سه تست ساده برای تشخیص اسکنرهای سه بعدی با کیفیت بالا

مندر بازار امروز، به نظر می رسد همه اسکنرهای سه بعدی مشخصات مشابهی دارند، گویی تولیدکنندگان به داده های رقبای خود نگاه می کنند و از اعداد یکسانی استفاده می کنند. برگه‌های داده، ویدیوهای بازاریابی و حتی ظاهر محصول همگی قابل مقایسه هستند و تشخیص کیفیت را تنها بر اساس داده‌های فنی دشوار می‌سازد.

بنابراین، وقتی با چندین گزینه مواجه می شویم، چگونه می توانیم یک اسکنر سه بعدی با کیفیت بالا را شناسایی کنیم؟

در این مقاله، Creaform سه تست عملی را ارائه می‌کند که برای تعیین اینکه آیا به هیچ مصنوع کالیبره شده نیاز ندارد عملکرد ادعا در برگه مشخصات فنی در سناریوهای واقعی یا فقط اعداد بدون ارزش ملموس بر روی کاغذ قابل دستیابی است. این آزمایش‌ها به شما کمک می‌کنند تشخیص دهید کدام تولیدکنندگان اسکنرهای سه‌بعدی خود را با دقت توسعه داده و آزمایش کرده‌اند.

اندازه گیری عیب فرم (استوانه ای)

در ابعاد هندسی و تلرانس (GD&Tنقص فرم عبارت است از انحراف یک قطعه ماشینکاری شده از شکل ایده آل خود مانند یک صفحه یا یک استوانه. اندازه گیری نقص فرم نشانه خوبی از کیفیت اسکنر سه بعدی است زیرا توانایی سنسور را در اندازه گیری مقدار واقعی نقص فرم نشان می دهد. اسکنرهای سه بعدی با کیفیت بالا اندازه گیری های نزدیک به مقدار اسمی را ارائه می دهد، در حالی که اسکنرهای سه بعدی با کیفیت پایین ممکن است انحرافات قابل توجهی را نشان دهند.

تست 1: استوانه ای بودن

یک تست استوانه ای ساده می تواند بینش ارزشمندی در مورد کیفیت داده های خام اسکنر سه بعدی ارائه دهد.

هنگام ارزیابی کیفیت یک اسکنر سه بعدی، توجه اولیه داده های خام است که تحت یک فرآیند فیلتر نقطه ای گسترده قرار می گیرد. بدون شک، اگر داده های خام دارای نویز و کیفیت پایین باشند، منجر به مدل های سه بعدی مشکوک می شوند.

نتیجه: یک سیلندر یا یک قارچ

اگر در وضوح بالا، نمی توانید مقدار استوانه خوبی را به دست آورید و لبه سیلندر را به وضوح در زوایای قائم ببینید، نشان می دهد که سنسور داده های خام با کیفیت پایینی را ضبط می کند. این نگرانی ها را در مورد کل فرآیند جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها ایجاد می کند.

هنگامی که یک سیلندر شبیه قارچ است، نشان می دهد که داده های خام اسکنر سه بعدی دارای نویز هستند. در نتیجه، نرم افزار از الگوریتم های بازسازی برای صاف کردن بدنه و لبه های سیلندر (و بهتر جلوه دادن داده ها) استفاده می کند و شکل قارچی ایجاد می کند. با این حال، این الگوریتم ها می توانند اثرات ناخواسته مختلفی ایجاد کنند.

داده های خام با کیفیت پایین با نویز زیاد به معنای ابر نقطه ضخیم است. بنابراین، چگونه بفهمیم که سطح واقعی در این ابر نقطه کجاست؟ چگونه می توانیم از ایجاد مش با استفاده از داده های خام دقیق و نقاط سطح واقعی اطمینان حاصل کنیم؟ آیا سطوح صاف و مخفی با وضوح بالا وجود دارد که ممکن است بر دقت مش تأثیر بگذارد؟

جلوه قارچ با یک اسکنر سه بعدی با کیفیت پایین قابل مشاهده است

Creaform اسکنر سه بعدی دستی را اختراع کرد

به عنوان پیشگام اسکنرهای سه بعدی دستی، Creaform دارای تخصص منحصر به فردی است که کیفیت داده های به دست آمده را با حداقل نویز تضمین می کند. در نتیجه، الگوریتم‌های بازسازی سطح کارآمدتر عمل می‌کنند، زیرا نیازی به صاف کردن نقاط سطحی با کیفیت پایین ندارند، بنابراین تضمین می‌کنند. به طور مداوم با کیفیت بالا.

شواهدی که این ادعا را تأیید می کند: استوانه ای که با MetraSCAN BlackTM|Elite Creaform اندازه گیری شد

تست 2: دقت حجمی

این آزمایش با هدف نشان دادن ثبات اندازه گیری های اسکنر سه بعدی انجام می شود. یک اسکنر سه بعدی با کیفیت بالا باید قابل تکرار باشد، به عنوان مثال، اندازه گیری های قابل تکرار را با حداقل تغییرات انجام دهد. در مقابل، یک اسکنر سه بعدی با کیفیت پایین ممکن است نتایج متناقضی را هنگام اندازه‌گیری چند بار یک قطعه یا زمانی که توسط چندین اپراتور اندازه‌گیری می‌شود، به همراه داشته باشد.

در نتیجه، وقتی اندازه‌گیری‌ها چندین بار روی یک قسمت انجام می‌شوند، نتایج باید گروه‌بندی و مشابه باشند، چه یک یا چند عملگر آن‌ها را بگیرند:
• تست تکرارپذیری: یک اپراتور پنج اندازه گیری متوالی را انجام می دهد.
• تست تکرارپذیری: پنج اپراتور هر کدام یک اندازه گیری را انجام می دهند.

هر دو آزمون باید نتایج گروه بندی شده را ارائه دهند.

برای ارزیابی دقت حجمی به ابزار یا مصنوع مرجع کالیبره شده نیازی نیست. شما می توانید هر قسمت را در یک بازه زمانی معین (مثلاً همان روز، همان ساعت) اندازه گیری کنید. نتایج حتی در قطعات بزرگ بیشتر مشهود است.

نتیجه: همان قسمت، ابعاد یکسان (یا نه)

اگر نتایج گروه بندی نشده باشند، نشانگر خوبی است که دقت حجمی ادعا شده در برگه داده احتمالا اشتباه است.

نتایج گروه‌بندی‌نشده به‌دست‌آمده با یک اسکنر سه‌بعدی با قیمت مشابه (ستون‌های خاکستری) در مقایسه با دقت حجمی اندازه‌گیری شده با Creaform HandySCAN Black+TM|Elite (ستون‌های آبی)

اگر فاصله بین دو صفحه را که 2 متر از هم فاصله دارند اندازه گیری کنید، و این فاصله بیش از 15 میکرومتر بر متر تغییر کند، یعنی 30 میکرومتر در دو اندازه گیری متوالی، دشوار است ادعا کنید که اسکنر سه بعدی دقت حجمی 15 میکرومتر دارد. متر

به عبارت دیگر، اگر یک ماشین را دو بار پشت سر هم اندازه بگیرید و بار اول یک بعد مشخص و بار دوم 2 میلی متر کمتر اندازه گیری کنید، چگونه سنسور می تواند دقت حجمی زیر 1 میلی متر بر متر داشته باشد؟ و وقتی دو اندازه گیری با هم تفاوت دارند کدام یک درست است؟

Creaform، بیش از 20 سال نوآوری در اسکن سه بعدی

Creaform در طول سالهای اولیه تحقیق و توسعه خود با مسائل مشابهی روبرو شده است، اما دانش و تخصص خود را برای غلبه بر و حل آنها توسعه داده است. با توجه به پیشروی 10 ساله Creaform در نوآوری و توسعه محصول نسبت به سایر سازندگان اسکنر سه بعدی در بازار، می توانیم متوجه شویم که برخی از تولیدکنندگان قادر به حل چه مشکلاتی نبوده اند.

تست 3: تست پایداری حرارتی

یکی دیگر از شاخص های درجه کیفی یک اسکنر سه بعدی عملکرد آن در شرایط محیطی مختلف مانند دما است. اسکنرهای سه بعدی با کیفیت بالا به گونه ای طراحی شده اند که در شرایط مختلف پایدار بمانند، در حالی که اسکنرهای با کیفیت پایین ممکن است بیشتر مستعد تغییرات محیطی باشند.

روش دیگر برای تشخیص کیفیت بالا از کیفیت پایین فرکانسی است که اسکنر سه بعدی برای حفظ دقت به کالیبراسیون مجدد نیاز دارد. اسکنرهای سه بعدی با کیفیت بالا معمولاً برای مدت طولانی تری کالیبره می شوند. در مقابل، اسکنرهای سه بعدی با کیفیت پایین ممکن است به سرعت جابجا شوند و به کالیبراسیون مجدد مکرر نیاز داشته باشند.

برای انجام این تست، به سادگی اسکنر سه بعدی خود را متصل کرده و یک قسمت، هر قسمت را اندازه گیری کنید. سپس اندازه گیری را بعد از 20 دقیقه، 1 ساعت و 2 ساعت تکرار کنید. سپس، نتایج را روی هم قرار دهید. آیا نتایج منسجم هستند؟

نتیجه: نیاز به کالیبراسیون مجدد دائمی (یا نه)

با اسکنرهای سه بعدی با کیفیت بالا، مکانیسم‌های مختلف (عمدتاً نرم‌افزار) انبساط حرارتی درون سنسور را مدیریت می‌کنند و اندازه‌گیری‌های پایدار و قابل اعتماد را در مدت زمان طولانی تضمین می‌کنند. با این حال، این مکانیسم ها در اسکنرهای سه بعدی با کیفیت پایین وجود ندارند، بنابراین نتایج تمایل به تغییر دارند.

راه حل برای رفع مشکلات تکرارپذیری و رانش حرارتی، کالیبراسیون مجدد اسکنر سه بعدی است. با این حال، برای کاربران می‌تواند به سرعت ناخوشایند و حتی دردناک شود که حسگر خود را هر بار که در طول روز از آن استفاده می‌کنند، دوباره کالیبره کنند.

نتایج منحرف شده با یک اسکنر سه بعدی با قیمت مشابه (خط خاکستری) در مقایسه با پایداری حرارتی اندازه‌گیری شده با Creaform HandySCAN Black+TM|Elite در مدت 15 دقیقه

کیفیت بالا ناشی از دقت و یادگیری است

از سال 2005، Creaform دانش و تخصص گسترده ای در توسعه نرم افزار و طراحی مکانیکی به دست آورده است. این تخصص شامل طراحی لنز، تجزیه و تحلیل المان محدود گرمایش اجزاء، محل هیت سینک و موارد دیگر است.

تمام این تخصص در مهندسی مکانیک هم برای ساختار اپتومکانیکی (توسعه لنزها به حسگر CMOS) و هم برای ساختار فیزیکی (دقیقاً قرار دادن دستگیره روی ساختار خارجی سنسور برای جلوگیری از اعمال فشار و حرکت دوربین‌ها) ایجاد شده است. این بینش همچنین شامل فرآیندهای کالیبراسیون کاربر و کارخانه است.

به لطف این یادگیری و بهبود مستمر، Creaform به طور مداوم میکرومترها را کم کرده است – نه تنها در برگه مشخصات، بلکه در زندگی واقعی نیز. این همان چیزی است که ما از آن به عنوان “دقت معتبر” یاد می کنیم. تمرکز ما فراتر از اعداد نوشته شده در برگه های داده است. ما در تلاش برای نشان دادن و حفظ ثبات و تکرارپذیری در برنامه های کاربردی دنیای واقعی، همیشه با هدف به نمایش گذاشتن کیفیت بالای اسکنرهای خود هستیم.

منتشر شده در 24 اکتبر 2024 توسط Creaform.