Desarrollo e implementación de un sistema de metrología 3D para piezas termoconformadas del sector del automovil

Abstract

[ES] El proyecto está destinado a gestionar las capturas y el tratamiento de imágenes 3D con el propósito de conocer los espesores de piezas termoconformadas. La instalación de dos sensores de luz estructurada, adecuadamente calibrados, permite obtener dos planos tridimensionales y calcular la minima distancia entre ambos, todo ello con una precisión inferior a 100 micras. El fin que persigue esta solución es el de evitar los ensayos destructivos. Los paquetes de trabajo se detallan a continuación:

PT01 Requerimientos y especificaciones Al inicio del proyecto se identificarán los requerimientos que el desarrollo propuesto habrá de cumplir, en relación con dos puntos fundamentales: operativa de trabajo y precisión de las mediciones.

PT02 Desarrollo HW de la solución: Este paquete de trabajo incluirá todo el desarrollo de elementos, dispositivos e integración de hardware necesarias para la construcción del calibre óptico. En él se realizará el diseño HW (desde el doble punto de vista óptico y electromecánico).

PT03 Desarrollo SW de la solución: Para el control del calibre se dispondrá de una aplicación software dedicada. Con ella se controlará los dispositivos ópticos activos (cabezales digitalizadores), se capturará imágenes tridimensionales y se permitirá el procesado de las mismas, para la extracción de espesores en áreas indicadas de las piezas analizadas. La aplicación contemplará la gestión básica de resultados de inspección, para su posterior evaluación desde el punto de vista estadístico.

PT04 Organización de entornos productivos: Dentro del paquete de trabajo 4 se realizarán tareas de organización de la producción para poder acometer las pruebas de evaluación y validación del prototipo. Principalmente se gestionará la manipulación de las piezas, y la forma de posicionarlas en la zona de inspección del calibre, así como los procedimientos invasivos (mediante corte de la pieza) para la medida de espesores y posterior cotejo con los datos ofrecidos por el sistema óptico.

PT05 Integración y validación: Una vez finalizado el prototipo, y habiéndose considerado las necesarias modificaciones y preparación del entorno productivo, se procederá con la instalación del mismo para su evaluación y la ejecución de pruebas de validación. La instalación se realizará considerando siempre la necesidad de adaptabilidad de los diferentes elementos en caso de que sea necesario durante la ejecución de las pruebas. La validación se realizará en base a principios estadísticos de R&R.

[EN] The project is intended to manage the captures and processing of 3D images in order to know the thicknesses of thermoformed parts. The installation of two appropriately calibrated structured light sensors allows two three-dimensional planes to be obtained and the minimum distance between them to be calculated, all with an accuracy of less than 100 microns. The aim of this solution is to avoid destructive tests. The work packages are detailed below:

PT01 - Requirements and specifications At the beginning of the project, the requirements that the proposed development will have to meet will be identified, in relation to two fundamental points: operational work and accuracy of measurements.

PT02 - HW development of the solution: This work package will include all the development of elements, devices and hardware integration necessary for the construction of the optical caliber. In it the HW design will be carried out (from the double optical and electromechanical point of view).

PT03 - SW development of the solution: A dedicated software application will be available to control the calibre. It will control the active optical devices (digitizing heads), capture three-dimensional images and allow the processing of them, for the extraction of thicknesses in indicated areas of the analyzed pieces. The application will contemplate the basic management of inspection results, for its later evaluation from the statistical point of view.

PT04 - Organisation of production environments: Within work package 4, production organisation tasks will be carried out in order to undertake the evaluation and validation tests of the prototype. Mainly the manipulation of the pieces will be managed, as well as the way to position them in the calibre inspection area, as well as the invasive procedures (by cutting the piece) for the measurement of thicknesses and subsequent comparison with the data offered by the optical system.

PT05 - Integration and validation: Once the prototype has been completed, and the necessary modifications and preparation of the production environment have been considered, the installation of the prototype will proceed for its evaluation and the execution of validation tests. The installation will always consider the need for adaptability of the different elements in case it is necessary during the execution of the tests. Validation will be based on R&R statistical principles.