Optinen kolmiulotteinen mittaus ohutlevytuotteiden laadunvalvonnassa

Abstract

Ohutlevyteollisuuden markkinatilanne on muuttunut, kun tuotantomäärät ovat kasvaneet, laatuvaatimukset tiukentuneet ja markkinat globalisoituneet. Konenäön avulla on mahdollista tehostaa laadunvalvontaa, jolloin virheet voidaan havaita nopeammin ja siten säästää tuotantokustannuksissa. Muotoiltujen ohutlevyosien tarkastamiseksi tarvitaan kolmiulotteisia mittausmenetelmiä, joilla pystytään varsin nopeasti ja tarkasti analysoimaan kappaleita. Erityisesti fotogrammetriaan perustuvaa rakenteista valoa on sovellettu erilaisissa mittalaitteissa, ja menetelmä on myös varsin joustava sekä edullinen käyttää.

Fotogrammetriaan ja rakenteiseen valoon perustuvista mittalaitteista valittiin arvioitavaksi Mapvision 4D. Testeissä tutkittiin laitteen tarkkuutta, nopeutta ja soveltuvuutta teollisuusympäristöön sekä erityisesti taivutuskulmien, reikien halkaisijoidenja etäisyyksien mittaamista. Sovittamalla mitattu data CAD-malliin pystytään kappaleen mitoitus tarkastamaan vaaditulla 0,1 millimetrin tarkkuudella. Testitulosten perusteella voidaan todeta sekä mittalaitteen että mittausmenetelmän soveltuvan ohutlevykappaleiden laadunvalvontaan, kunhan reunojen määrityksessä esiintyvä säännöllinen epätarkkuus otetaan huomioon.

The market situation of sheet metal production has changed by increased production volumes, strict quality requirements, and globalized markets. By utilizing machine vision it is possible to enhance quality control so that defects can be detected more quickly and thereby costs can be reduced. Three-dimensional measuring methods are needed to examine formed sheet metal parts and with them it is possible to analyze objects rather quickly and accurately. Especially structured light,which is based on photogrammetry, is utilized in different kinds of measuring devices and the method is rather flexible and inexpensive to use.

Mapvision 4D was selected for evaluation of the several measuring devices based on photogrammetry and structured light. Tests covered measurement accuracy and rate as well as suitability for the industrial environment. More extensive measurements were conducted on selected features, such as angles, hole diameters, and distances. By fitting the measured data to the CAD model, it was possible toverify the dimensioning of the object with the desired accuracy of 0.1 millimeter. The test results proved that both measuring device and method are applicablefor the quality control of sheet metal products, as long as the regular inaccuracy in the measurement data of edges is taken into account.