面向精密钣金与零部件分析的加速2D/3D检测与逆向工程

基于台式光学测量是测量和逆向工程平面及折弯/成型钣金零件、垫圈、密封件、O型圈、叠层、纸张、醋酸纤维和电子图纸以及其他不透明和半透明平面材料的快速、简单且准确的方法。

InspecVision Ltd.的Planar测量系统基本要素是LED背光台和一颗高达5000万像素的俯视相机。相机能“看到”随机放置在台面上的一或多个零件边缘。约30秒内拍摄零件快照，可与CAD文件比对检测，或输出DXF/DWG CAD文件用于逆向工程。

典型用户包括使用X/Y数控、激光、等离子、冲压、水刀切割和成型机的钣金加工商，他们供应汽车、航空航天、电子、通信等广泛行业。

2D检测

Exact Metrology（伊利诺伊州莫林）总经理乔·赖特描述了典型检测场景：系统安装在冲床组附近的车间地面。由于无运动部件且数据采集率约400万像素/秒，系统不受振动影响，冲床可在检测时持续运行。

冲床操作员可通过扫描条形码上传CAD文件。一旦集成计算机按所需尺寸（含孔径位置、线性尺寸、圆角半径）编程，无需认证技术员测量。

操作员取出成品（可多个），放在台面上，无需夹具，也无需特定朝向。控制软件会在与CAD文件比对前虚拟定向零件。测量精度从小台面（500mm×330mm）的12微米到大台面（2355mm×1570mm）的50微米不等。

重要功能包括：

• 可同时扫描多个相同零件。例如台面放10个零件，第5个不合格，显示屏会在屏幕上隔离该零件。
• 零件无需接触即可测量，故也可用于O型圈。用坐标测量机(CMM)或卡尺等触觉装置测量O型圈，有变形风险导致误差。
• 台面虽为玻璃，划痕可校准消除，不影响测量。
• 自动生成报告，含实测数据和标称数据，每项指示PASS/FAIL。
• 显示/打印CAD数据与测量数据的色彩偏差图。
• 偏差可通过增强现实投影到零件本身。
• 输出SPC数据供分析。

2D逆向工程

逆向工程分两类：一是成像已制造零件，二是将纸张、醋酸纤维或电子图像文件转为CAD文件。

赖特说：“我在中西部，有做冲压或激光切割的车间。农民可能进来说：‘这块坏了，放台面上给我切个新的。’最终客户用台面获取数据控制切割。区别于旧式卷尺卡尺、手绘再建CAD的流程，这跳过了整个步骤。”

为生成制造图纸，零件放上台面，30秒内得到图像文件。软件允许用户编辑清理数据，如标准化孔径、清理边缘、去毛刺。

我问赖特制造商能达何种公差。他说最好不超系统本身的12-50微米。为确定制造零件所需公差，可叠加多个零件查看典型样件尺寸变异。若对要逆向工程的零件做30件研究，叠加这30件得工艺偏差，助你规定公差。

从图纸到CAD文件

缩绘的纸本或醋酸纤维图纸也可放上台面成像生成CAD文件。甚至可用于创建图形复制文件（如Logo）。将图纸放在背光台上。若光能透过且为白纸黑印，印迹可被识别为边缘。但图纸必须可缩放——一比一或固定比例——不能只是手绘草图。扫描后导入DXF格式。

2.5D检测

冲压产品典型特征包括百叶窗或小弯曲。附加SurfScan投影仪将结构光照射到被成像零件上，与系统软件集成，单次点击即可精准检测2D形状及其“2.5D”特征。

3D检测

Opti-Scan检测系统可测量表面和边缘的3D数据。这款非接触结构白光扫描系统使用高速高分辨率相机和LED DLP投影仪扫描物体表面。

投影仪将光栅图案投射到零件上产生条纹图案。相机记录条纹数据，创建扫描表面的3D点云或多边形网格。处理后的成像数据可发送为多种文件类型，供几乎任何3D检测或逆向工程软件使用。

2D成像一张快照捕获全貌。3D成像仍为视线范围，需用三轴台旋转倾斜物体获取各角度数据，再拼接得完整3D图像。

Opti-Scan 3D可加装到现有Planar系统，将其转变为完整的2D和3D测量系统。

重要功能包括：

• 单击自动检测。
• 白光扫描技术。
• 3D表面和边缘测量。
• 纹理映射——可创建全彩色纹理映射点云。
• 扫描速度约250,000测量点/秒。

总结

Planar系统专为制造钣金零件的快速、精准、坚固测量设计。适合快速、精准的首件检验、质量报告和逆向工程。系统理想用于车间——不受附近机器振动影响；操作员输入极少；凭借速度和精度，可跨广泛应用提高生产吞吐量。

本文由Photonics & Imaging Technology副编辑Ed Brown撰写。更多信息请访问 here .