3DテクノロジーエキスパートGeorgy Kazakevichのインタビュー
- インタビューの最初の部分では、リバースエンジニアリングについて話しました。 では、ジオメトリ制御とは何ですか？
ジオメトリ制御は本質的に品質管理です。 ここを見てください：企業は、ファイナライズする必要のあるブランクを受け取ります。 これらのブランクの受入検査を行うと、製造段階で頭痛を大幅に軽減できます。
加工と鋳造のサイクルは1週間で、 鋳造に穴を開ける必要があり、飛行機を機械加工する必要があります。 キャストには手当があります。 機械での処理中にワークピースから除去される材料。 100個の要素を処理しており、95番目の要素では在庫が足りないことがわかります。 私たちはすでに94を作成し、オペレーターの時間、電気、切削工具を使い果たし、バッチ全体が結婚しました。 これは、ワークピースの受入検査がない場合に発生します。
図 1. 3Dスキャンを使用したジオメトリ制御のプロセス
-3Dスキャンは、従来の制御方法と比較して何を提供しますか？
-一番下の行は、ソフトウェアが上記のプロセスをループさせることです。 数千個の一連の同一部品があるとします。 テンプレート、マイクロメーター、キャリパーなどの標準ツールで制御するには何が必要ですか？ リストに従ってこれらの数千の詳細のそれぞれを測定し、それぞれのテーブルをコンパイルします。 次に、 3Dスキャンがどのように役立つかを見てみましょう。
図を見てください（図1）：最初の部分では、最初の3つのポイントが手動で実行され（スキャン、分析の準備、直接分析）、レポートはソフトウェア用です。 次の999パーツについては、スキャンのみが手動で行われ、残りの3つの段階はソフトウェアによって実行されます。 したがって、時間はデジタル化のみに費やされます。 また、ジオメトリを監視する場合、スキャンは通常、費やす時間の5〜15％であり、それ以上ではありません。 したがって、フロー制御またはバッチ生産制御により、時間を大幅に節約できます。
以前は、1日かかるため、企業は1000個の部品のうち1個を制御する余裕がありました。 3Dスキャンを実装することにより、わずか2日間で1000個のうち100個の部品を制御できます。 初日はすべてを手動で行い、あと1日だけが99の部品に費やされます-スキャンする必要があるだけです。 次に、CADモデルを特定のフォルダーに入れ、ソフトウェアに「作業」と言います。
図 2.ライニングジオメトリ偏差マップ
-iQB Technologiesの例を使用して、その仕組みを教えてください。
-ライニングの厚さを測定するタスクがありました。これは、当社のアレクセイ・チェーホヴィッチのチーフテクニカルエキスパートによって正常に完了しました。 液体は圧力下で供給されるため、液体用の混合ユニットがあり、金属製です。 問題は、内部の金属を適切に機械加工することは、第一に困難であり、第二に高価であることです。 さらに、金属は多くの液体と相互作用する材料であり、錆びたり、腐食したりする可能性があります。 このアセンブリは、内側から特殊なプラスチックコンパウンドでコーティングされています。 液体の正しい混合を達成するために、コーティングは均一でなければなりません。 その中にare穴がある場合、厚さが不均一である場合、乱流が内部に現れます。 それらはサイトに追加の圧力をかけるため、その寿命が短くなります。
以前は、会社は1日を要したため、1000のうち1つの部分を制御していました。 3Dスキャンを実装することにより、わずか2日間で1000個のうち100個の部品を制御できます。
そのため、最初にノードの3Dスキャンをコーティングなしで実行し、次にコーティングありで結果を比較しました。 スキャンの赤いゾーン（図2）はカバレッジです。 右の写真は、不均一であることを示しています。 結果に基づいて、顧客はこのコーティングを適用している下請業者に苦情を申し立てることができます。
図 3.溶接検査
次の例は、私が実行した溶接制御です。 私はニジニ・ノヴゴロドに行って、リープヘル工場に行きました。この工場では、産業機器の組み立て用の金属構造物を生産しています。 金属板自体はドイツから来て、ロシアで溶接されてから送り返されます。 構造が非常に大きい（長さ2 m）ため、他の構造に取り付けるための着陸穴が設けられています。 溶接中に歪みが発生すると、部品はある場所で結合し、別の場所では結合しません。 これを避けるため、工場はドイツに送る前にすべての部品を事前にスキャンし、溶接中に発生した偏差を評価することを決定しました。 右側の表（図3）には、3Dスキャンで実際のサイズが表示されています。 偏差はカラーマップとして表示されます。 緑は良い結果、黄色は許容範囲内、赤は許容できない偏差です。 具体的には、もちろん、スキャンした部分は合格せず、結婚と見なされます。
-他のどの業界で、3Dスキャナーとソフトウェアを使用してジオメトリを制御しましたか？
図 4.車の翼の形状を制御する
-たとえば、 自動車産業に関連するプロジェクトがありました 。 ご存知のように、車のスペアパーツは非常に高価です。 彼らは常に中国から注文することができますが、ロシアで生産を確立する方がはるかに便利です。 ハイセグメントマシン用のスペアパーツを製造しているお客様は、苦情を受け取り始めました。パーツを配置しようとすると、パーツが「遊び」ます。 ロシア製のBMWの翼と、オリジナルのBMWの翼をスキャンしました。 彼らはそれらを互いに比較し、ロシアの部品が必要以上にサイズがわずかに大きいことを見ました。 これに基づいて、生産サイクルに変更が加えられました。
図 5.バス本体
図6には、バスの本体と3Dスキャンの結果が表示されています。これはAlexei Chekhovichが取り組んでいたプロジェクトです。 モスクワには、樹脂からバスを生産する企業があります。 現代の樹脂は強度が金属と競合する可能性がありますが、はるかに軽いため、燃料消費の面でより経済的です。 このようなバスは、いくつかの部品から組み立てられています。 会社は、組み立て中にいくつかの歪み、ストレスがあることに気付きました。 最初は、完成したワークを撮影するように招待されました。 私たちはそれらを撮影し、ワークピース自体が曲線であることがわかりました。 そして、将来的には、問題は調達にあるのではなく、作成された形にあることがわかりました。 つまり、金型を備えたワークピースは完全にフィットしましたが、金型自体に欠陥があり、交換する必要がありました。 その後、約6か月ごとにフォームをチェックすることにしました。
-品質管理には運用管理が含まれます。 3Dスキャンを使用してこのような問題を解決したことがありますか？
はい、これは通常、 航空機などの複雑で高価なデバイスに関連しています。 運用中、膨大な負荷がそれに作用し、運用中に航空機が取得する構造的構造変化には制限があります。 S7は、エアバス3Dスキャン全体を私たちに注文しました。 これらのデータは企業秘密を構成するため、分析は実行しませんでした。
図 6.エアバスS7の運用管理
尾のステッカーが見えるスキャンに注意してください（図6）。 事実は、ステッカーのようなものでさえ、燃料消費に影響するということです。 弊社の測定システムは非常に敏感であるため、ステッカーの最適な配置を計算できます。 また、S7の要請により、ステッカーの有無にかかわらず、航空機の尾部の3Dスキャンが行われ、それがどのように正しく配置されているかが理解されました。
図 7.航空機工場の制御機器
航空機製造の分野からのもう1つのプロジェクトに言及します。 iQB Technologiesの顧客は航空機工場であり、当初はかなり大きなサイズ（2メートル以上）のシート製品の分析を依頼されました。 測定に基づいて、部品が曲げられており、必要な許容範囲に収まらないことがわかりました。 そして、これは彼女が工場自体で制御を渡したという事実にもかかわらず。
部品の製造後、木製のテンプレートに配置されます（図9）。 平らになっている場合は、適切であると結論付けます。 3Dスキャナーは偏差を示したため、パターンを確認することをお勧めしました。 スキャンでは、偏差のある多くの領域を見ることができます。 このような大型テンプレートは、ユニットまたはパーツの作成に応じて複雑なプロファイルを持っているため、それらを制御することは困難です。 実際、テンプレート設計自体の不適格性は、多くの企業にとって大きな問題です。
「そして、ここで3Dスキャナーが助けになります...」
-この場合の3Dスキャナーは、複雑な表面と大きなサイズの製品を測定する必要がある場合に理想的なデバイスです。 これは、上で述べたように、生産に最適なソリューションです。
図 8. Creaform MaxSHOT Next写真測量システムと組み合わせたスキャナーは、航空機や造船で効果的に使用されます。
3Dスキャナーについて話しているので、 写真測量などのトピックに言及するしかありません。 これは、写真から寸法の測定を含むオブジェクトの特性を決定することを扱う科学です。 各スキャナーはズームのないカメラの一種です。 近くまたは遠くのオブジェクトを撮影できます。 たとえば、山や誰かの肖像画です。 ジオメトリを計算するには、カメラ間の正確な距離とカメラの輻輳角を知ることが非常に重要だからです。 そのため、写真測量デバイスと呼ばれる特別なデバイスが作成されました。 まず第一に、これらは定規セットを備えた単なるカメラです（図8）。 これらの定規の寸法は、座標測定機によって非常に高い精度で測定されます。
図 9.板金検査
そのため、特定の大きなオブジェクトがあり、1メートルのサイズのオブジェクトを撮影するように設計されたスキャナーがあります。 ほとんどすべてのスキャナーには位置決めシステムがあります。 何らかの方法で、オブジェクトに対する空間での位置を決定します。 ほとんどの場合、位置決めシステムは小さな丸い黒と白のマークのように見えますが、これは部品に接着されています（図7の右側）。 パーツが十分に大きい場合（明らかに1メートル以上であり、スキャンできない場合）、このパーツに定規と大きな四角いマークを追加で配置しますが、同時にパーツに小さな丸いマークがあることもわかります。 写真測量システムを使用して、さまざまな角度からオブジェクトの多くの写真を撮ります。 ショットが多いほど良い。 次に、写真測量ソフトウェアは大きなマークとルーラーを認識し、このルーラーからすべての大きなマーク間の距離を見つけます-各マークには座標が割り当てられます。
その後、小さなマークが認識され、座標も比較的大きく割り当てられ、大きなマークが削除されます（図9）。 カメラとソフトウェアを使用すると、これらの小さなタグのそれぞれの正確な座標を取得できます。 それらは別のファイルに書き込まれ、スキャナーソフトウェアにダウンロードされます。 したがって、既知のマークでガイドされる小さな3Dスキャナーを使用すると、最大20〜30メートルのサイズの部品またはオブジェクトをスキャンできます。 このシンプルで効果的なソリューションを使用して、ジオメトリ制御の問題は、航空宇宙産業や造船業を含む多くの産業で解決されています。
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