Jak rozszerzona rzeczywistość i skanowanie 3D wspierają kontrolę jakości

Skanowanie 3D i rozszerzona rzeczywistość są technologiami w obszarze kontroli jakości, które umożliwiają precyzyjne odwzorowanie rzeczywistych obiektów i ich wad w formie cyfrowej. Współczesne systemy skanowania pozwalają na generowanie wysoce szczegółowych modeli trójwymiarowych, co ma szerokie zastosowanie w wielu branżach, w tym w przemyśle, medycynie, architekturze oraz rozrywce.

Jednym z najważniejszych obszarów wykorzystania tej technologii jest kontrola jakości w procesach produkcyjnych. W obliczu rosnących wymagań dotyczących precyzji oraz efektywności wytwarzania, rozszerzona rzeczywistość zyskuje na znaczeniu jako narzędzie wspierające spełnianie rygorystycznych norm jakościowych.

Tradycyjne metody inspekcji, oparte na ręcznej weryfikacji, często bywają czasochłonne i podatne na błędy ludzkie. Chociaż rozwój automatyzacji i nowoczesnych systemów metrologicznych zwiększył dokładność pomiarów, współczesne produkty, charakteryzujące się coraz większą złożonością, wymagają bardziej zaawansowanych rozwiązań.

Integracja rozszerzonej rzeczywistości z systemami skanowania 3D pozwala na precyzyjne analizowanie komponentów w czasie rzeczywistym. Dzięki temu możliwe jest szybkie wykrywanie odchyleń od norm, co przekłada się na zwiększenie efektywności kontroli jakości oraz minimalizację strat produkcyjnych. Wdrożenie tych technologii pozwala na usprawnienie procesów produkcyjnych, podnoszenie standardów jakości oraz optymalizację kosztów związanych z inspekcją i ewentualnymi poprawkami.

Kontrola jakości w nowoczesnym zakładzie produkcyjnym

Procesy weryfikacji jakości wytwarzanych lub dostarczanych produktów ulegają nieustannym zmianom i usprawnieniom. Coraz więcej etapów życia wytwarzanych części jest pod kontrolą, w celu spełnienia wysokich standardów i uniknięcia kosztownych napraw lub reklamacji.

Takie podejście wymaga zarówno od kontrolerów, jak i narzędzi inspekcyjnych, wysokiej elastyczności, sprawności pomiarowej oraz mobilności. Wynika to z faktu, iż często pomiary muszą odbyć się poza laboratorium pomiarowym, np. bezpośrednio na hali produkcyjnej, u dostawcy czy w magazynie, gdzie warunki nie są idealne, a jednak wiarygodny pomiar musi zostać wykonany.

To właśnie w takich przypadkach najnowsze, innowacyjne technologie pomiarów 3D i rozszerzonej rzeczywistości prezentują całą paletę swoich zalet. Dzięki niezwykle prostej obsłudze umożliwiają wykonanie inspekcji praktycznie w czasie rzeczywistym i dostrzeżenie wad, które łatwo przeoczyć gołym okiem lub w trakcie klasycznych pomiarów. Takie podejście pozwala na osiągnięcie właściwie natychmiastowej odpowiedzi czy produkt nadaje się do przekazania na dalsze etapy produkcji lub do klienta końcowego. W konsekwencji oszczędzamy wiele czasu i pieniędzy, chroniąc się przed poprawkami i reklamacjami czy kosztami transportu, które szczególnie w przypadku produktów wielkogabarytowych są wysokie.

W tym artykule postaramy się odpowiedzieć na pytanie: w jaki sposób innowacyjne technologie 3D usprawniają współczesną kontrolę jakości?

Rozszerzona rzeczywistość

Obecnie świat, który nas otacza, zaczyna mieszać się ze światem cyfrowym. Fabryki stają się w pełni zrobotyzowane i inteligentne, samochody jeżdżą autonomicznie, nosimy zegarki sprawdzające czy wciąż żyjemy, no i każdy ma smartfon, który już nie tylko służy do komunikacji, ale stał się kieszonkowym łącznikiem z praktycznie dowolną informacją, gdziekolwiek jesteśmy.

Do pewnego stopnia współczesny człowiek, w połączeniu ze wszystkimi dostępnymi nowinkami, stał się pierwszą iteracją cyborga. Jednak, to co nas jeszcze wyraźnie odróżnia od futurystycznych wizji człowieka zintegrowanego z urządzeniami jest forma w jakiej postrzegamy świat. I tutaj pojawia się rozszerzona rzeczywistość, która szturmem wchodzi także w świat kontroli jakości w przemyśle 4.0.

Augumented Reality (AR), czyli rozszerzona rzeczywistość, w swoim założeniu polega na wzmacnianiu, poszerzaniu odbioru rzeczywistości, poprzez dodanie informacji wygenerowanych komputerowo, których obserwacja na żywo pozwala zobaczyć więcej. W odróżnieniu od Virtual Reality, rzeczywistości wirtualnej, która jest całkowicie wygenerowana cyfrowo, AR pozwala połączyć świat cyfrowy z prawdziwym, wykorzystując do tego urządzenia takie jak gogle, projektory czy tablet.

Wykorzystanie rozszerzonej rzeczywistości w przemysłowej kontroli jakości to relatywna nowinka, jednak całkowicie i wręcz dosłownie zmieniająca jej obraz.

Film 1. Praca Visometry Twyn i automatyczne rozpoznawanie złego montażu elementu.

Wizualna kontrola produktu za pomocą AR

Przy obecnej konkurencji na rynku, rosnących kosztach pracy i energii, współczesny przemysł nie może sobie pozwolić na ewidentne błędy, których cena potrafi być bardzo wysoka. Każda poprawka to stracony czas, energia i materiał. Jednak, ludzkie oko, nawet doświadczonego inspektora, nie jest w stanie dostrzec wszystkiego. Do tego zmieniająca się dokumentacja, której zrozumienie wymaga czasu, nie ułatwia sprawy.

Konwencjonalne narzędzia pomiarowe, jak ramiona pomiarowe, suwmiarki, średnicówki czy inne manualne miary są albo mało poręczne, powolne i skomplikowane w użyciu, albo niedokładne i zawodne. Z rozwiązaniem przychodzą innowacyjne technologie 3D pod postacią Visometry Twyn (https://www.invizion.pl/rozszerzona-rzeczywistosc-visometry/), czyli narzędzie bazujące na rozszerzonej rzeczywistości, które na żywo potrafi śledzić modele CAD nałożone na weryfikowane części, pomagając nam dostrzec wady, niekompletność złożeń i wszelkie inne odstępstwa od nominału.

Rozszerzona rzeczywistość pod postacią Twyn to przełomowa technologia, która wydatnie zwiększa efektywność inspekcji i podnosi jakość produktów. Do swojego działania wymaga jedynie laptopa, na którym przygotowujemy analizę na bazie modelu CAD oraz tablet, który służy do realizacji samej kontroli i wygenerowania raportu.

System używając kamery w tablecie w czasie rzeczywistym obserwuje kontury analizowanego obiektu i nakłada na nie na nominalny model 3D, dzięki czemu od razu możemy dostrzec różnice i niedoskonałości konstrukcji.

Za pomocą Twyn możemy zweryfikować dowolne części i konstrukcje, od niewielkich, jak np. blaszane elementy karoserii, do nawet kilkunastometrowych, jak np. ramy dźwigów lub pociągów. Natychmiastowy dostęp do informacji o niedoskonałościach produktów pozwala na szybką reakcję, redukcję kosztów i skrócenie czasu eliminacji wszystkich wad.

Rozszerzona rzeczywistość doskonale sprawdza się w:

• kontroli pierwszej sztuki,
• produkcji narzędzi,
• weryfikacji kompletności złożeń,
• kontroli wejściowej części od dostawców,
• inspekcji dużych odlewów, konstrukcji i części,
• weryfikacji blach oraz nadwozi body-in-white,
• budowie przyrządów spawalniczych, mocujących i uchwytów pomiarowych,
• projektowaniu, prototypowaniu i rozwoju produktów.

Natomiast, do głównych zalet rozszerzonej rzeczywistości należą:

• możliwość systematycznego kontrolowania komponentów i produktów, zanim trafią do masowej produkcji, a także w trakcie produkcji;
• przyspieszenie procesu produkcyjnego i kontroli jakości poprzez porównanie prototypów oraz gotowych produktów z modelami CAD;
• sprawdzenie czy konstrukcje i złożenia są kompletne, pasujące do zespołu i pozbawione wad;
• weryfikacja statusu montażu i lokalizacja błędów przed rozpoczęciem kolejnych etapów produkcji;
• wsparcie tworzenia złożonych konstrukcji, poprzez analizę złożeń na rzeczywistym obiekcie;
• elastyczna i mobilna kontrola jakości w czasie rzeczywistym, w dowolnym miejscu, bezpośrednio tam gdzie produkowane lub przechowywane są produkty.

Film 2. Inspekcja za pomocą Visometry Twyn w warunkach produkcyjnych.

Precyzyjna kontrola produktu za pomocą skanera 3D

Rozszerzona rzeczywistość, choć widowiskowa, skuteczna i niezwykle szybka w użyciu, nie jest jeszcze w pełni metrologicznym narzędziem. Tutaj z pomocą przychodzą profesjonalne, laserowe skanery 3D ( https://www.invizion.pl/skanery-3d/ ), które doskonale uzupełniają brakujące inspekcje wymiarowe i analizy geometrii części o dowolnych kształtach oraz gabarytach od milimetrów do nawet kilkunastu metrów. Wszelkie niezgodności z nominałem, wykryte za pomocą Twyn, można szybko i precyzyjnie określić i zwymiarować wykorzystując skanowanie 3D.

Najnowsze ręczne skanery 3D marki SCANTECH, takie jak np. NIMBLETRACK, czy SHARP-S, umożliwiają pomiary bez konieczności stosowania markerów referencyjnych i proszków matujących. Dzięki zintegrowanym transmiterom wszystkie skanery klasy metrologicznej dostarczane przez SCANTECH mogą działać całkowicie bezprzewodowo, co niesamowicie usprawnia pracę poza laboratoriami.

Ogromną zaletą wymienionych skanerów laserowych jest niezwykła prędkość pomiarowa, dokładność, duże obszary robocze oraz możliwość pomiaru otworów w elementach cienkościennych, jak okręgi czy fasolki, bez konieczności ich skanowania. Dzięki temu wszystkiemu kompletny obraz geometrii 3D może być osiągnięty bardzo szybko, a kłopotliwa część zweryfikowana dogłębnie.

Skaner 3D NIMBLETRACK wyróżnia się bardzo wysoką mobilnością i lekkością, natomiast skaner 3D SHARP pozwala precyzyjnie zeskanować obiekty nawet kilkunastometrowe, dzięki ogromnemu zasięgowi trackera, który w jednym ustawieniu widzi aż do 8,5m.

Ręczny laserowy skaner 3D pozwoli porównać obiekt do modelu CAD i kolorystycznie wyświetlić wszelkie odchylenia od nominału, także w miejscach które normalnie nie są weryfikowane. Dodatkowo, mamy możliwość sprawdzenia każdego wymiaru, średnicy, kątów oraz tolerancji położenia i kształtu GD&T, zarówno w widoku 3D, jak i na przekroju.

Takie kompleksowe podejście do inspekcji pozwala znacząco zwiększyć jakość produkcji i zredukować do minimum potencjalne koszty reklamacji czy poprawek.

Film 3. Bezprzewodowe skanowanie 3D drzwi samochodowych za pomocą skanera 3D SCANTECH NIMBLETRACK.

Podsumowanie: współpraca rozszerzonej rzeczywistości z technologią skanowania 3D

Pomiar za pomocą rozszerzonej rzeczywistości najczęściej odbywa się w surowych warunkach hali produkcyjnej, gdzie bardzo często jest kłopot z użyciem ramion pomiarowych czy klasycznych skanerów na statywie. Jeśli obiekt jest zbyt duży to ciężko jest go dostarczyć do maszyny współrzędnościowej.

Współczesne ręczne skanery 3D, pracujące w technologii światła laserowego, pozwalają na pomiary w środowisku przemysłowym, bez konieczności posiadania specjalnego laboratorium czy przygotowywania części.

Wady ewidentne produktu, wykryte za pomocą szybkiej inspekcji Twyn, takie jak niekompletność konstrukcji, krzywizny, niezgodności wymiarowe, można następnie dokładnie przeanalizować za pomocą przemysłowego skanera 3D, który z wysoką precyzją umożliwia weryfikację całej geometrii produktu oraz przygotowanie profesjonalnego raportu inspekcyjnego i analizę statystyczną, w przypadku pomiarów seryjnych.

Dzięki kombinacji skanera 3D i rozszerzonej rzeczywistości otrzymujemy kompletne narzędzie, które pozwala na zwiększenie ilości sprawdzanych części i znaczące podniesienie jakości produkcji.

Produkcja dąży do coraz większej precyzji, a nowoczesne technologie, takie jak skanowanie 3D i AR, odgrywają istotną rolę w osiąganiu wysokiej jakości wytwarzanych produktów. Ich dalszy rozwój przyczyni się do jeszcze większej automatyzacji i usprawnienia procesów kontroli jakości, co może zrewolucjonizować sposób, w jaki oceniamy zgodność produktów ze standardami.

---

Jeżeli posiadają Państwo części wymagające digitalizacji lub są zainteresowani otrzymaniem szczegółowych informacji na temat innowacyjnych i profesjonalnych skanerów 3D lub usług związanych ze skanowaniem 3D, to zapraszamy do odwiedzenia strony www.invizion.pl i do kontaktu info@invizion.pl. Oferujemy również nieodpłatne próbne pomiary oraz demonstracje na żywo.