고급 3D 레이저 스캐닝으로 금속 표면의 페인트 결함을 감지합니다.

20
2월

3D 레이저 스캐닝을 사용하여 금속 표면의 페인트 결함 분석

• 작성자 :브라이언 맥모리스
• 협동로봇 재마무리
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작성자:브라이언 맥모리스

Futura Automation, LLC 사장

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미국 중서부의 한 제조업체는 롤업 도어를 생산하고 사전 압출된 금속 스트립 또는 슬레이트를 구매합니다. 이 스트립은 조립 전에 준비되고 도색됩니다. 제조업체는 품질 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 Futura Automation, LLC의 Don Nedved에 접근했습니다. 페인트 공정은 페인트 층으로 구성되며 클리어 코팅으로 마감됩니다. 페인트/클리어 코팅 공정 후에 슬랫을 완전한 도어로 조립하고 사람이 육안으로 페인트 결함과 금속 찌그러짐을 검사합니다. #페인트 결함은 일반적으로 클리어 코트에 있는 먼지 입자이며 사람의 눈으로 관찰할 수 있습니다. 그러나 이렇게 낮은 높이의 결함은 인간의 손길로는 거의 느껴지지 않는 경우가 많습니다.

이러한 사소한 결함은 이제 조립 후에 식별되므로 완성된 조립에 이미 소비된 자원을 보존하기 위해 결함을 수동으로 습식 샌딩하고 광택 처리합니다. 이 프로세스가 일일 완제품 처리량에 병목 현상을 일으키는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 고객은 도장된 표면을 검사하고 A) 자동화된 재포장을 위해 조립 공정에서 결함이 있는 슬랫을 제거하거나 B) 로봇이나 코봇을 사용하여 샌딩 또는 버핑을 통해 결함이 있는 부분을 찾아 재포장하는 솔루션을 찾고 있습니다.

Futura Automation은 레이저 검사 전문가인 Jake Haefner와 협력하여 도장 표면의 이상 현상(투명 코팅의 입자 및 찌그러짐)을 쉽게 찾아 식별할 수 있는 솔루션을 설계했습니다. (마무리 과정 전에 찌그러진 부분을 스캔하는 것이 제안되었습니다.) 먼저, 다음은 페인팅된 조각 중 하나의 회색조 및 높이 이미지입니다. 이 애플리케이션에는 #LJX8080 및 3D 컨트롤러를 활용할 것입니다. 이 모델은 12.5미크론, 즉 사람 머리카락의 약 1/8까지 정확합니다. 이 애플리케이션에 필요한 모든 도구와 처리 능력은 컨트롤러 내에 포함되어 있습니다. 시스템에는 이미지와 데이터를 보기 위한 모니터만 필요합니다.

아래는 300미크론(-14.7mm ~ -14.4mm) 범위를 포괄하는 색상 척도로 너비와 높이 측정을 보여주는 결함 전체의 2D 프로필과 확대된 보기입니다.

우리의 결함 도구는 높이 데이터를 캡처한 다음 대비를 식별할 수 있도록 이를 회색 음영(일반적으로 사람의 이해를 돕기 위한 색상으로 표시됨)으로 변환합니다. 복잡한 기술이지만 기본적으로 도구는 높이 범위(예:0mm ~ 1mm)를 사용하고 가장 낮은 값(이 예에서는 0mm)을 할당하여 "0" 음영 또는 전체 검정색을 지정하고 가장 높은 값인 1mm를 "255" 음영 또는 전체 흰색 음영에 할당합니다. 가장 낮은 높이와 가장 높은 높이 사이의 높이 데이터는 음영 "0"과 음영 "255" 사이의 회색 음영에 할당됩니다. 회색 음영으로 변환된 높이 데이터를 기반으로 레이저 스캐너는 특정 대비 변화를 식별하여 긁힘, 찌그러짐, 돌출부 및 이물질과 같은 결함을 찾아낼 수 있습니다. 아래는 우리가 시스템에 식별하도록 가르친 결함을 표시하는 더하기 기호가 있는 도색된 부품의 이미지입니다. 수용할 수 없다고 판단되는 픽업 결함에 대해서만 세그먼트 크기(Defect size)와 결함 수준(Defect Depth)을 조정할 수 있습니다. 부품 결함의 크기와 수량에 대한 제한도 설정할 수 있습니다.

아래는 결함의 대조 보기입니다. 이는 프로파일러가 결함을 식별하고 판단할 때 실제로 보는 것을 대표합니다.

우리가 스캔한 다양한 결함과 해당 프로필 보기에 대한 이미지를 몇 장 더 첨부했습니다. Futura Automation에서 결함을 찾기 위해 부품을 스캔하기를 원하시면 생산 시스템을 개발하기 전에 개념 증명을 기꺼이 수행해 드리겠습니다.