工業(yè)4.0的目標(biāo)之一，就是為人們提供更多優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，也因此越來(lái)越多的制造商和供應(yīng)商將質(zhì)量控制作為制造環(huán)節(jié)中的重中之重，質(zhì)量4.0就是在此背景下產(chǎn)生的新型質(zhì)量管理方式。在工業(yè)制造中，負(fù)責(zé)質(zhì)量控制的團(tuán)隊(duì)需要不斷優(yōu)化工件檢測(cè)流程，降低工程設(shè)計(jì)與制造部門(mén)之間反復(fù)修改和試產(chǎn)，減少CMM(坐標(biāo)測(cè)量機(jī))設(shè)備的性能瓶頸問(wèn)題。此外，質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)不但要正確發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)還要提供與問(wèn)題相關(guān)的各種數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果。

    挑戰(zhàn)

    目前，討論工件檢測(cè)不能脫離全球化這一大的背景—產(chǎn)品生產(chǎn)分散在世界各地，各個(gè)生產(chǎn)地點(diǎn)之間通過(guò)電子傳輸進(jìn)行信息交換。繼蒸汽機(jī)(工業(yè)1.0)、流水線(工業(yè)2.0)和機(jī)器人(工業(yè)3.0)之后，工業(yè)4.0來(lái)到了屬于我們當(dāng)下的數(shù)字時(shí)代。在工業(yè)4.0時(shí)代，企業(yè)呈現(xiàn)出一種分散結(jié)構(gòu)，供應(yīng)商和承包商遍布全球，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起。在這一特定背景下應(yīng)如何進(jìn)行工件檢測(cè)呢?如何才能將虛擬模型(CAD模型)與實(shí)物(生產(chǎn)的產(chǎn)品)更好聯(lián)系在一起，保證各地生成的產(chǎn)品完美兼容呢?

    示例

    歐洲一家汽車(chē)制造商設(shè)計(jì)了一個(gè)零件，然后將零件的數(shù)字模型發(fā)送給亞洲的一個(gè)承包商由其進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)出來(lái)的零件繼續(xù)發(fā)送至位于南美的工廠進(jìn)行裝配。

    南美的汽車(chē)制造商將進(jìn)行首次檢測(cè)，在第一次嘗試裝配后標(biāo)記出零件缺陷，然后將零件缺陷反饋至亞洲承包商;然后，亞洲承包商調(diào)整工裝，重新生產(chǎn)樣品并再次發(fā)送至南美汽車(chē)制造商;零件可能仍然無(wú)法正確安裝，汽車(chē)制造商再次要求承包商調(diào)整工裝，如此往復(fù)，循環(huán)多次。

    但是，如果可以對(duì)零件進(jìn)行掃描，然后將零件的數(shù)字模型而不是零件本身繞過(guò)半個(gè)地球發(fā)送至南美進(jìn)行測(cè)試，那么就可以極大地節(jié)約時(shí)間和工作效率。然后，南美制造商就可以進(jìn)行虛擬裝配并評(píng)估零件改正，避免在全球范圍內(nèi)多次來(lái)回運(yùn)輸/發(fā)送零件。

    解決方案

    傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方案是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)。CMM通常固定在地面上，測(cè)量速度較慢，而且還必須將工件運(yùn)送到測(cè)量工具位置。出于CMM解決方案的時(shí)間成本和資金成本考慮，工件檢測(cè)先后經(jīng)歷了一系列的重大改進(jìn)。

    便攜性

    便攜式技術(shù)的出現(xiàn)，例如關(guān)節(jié)臂、激光跟蹤儀、便攜式光學(xué)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等，使質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)可以直接深入生產(chǎn)車(chē)間，無(wú)需將工件從車(chē)間移動(dòng)至實(shí)驗(yàn)室，從而節(jié)約了時(shí)間，降低了成本。

    可靠性

    便攜式光學(xué)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在生產(chǎn)環(huán)境下?lián)碛懈煽康某錾憩F(xiàn)，由此解決了便攜式測(cè)量技術(shù)的可靠性問(wèn)題。另外，便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在可測(cè)量和分析的數(shù)據(jù)容量方面也存在諸多限制。便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)一般通過(guò)計(jì)算批量生產(chǎn)中可獲得的幾個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，來(lái)判斷是否出現(xiàn)誤差和漂移。但是，對(duì)于工件樣品，這些有限的數(shù)據(jù)不足以支撐生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)的分析。因此，工件檢測(cè)對(duì)信息密度提出了更高的要求。

    信息密度

    為此，3D掃描儀便登場(chǎng)了，它能夠非接觸地通過(guò)大量的點(diǎn)對(duì)復(fù)雜形狀的工件進(jìn)行數(shù)字化建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣件的詳細(xì)分析。例如，色圖(如下圖)的應(yīng)用能夠顯示出缺陷位置，并指明引起缺陷的設(shè)備設(shè)置。

    結(jié)論

    最新問(wèn)世的計(jì)量級(jí)3D掃描儀掃描速度快，易于使用，能夠在任何時(shí)間、任何生產(chǎn)地點(diǎn)執(zhí)行工件檢測(cè)。使用3D掃描儀可以有效避免無(wú)謂地運(yùn)輸缺陷零件，還能夠提供更加詳細(xì)的缺陷分析，便于非專業(yè)人士理解，由此縮短試產(chǎn)擴(kuò)量時(shí)間和生產(chǎn)調(diào)整時(shí)間，降低工件缺陷檢測(cè)與糾正延遲。

    簡(jiǎn)而言之，3D掃描儀可以避免實(shí)物工件的來(lái)回運(yùn)輸，從而優(yōu)化工件檢測(cè)過(guò)程，而且還突破了傳統(tǒng)CMM設(shè)備的瓶頸，縮短了批量生產(chǎn)前的調(diào)整時(shí)間。通過(guò)優(yōu)化工件檢測(cè)，質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)可以快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)提供解決方案，最終獲得具有更高質(zhì)量與兼容性，同時(shí)滿足客戶需求的首件樣品，帶來(lái)更高的滿意度、銷售額和利潤(rùn)。

    用3D掃描儀進(jìn)行首件檢測(cè)有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)流程，持續(xù)產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

    用3D掃描儀可有效縮短試產(chǎn)擴(kuò)量時(shí)間和生產(chǎn)調(diào)節(jié)時(shí)間，降低工件缺陷檢測(cè)與糾正延遲。

    用3D掃描儀能夠?qū)ぜ毕葸M(jìn)行詳細(xì)分析，大型工件也沒(méi)問(wèn)題。

    用3D掃描儀可以實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)化檢測(cè)，在保證質(zhì)量的前提下節(jié)省人工，提升效率。

    在全球化背景下，3D掃描儀能夠顯著優(yōu)化工件檢測(cè)流程，甚至實(shí)現(xiàn)完全虛擬化的首件檢測(cè)，使樣品在第一次試裝配時(shí)就取得成功。在當(dāng)前的技術(shù)下，完全可以做到這一點(diǎn)，只需要將其融入制造商的技能培訓(xùn)、企業(yè)文化和精神就可以做到。