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基于三维建模的视觉检测系统为复合材料制造商节省宝贵的时间和费用

   日期:2020-10-30     来源:PT塑料网    浏览:206    评论:0    
核心提示:谢菲尔德大学先进制造研究中心(AMRC)利用一种基于三维建模的视觉检测系统,取消了复合材料及部件的人工检查过程,为复合材料制造商节省了宝贵的时间和费用。
      谢菲尔德大学先进制造研究中心(AMRC)利用一种基于三维建模的视觉检测系统,取消了复合材料及部件的人工检查过程,为复合材料制造商节省了宝贵的时间和费用。

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基于三维建模的视觉检测系统为复合材料制造商节省宝贵的时间和费用

AMRC复合材料中心设计分析和复合材料自动化团队的首席研究工程师Zeeshan Qureshi说:“铺层过程中的质量检查至关重要,但可能占用70%或更长的机器总体时间,这对我们的合作伙伴来说是一个巨大的代价,所以,我们正在研究自动化的过程检测系统,以显著减少甚至完全消除人工检查,从而提高工厂的生产效率。”

通过铺放单向纤维或织物,然后再进行固化而生产出的最终部件,其强度取决于纤维的正确排列。铺放不正确的纤维会带来一系列的缺陷,从而影响最终部件的结构完整性。

从间隙、重叠到异物和碎片的存在,在生产的早期铺层阶段检查此类缺陷,相比材料成为完整部件的一部分后再来识别材料中不可接受的缺陷,效率会更高,成本会更低。

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基于三维建模的视觉检测系统为复合材料制造商节省宝贵的时间和费用

Zeeshan表示,该复合材料中心研究了将哪些系统用于相关的应用中,以确定Absolute Arm(绝对臂)的功能及其激光扫描仪的选项,以及由Hexagon的制造智能部门开发的产品。

Zeeshan说:“我们发现,Hexagon开发了一种专用于检查纤维取向的复合材料检测系统,我们认为它有可能成为解决我们一些检测问题的潜在候选方案。他们很快就能把这样的系统带到AMRC以进行案例研究——一个带有RS5激光扫描仪和视觉系统3D的Absolute Arm(绝对臂)。”

视觉系统3D是一种基于摄像头的传感器,能使用基于像素的算法准确检测复合材料的纤维取向。该系统使用用于位置参考的计量Absolute Arm(绝对臂),结合使用臂的激光扫描仪和相机功能进行扫描,使用专用的Explorer 3D软件平台,可以将这种纤维取向数据映射到被检部件的三维模型上。

Zeeshan说:“该系统让我们验证设计和仿真工作,以确保我们的设计意图能够被制造出来,因而成为我们设计和生产过程的一个很好的验证步骤。我们主要将该系统用于编织和预成型过程。一旦我们完成了最初的制造过程,我们可以把部件拿到工作站,同时,我们可以使用新的检测系统对部件进行扫描,生成部件的三维轮廓。利用软件中内置的一些高级算法,我们就能确定纤维的取向,这可以给我们指出部件中存在的一些缺陷。为了进行一项分析,然后与设计的部件进行比较,我们可以将这些信息带回我们的设计和分析软件中,用来自制造部件的数据更新我们的模型,这为比较我们工作的真实和虚拟环境提供了有价值的信息。”

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基于三维建模的视觉检测系统为复合材料制造商节省宝贵的时间和费用

视觉系统3D 是位于德国亚琛的Hexagon的视觉与复合材料产品团队开发的众多用于复合材料纤维检测的解决方案中的一个。Hexagon的视觉总监Alexander Leutner说:“与AMRC复合材料中心紧密合作,对我们来说非常有价值,很高兴看到我们的视觉系统技术正被用来实现复合材料工业化生产的新的飞跃。随着我们不断开发和改进我们的解决方案,我们从AMRC团队得到的反馈对我们来说非常宝贵。我们经常与Zeeshan及其团队保持联系,密切的合作伙伴关系帮助我们开发了系统增强功能,以及我们以前从未想过的新的软件模块和应用程序。与AMRC合作将这项研究带入‘将检测内置于纤维铺放或带铺放过程中’的自动化领域也非常有趣。我真的期望看到我们的合作进一步发展,尤其是该团队采用我们的自动化AFP检测系统正在进行的研究。”

Zeeshan说,该项目的下一阶段是研究如何将该技术应用于其他领域:“这是第一次我们有了内部的计量检测系统。现在我们希望有助于进一步开发硬件和软件系统,使它们足够强大,能找出一些更复杂的缺陷,我们希望在不久的将来能找出解决方案。拥有这个系统的一大优势是,传感器还能与其他复合材料铺层机集成在一起,如AFP机、经编、缝合或我们在AMRC拥有的2.5D或3D编织机,目的是实现在线检测。”

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标签: 复合材料
 
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