在現(xiàn)代制造工業(yè)中，隨著精密鑄件的復(fù)雜性和精度要求不斷提升，行業(yè)對(duì)先進(jìn)的質(zhì)量控制手段的需求也越來越強(qiáng)烈。激光三維掃描技術(shù)憑借其高精度、非接觸和高效的數(shù)據(jù)采集能力，正成為業(yè)界實(shí)現(xiàn)質(zhì)量提升和成本控制的重要手段。

01 項(xiàng)目背景

本案例中的客戶專業(yè)從事傳統(tǒng)汽車、新能源汽車、通信、光伏儲(chǔ)能、逆變器、軌道交通、醫(yī)療航空及通用工業(yè)零部件鋁合金壓鑄和精密加工。公司以技術(shù)引領(lǐng)生產(chǎn)，以“高品質(zhì)”為定位，注重產(chǎn)品質(zhì)量與研發(fā)，憑借著近二十年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，在模具設(shè)計(jì)與制造、壓鑄工藝、半固態(tài)輕量化新工藝、精密數(shù)控加工技術(shù)等領(lǐng)域擁有多項(xiàng)專利和創(chuàng)新工藝。

項(xiàng)目中客戶需要測(cè)量的是汽車變速箱殼體表面三維數(shù)據(jù)，并進(jìn)行加工余量分析。變速箱殼體是支撐和固定變速箱內(nèi)部齒輪、軸承和其他零部件的重要部件，在車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中起到了關(guān)鍵的保護(hù)作用。

變速箱內(nèi)部有許多精密的齒輪、軸承和其他機(jī)械部件，殼體內(nèi)外表面和安裝孔位的幾何公差會(huì)影響變速箱內(nèi)部零部件裝配準(zhǔn)確性，導(dǎo)致裝配偏差或部件磨損，因此需要嚴(yán)格把控變速箱殼體的加工精度。此外，變速箱殼體在車輛運(yùn)行過程中承受較大的負(fù)載和應(yīng)力，需要通過質(zhì)量檢測(cè)識(shí)別表面缺陷，保證其在實(shí)際工作中的使用壽命和可靠性能。

02 客戶需求及痛點(diǎn)

客戶要求完成以下測(cè)量：1.全尺寸檢測(cè)：測(cè)量表面全尺寸三維數(shù)據(jù)，確保其符合設(shè)計(jì)規(guī)范；2.孔徑檢測(cè)：測(cè)量孔的直徑，尤其是用于軸和軸承的孔，以確保其在公差范圍內(nèi)；3.加工余量檢測(cè)：確保足夠的加工余量，保證后續(xù)精加工質(zhì)量。

變速箱殼體鑄件幾何形狀特征較為復(fù)雜，包含較多曲面、深腔、圓角、倒角及不規(guī)則型面，這給測(cè)量工作帶來了挑戰(zhàn)，客戶以往在測(cè)量室進(jìn)行測(cè)量，存在較多不足之處：

1. 工件的深腔和死角結(jié)構(gòu)較多，以往的測(cè)量手段只能獲取部分關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)，無法完整采集表面數(shù)據(jù)。

2. 測(cè)量室測(cè)量復(fù)雜繁瑣，效率低下，且無法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行直觀全面的量化評(píng)估并生成余量分析報(bào)告，容易導(dǎo)致加工材料浪費(fèi)，增加后續(xù)余量加工時(shí)間和成本。

03 解決方案及優(yōu)勢(shì)

為了應(yīng)對(duì)以上挑戰(zhàn)，客戶最終使用了思看科技SIMSCAN 42掌上三維掃描儀，該設(shè)備對(duì)于狹窄空間及死角處掃描的優(yōu)勢(shì)十分顯著，是測(cè)量深腔鑄件的理想選擇，大大提高了檢測(cè)效率。

檢測(cè)過程：

1. 掃描：利用掃描儀全方位、多角度掃描殼體表面，確保表面特征均能被捕捉到。

一邊掃描，一邊實(shí)時(shí)生成高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，設(shè)備體積小巧，便于進(jìn)入深腔內(nèi)部掃描，其超短相機(jī)基線可以輕松獲取狹縫及死角區(qū)域的三維數(shù)據(jù)，不遺漏細(xì)節(jié)之處，使得掃描數(shù)據(jù)更完整。

掃描過程非常高效，SIMSCAN 42以280萬次測(cè)量/秒的點(diǎn)云采集速率，僅需5分鐘即可完成掃描。

2. 三維建模：將點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，如擬合、拼接，最終轉(zhuǎn)化為實(shí)物的高精度三維模型。

設(shè)備精度高達(dá)0.020mm，對(duì)于腔體孔位、圓角及微小表面細(xì)節(jié)，均能精準(zhǔn)還原。

3. 數(shù)據(jù)分析：借助專業(yè)軟件將實(shí)物模型與原始數(shù)模進(jìn)行對(duì)比，生成詳細(xì)的色譜偏差圖，便于直觀地獲取表面及關(guān)鍵部位尺寸偏差信息。

4. 余量檢測(cè)：通過分析比對(duì)，確定加工余量，如果表面鑄件出現(xiàn)較大偏差或余量不足，則可以輔助工作人員進(jìn)一步優(yōu)化或調(diào)整加工工藝，確保成品符合設(shè)計(jì)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5. 數(shù)字化存檔：將所有的點(diǎn)云數(shù)據(jù)、分析報(bào)告進(jìn)行數(shù)字化存檔，作為制造過程各階段狀況的數(shù)字記錄，以便后續(xù)質(zhì)量追蹤和管理。這些數(shù)據(jù)還可以作為產(chǎn)品質(zhì)量的參考，為后續(xù)批次的生產(chǎn)及質(zhì)量控制提供依據(jù)，確保產(chǎn)品的可追溯性。

04 項(xiàng)目小結(jié)

借助SIMSCAN對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱殼體深腔鑄件進(jìn)行了全尺寸及余量檢測(cè)。針對(duì)死角多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腔體結(jié)構(gòu)，SIMSCAN在整個(gè)檢測(cè)過程中展現(xiàn)出了顯著的性能優(yōu)勢(shì)，憑借非接觸、小巧便攜、高精度等特征，有效提升了檢測(cè)效率和加工精度，極大程度簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程，為客戶提供更加全面、更有效率、更具性價(jià)比的檢測(cè)方案，助力客戶邁向高質(zhì)量、智能化、數(shù)字化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型之路。

審核編輯 黃宇