先进的 3D 激光扫描检测金属表面的油漆缺陷
20
二月
使用 3D 激光扫描分析金属表面的油漆缺陷
- 作者：布莱恩·麦克莫里斯
- 协作机器人修补
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作者：布莱恩·麦克莫里斯
Futura Automation, LLC 总裁
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美国中西部的一家制造商生产卷帘门并购买预挤压金属条或板条，这些金属条或板条在组装前进行准备和涂漆。该制造商联系 Futura Automation, LLC 的 Don Nedved，寻求解决其质量问题的方法。油漆工艺由多层油漆组成，最后涂上一层透明涂层。油漆/清漆工艺完成后，板条被组装成完整的门，并由人工目视检查是否有油漆缺陷和金属凹痕。 #油漆缺陷通常是透明涂层中的灰尘颗粒，肉眼可以观察到。但很多时候，这种缺陷在如此低的高度下，人的触摸几乎无法感觉到。
这些轻微的缺陷现在可以在组装后识别出来，因此为了保护已在成品组装上消耗的资源，对这些缺陷进行了手动湿磨和抛光。毫不奇怪，这个过程是每日成品吞吐量的瓶颈。客户正在寻找一种解决方案来检查涂漆表面，并且 A) 从装配过程中去除有缺陷的板条以进行自动表面重修，或者 B) 使用机器人或协作机器人通过打磨或抛光来定位和重新表面有缺陷的区域。
Futura Automation 与激光检测专家 Jake Haefner 合作，设计了一种解决方案，可以轻松发现和识别涂漆表面的异常情况，包括透明涂层中的颗粒以及凹痕。 （建议在任何精加工过程之前扫描凹痕。）首先，这里是其中一件彩绘作品的灰度和高度图像。我们将在此应用中使用 #LJX8080 和 3D 控制器。该模型精确至 12.5 微米，约为人类头发的 1/8。该应用程序所需的所有工具和处理能力都包含在控制器内。该系统只需要一个显示器来查看图像和数据。
下面是缺陷的放大视图以及缺陷的 2D 轮廓，其中显示了覆盖 300 微米跨度（-14.7 毫米至 -14.4 毫米）的色标上的宽度和高度测量值。
我们的缺陷工具捕获高度数据，然后将其转换为灰色阴影（通常以颜色表示，以便更好地理解），以便我们可以识别对比度。这是一项复杂的技术，但本质上该工具采用一个高度范围，例如 0 毫米到 1 毫米，并为阴影“0”或全黑分配最低值（在本例中为 0 毫米），并为阴影“255”或全白分配最高值 1 毫米。然后将最低高度和最高高度之间的高度数据分配给色度“0”和色度“255”之间的灰色色度。根据转换为灰色阴影的高度数据，激光扫描仪可以识别某些对比度变化，以发现划痕、凹痕、凸起和异物等缺陷。下面是一个涂漆零件的图像，加号标记了我们教系统识别的缺陷。我们可以调整段大小（缺陷大小）和缺陷级别（缺陷深度），以仅拾取被认为不可接受的缺陷。我们还可以对零件上的缺陷的尺寸和数量设置限制。
下面是缺陷的对比视图。这代表了分析器在识别和判断缺陷时实际看到的内容。
我们还附上了一些我们扫描的各种缺陷的图像及其剖面图。如果您希望 Futura Automation 扫描您的零件以发现缺陷，我们很乐意在开发您的生产系统之前进行概念验证。
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