GOM光學三維測量案例：塑料專家Oechsler如何實現(xiàn)迭代更少，質量更優(yōu)？

自從德國巴伐利亞塑料技術公司Oechsler AG（�？耸�樂）發(fā)明了電子駐車制動系統(tǒng)（EPB），現(xiàn)代汽車的駕駛員不再需要通過手動拉動駐車制動器來輔助艱難的上坡起步。制動器的核心部件是一個由塑料制成的齒輪單元。該專利設計使用高科技材料，既滿足了苛刻的性能要求，又保有了較輕的安裝重量。
Oechsler提供塑料技術的前瞻性解決方案，支持從產品設計、規(guī)范和模擬，直到模具制造和零件生產的整個過程。通過使用GOM的光學三維測量系統(tǒng)，其注塑模具的生產大大加快。

光學三維測量系統(tǒng)在基準測試在脫穎而出
每年，Oechsler的總部Ansbach都要加工400多種不同材料的塑料制品，其中幾乎80%是纖維增強材料。“這種材料有一種天然的曲翹傾向，尤其是在壁厚比較薄的外殼部分�！� Marco Wacker, 工程博士，Oechsler技術和創(chuàng)新主管以及管理委員會成員說道。

精確是該公司成立以來的核心競爭力。Oechsler曾經采用接觸式坐標系統(tǒng)測量外殼，但是出現(xiàn)了很多問題。對模具優(yōu)化的結果并不能完全反映在測量數(shù)據(jù)中�！爱斘覀冏屑氂^察這個問題時，我們發(fā)現(xiàn)接觸式測量耗時太久，而且只能滿足我們的部分檢測需求�！背�此之外，接觸式測量系統(tǒng)將三維的測量結果以抽象的2D或3D數(shù)值顯示在表格中。之后，設計師必須再將結果轉化到三維系統(tǒng)中�！� Wacker解釋道，“這在數(shù)字時代不再有意義�！�

自2012年，該公司開始尋找更優(yōu)的測量方法。在對接觸式測量系統(tǒng)、CT掃描設備以及光學測量設備的對比之后，GOM的藍光光柵測量設備以其高速、高精度以及對混合材料部件的檢測能力獲得Oechsler的青睞。

全域測量 – 耗時更少，迭代更少
光學三維掃描儀不是捕捉單個點，而是對整個零件的幾何形狀進行全場掃描，生成高分辨率的點云。投射的光柵條紋圖案由左右兩個相機記錄。只需要幾秒鐘的時間，該非接觸式測量系統(tǒng)可以捕捉到包含數(shù)百萬個測量點的高清圖像。GOM軟件為每個相機像素計算三維物體坐標。計算出來的多邊形網格代表被測物自由形狀的表面以及規(guī)則的幾何形狀。經過與圖紙或者CAD數(shù)據(jù)的對比，可以直接進行形狀和尺寸的分析。與接觸式測量技術相比，GOM的光學測量設備可以快速掃描被測物的整個表面，并且沒有任何盲區(qū)。

△3D數(shù)字化使得Oechsler的測量流程更加簡單、快速和可靠。(圖片: Oechsler)

Oechsler公司的研發(fā)項目經理Norbert Krauß認為：“光學測量的偉大之處在于，它可以同時顯示許多信息。不需要考慮平整度；你可以看到直徑的位置，以及連接器與接觸點的位置�！� 使用者可以一目了然地看到整個零件的概況，而不是像接觸式測量系統(tǒng)那樣，只看到幾個抽象的點。這使得在一個步驟中進行多次修正變得容易很多，從而大大減少迭代的次數(shù)。

△通過使用GOM的測量設備，生產過程中的修正循環(huán)從7次下降到3次。(圖片: Oechsler)

仿真和測量相輔相成
在量產之前，需要對模具進行驗證和流程模擬。Oechsler為這個過程創(chuàng)建了一個內部控制回路。首先，模擬專家根據(jù)他多年的經驗，將工藝參數(shù)輸入模擬系統(tǒng)。注塑機的操作員接收數(shù)據(jù)，必要時修改參數(shù)，或根據(jù)自己的經驗制作模具。無論是在哪種情況下，他會用GOM的系統(tǒng)測量塑料制品，并將測量結果返回給模擬系統(tǒng)，在此基礎上，他可以再次優(yōu)化他的模型，并將它納入下一次模擬。

△不同材料塑料件的掃描結果比較 (圖片: Oechsler)

“我們像圖書館一樣，一步步地積累經驗。從長遠來看，這有助于我們簡化多個測量任務。而GOM是這個內部控制循環(huán)中的一個關鍵因素。”研發(fā)部成員，負責GOM設備運行的Birgit Hauf說道。之后，測量的結果被用來糾正和重新打造模具。這個控制循環(huán)不斷重復，直到達到預期的精確度。研發(fā)部的負責人Krauß 表示，GOM提供的優(yōu)化信息可以將零件的修正循環(huán)從7個降到3個。使用GOM Inspect免費版本的評估軟件，測量數(shù)據(jù)清晰可視并可以在各個團隊用于評估。

△根據(jù)GOM的測量結果，修模前后對比 (圖片: Oechsler)

除此之外，Oechsler還使用ATOS系統(tǒng)來比較材料特性。在取樣階段，可以使用ATOS系統(tǒng)迅速確定一種材料的標新是否與參考材料相似，以及可能需要進行哪些調整�？紤]到制造商之間可能存在相當大的差異，在模具發(fā)布的早期階段就可以對幾種替代材料進行采樣。GOM系統(tǒng)需要更少的投入，快速提供測量結果。Oechsler公司已經將測量程序開發(fā)地更加易于操作。下一步，Marco Wacker計劃用GOM設備進行半自動化測量，也許在某個時候會實現(xiàn)完全自動化，他說：“這將幫我們節(jié)省更多的時間，并且對我們的生產流程優(yōu)化很有益處。“


關于Oechsler AG
Oechsler 集團以提供塑料技術的前瞻性解決方案而聞名。產品范圍從精密的單個零件到復雜的組件和系統(tǒng)，用于比如汽車和醫(yī)療技術行業(yè)以及其他特定產品。

關于GOM
德國GOM高慕光學測量公司隸屬蔡司集團，專門從事工業(yè)三維坐標測量技術，三維計算機斷層掃描和三維測試。從產品開發(fā)到生產和全球分銷，GOM一站式供應手動和自動三維數(shù)字化設備和系統(tǒng)、評估軟件、培訓和專業(yè)技術支持。在全球汽車、航空航天、能源和消費品等各個行業(yè)，已有17000多套GOM系統(tǒng)投入使用。GOM在全球設有60多個工作站點，擁有1200多名計量專家，確保以當?shù)卣Z言為操作人員提供專業(yè)技術咨詢和一流服務。自2019年中起，GOM正式加入蔡司集團，并成立了光學計量卓越中心。蔡司在全球50個國家擁有超過32000多名員工，年收入總額超過63億歐元，是一家國際領先的光學和光電子技術企業(yè)。（截至2020年9月30日）