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アルミ鋳物の3次元計測

投稿日:2022年1月26日 更新日:

アルミ製品への現象液の塗布

本日は、スキャニングしたい「アルミ鋳物」の製品に、
現象液を塗布する作業をご覧いただきます。

3Dスキャナーのカメラ側で、
スキャニング対象となる製品が認識しやすくなるように塗る「現象液」。
こちらの塗布の様子になります。

この現象液の塗布につきましては、特に難しいという事はないのですが、
“塗りすぎ”たりしますと、乾くのが遅くなったりします。

したがって、塗りすぎないように、
製品に“うっすらと均一に塗布”するように注意していく必要があります。

また、今回の製品のように「安定感のある」製品だとよいのですが、
アルミ鋳物の製品形状自体が、不安定な形状ですと、カタカタと動いてしまったりと、
安定感の無い製品もございます。

また、リブの形状が幾つも重なっているような製品につきましては、
そう言った“リブとリブの間”にも、しっかりと現象液が塗布されている必要がありますので、
その辺りは、しっかりと確認しながら作業を進めていくことになります。

さらに、最初に塗布できなかった箇所については、製品をひっくり返して現象液を塗っていきます。
製品全体にまんべんなく現象液が塗られているかを確認していきます。

ATOS CORE 300 3Dスキャナー 計測ポイントシール張り

本日は、スキャニングしたい「アルミ鋳物」の製品に、
「ポイントシール」を張り付けていく作業をご覧いただきます。

3Dスキャナーのカメラ側で、スキャニング対象となる製品を、
位置情報と共に認識するためのポイントシール。

こちらを貼っていく様子になります。

弊社の持っております「ATOS 3Dスキャナー」は、
この“黒い点”のポイントシールを、
「同時に3点」認識していかないと、
製品形状として取り込むことが出来ません。

スキャニングしたい製品を、少しづつ回転させ、かつ、
カメラの角度を変えながら、スキャニングしずらかったり、
取り込むことのできなかった箇所を認識させていくわけですが、
その際も、「最初にスキャンされた際に認識されたポイントシールが、
次のスキャニングの際も、前回のスキャニングのポイントが、
最低でも3点、認識されている必要があります」

だからと言って、このポイントシールをたくさん貼ればいい。
というわけではなく、このポイントシールの貼り方ひとつで、
その後のスキャニングのしやすさ、認識率の向上等に大きく関係をしてくる大切な作業になります。

特に、表側をスキャニングした後、続いて裏返してスキャニングするわけですが、
「表側のスキャニングにて認識したポイントシールが、
最低でも3点認識されなといけない」という事になってきますので、
“裏返した時にもきちんと表側のポイントシールが認識されるように、
表側のシールが貼られているかどうか」が、大切な要素になり、
アルミ鋳物製品で、一つ一つ異なる形状を頭に入れつつポイントシールを貼っていく。

この辺りで”慣れ“が必要になってきます。

リバースエンジニアリングとATOS 3Dスキャナーの計測準備 キャリブレーション

本日は、ATOS 3Dスキャナーの前準備の
「キャリブレーション」の作業をご覧いただきます。

3Dスキャナーのカメラで、アルミ鋳物を測定する場合に、
この「キャリブレーション」の作業が必要になってきます。

季節や天候にもよりますが、3Dカメラを30分程度暖機運転させた後、
「キャリブレーションボード」と呼ばれる測定ボードを、
室温に適合させ、室温とほぼ同じ温度にボードが達しているかを温度測定してから行います。

このキャリブレーションの作業を行うことによって、
カメラの測定誤差を補正していき、カメラが正常に動作しているかも確認します。

このキャリブレーションには18項目ほどのテストがありますが、
ボードを90°ずつ回転させながら、
カメラ自身もボードから遠ざけたり、近づけたり、垂直から前後に45°、左右に45°傾けたりしていきます。

ATOS3Dスキャナー アルミ鋳物現物のみで高品位金型製作

本日は、実際のスキャニングの様子をご覧いただきます。

現象液を塗布して、製品にポイントシールを貼り、カメラの暖気運転やキャリブレーションなどの準備が完了したら、いよいよ製品をスキャニングしていきます。

製品を少しづつ回転させ、同時にカメラがしっかりと形状認識しているかどうかを見て、
形状データを取り込んでいきます。

製品形状によって、スキャニングの難易度が変わりますが、
高いボスとボスの間ですとか、深いリブ形状など、カメラが認識しづらい場所については、
カメラの角度を変えたり、近づけたり、離したりと、いろいろと試していきます。

表側のスキャニングが終了したら、今度は製品を裏返してスキャニングを行います。

そして、両面のデータが取り込まれたら、表側と裏側のデータを張り合わせ、
一つの製品形状として完成させていきます。

ATOS 3Dスキャナーとアルミ鋳物のSTLデータの面補修

本日は、ATOS 3Dスキャナで取り込んだアルミ鋳物の形状データ。
このSTLデータの補正・修正の作業をご覧いただきます。

今まさに、穴埋めの作業をご覧いただいておりますが、
スキャニングしたデータは、面落ちしてしまっている箇所がどうしても出てきてしまいます。

そうした場合に、穴の開いてしまっている箇所を、
周辺の面形状と合うように面張りしていく作業が必要になってきます。

この作業は、STLデータをソリッド形状に変換したり、
解析のデータとして使ったりする場合にも、必要になる作業です。

もちろん、このSTLデータを、弊社のTebisのリバースエンジニアリングシステムに取り込み、
金型を製作するためのデータに作りこんでいく際にも、
必要になってくる作業です。

更に、形状以外にも取り込まれてしまう面や要素が出てきますので、
それらを削除し、データを軽くしていくという意味合いでも必要になります。

3Dスキャナーで取込んだSTLデータの基準軸合わせ

本日は、取り込んで、面にできた穴を埋めたSTLデータの軸合わせ。
こちらの作業をご覧いただきます。

取り込んだばかりのSTLデータの基準軸はとんでもないところに存在しています。
つまり初期状態では、基準となるXYZ軸は製品上の決められた位置に、
きちんと存在する訳ではないのです。

そこで、取り込んだデータに対して「幾何的な要素」を作成していき、
図面のある場合には、図面の寸法を加味しながら、
幾何的要素を作成していく作業を行います。

CADデータのあるアルミ鋳物はもちろんの事、
図面やデータの無いアルミ鋳物のSTLスキャンデータについても、
これらを後々の解析や、金型データ化するためには、基準軸の合わせ作業が必要です。

これら軸合わせのための幾何要素は、幾つも作成することが出来ますが、
今ご覧いただいているように、
「円筒の中心軸」「円錐の中心軸と円錐状の平面との交点」などの要素を作成し、図面がある場合その図面寸法とすり合わせて、基準軸を決めていきます。

特にCADデータがある場合などに使われる
“事前位置合わせ”や“形状ベストフィット”と呼ばれる、
自動位置合わせの方法もありますが、正確には、
前述したような幾何要素を作成する方法を使用し基準軸を決めていきます。

STLデータの金型データ化 Tebisのリバースエンジニアリングシステム

本日は、スキャニングし、抜け落ちた穴の面張りを行い、
基準軸を合わせたSTLデータを、“金型化に通用するCADデータ”にするために、
更に「Tebisのリバースエンジニアリングシステム」を使って、
形状を作りこみ、面を張り替えていく作業。こちらをご覧いただきます。

今ご覧いただいている作業は、取り込んだSTLデータに忠実な
“高品位な面”に張り替えている作業をご覧いただいているのですが、
このSTLデータは、解析や製品形状の比較などに用いる場合は問題ないのですが、
細かな面の凹凸などもカメラが形状として取り込んでいますので、
高品位な面構成で作られる金型データとしては、
どうしてもそのままのSTLデータを用いることはできません。

そこで、弊社の持つ「ドイツ製Tebisリバースエンジニアリングシステム」
という事になります。
弊社のリバースエンジニアリングシステムは、
取り込んだSTLデータに忠実な高品位面を張ることが出来ます。

更に弊社は、半世紀近くにわたり「高品位外観意匠モデリング」を行ってきた経験を生かして、
Tebisのリバースエンジニアリングシステムと既存のサーフェスモデリング技術を融合させ、
他のCADで作成した高品位面を、リバースエンジニアリングシステムに取り込み、
他社にはまねのできない、高品位なアルミ鋳物金型をお客様にご提供することが出来ます。

図面やデータの無い「アルミ鋳物」の金型化でお困りのお客様には、
是非とも弊社の技術力をご覧いただきたいと思います。

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