FARO:测量精度在金属加工行业中的重要性

金属加工行业中三维测量解决方案的常见应用

目前市场上应用于金属加工行业的三维测量解决方案已经日趋成熟。这类方案常用于：部件检测、校准、逆向工程和尺寸测量。这四类应用有一个共同点，即：对测量和三维数字化存档的精度要求贯穿于应用生产的每一个核心步骤。详细地说，在检测机械部件时，测量精度被公认为最重要的因素；在校准方面，设备校准偏差会延误整条生产线的生产；逆向工程（本质上是一种测量和三维数字化存档过程）需要较高的精确度；当然，尺寸测量同样需要较高的精确度。

随着对测量和三维数字化存档精确度的要求越来越高，一些传统工具（例如手持式卡尺）有可能被最终淘汰并被先进的激光扫描和三维测量解决方案所取代。在此，我们分析一下推动精度要求不断提高的四个因素。

出于提高操作精度的需要

自然地，制造商需要确保他们实现测量和三维数字化存档的精度目标。利用合适的三维测量设备，制造商能够更轻松地获得更精细的尺寸公差，完成精确计算的设计并防止部件形状偏差。

应用 – 检测与逆向工程

FARO Cobalt Array 3D Imager，用于生产环境的理想工具

制造商可以采用多种测量方法来实现这类测量目标。FARO® Cobalt Array 3D Imager是一款能够在这方面为金属加工制造商提供支持的新型设备。作为一款计量级非接触式扫描仪，Cobalt Array能够在自动化或人工操作的工作流程中为制造商提供可靠而精确的三维扫描数据。由于阵列中传感器的数量不受限制，Cobalt Array能够扩大视野范围来扫描更广泛的区域，从而缩短检测时间和提高生产率。该设备的高分辨率、自动曝光和高动态范围使测量结果具有一致性并且更加精确，即使是复杂的部件，也能提供非常详细的细节。Cobalt Array 是应用于质量检测和逆向工程的理想设备，是精确扫描技术的产物。

FLS的一名员工正在使用 FaroArm进行质量检测

另外，FaroArm也是一款金属加工行业推荐的可靠设备，具有极高的操作精度。Flow Link Systems (简称“FLS公司”) 是一家位于印度哥印拜陀市的铸件和阀门部件供应商，该公司非常重视产品质量和客户满意度。这也是FLS公司购买FaroArm®的两大推动因素。FaroArm的引进立即提升了这家制造商的测量精度水平，使以前利用手持工具和模板时高达30微米的公差减小到大约24微米。利用FaroArm，FLS现在能够获得同心度和圆柱度公差的精确测量结果，而且所用的时间仅为以前的一半。

可以将扫描分析结果与标称参考数据进行比较

Cobalt Array 和FaroArm仅是先进的三维测量和三维数字化存档解决方案如何帮助制造商获得精确的测量和扫描结果的两个例子。借助可靠而便携的坐标测量仪，制造商能够通过性能评估（包括三维检测）、工具认证和计算机辅助设计(CAD)比较，轻松地检验产品质量。

出于准确报告的需要

如今，工业供应商通常需要尺寸信息的准确报告来进行统计分析和监管质量流程。这类报告能够清楚明确地显示测量数据，允许制造商添加比较数据或复制数据，以修正部件和生产参数。随着质量要求的不断提高，许多公司不得不出资购买创新的解决方案，为首件检测和生产检测提供即时和准确的质量报告，同时有效进行供应商质量管理。

Yanmar的操作人员演示 FaroArm 能够测量复杂形状的物体

应用 – 首件、生产和质量检测

日本柴油发动机制造商Yanmar也是一家对FaroArm 感到满意的用户。由于Yanmar研究项目的性质需要三维测量，Yanmar引进了FaroArm来提供技术支持。即使由不同的人员进行操作，FaroArm 也保持了相同的测量精度，能够让Yanmar的各个部门达到相同的质量控制水平。从那时起，这家制造商就将FaroArm用于产品和质量检测等用途。

FaroArm不仅提供高度精确的测量结果，还能极佳地开展首件、生产和质量检测。这款操作方便的测量设备还因能够轻松地生成报告而受到广泛的认可。在通过软件生成报告结果之前，FaroArm能够确定和记录测头在三维空间内的位置，允许制造商汇编扫描测量结果的数据库。

对于难以达到的区域或狭窄的空间，FARO® Scanner Freestyle3D 是一款理想的高质量手持式扫描仪，可用于检测不规则形状的部件。Freestyle3D 采用先进的扫描技术，具有更高的扫描精度（在1米远处进行扫描时，可精确到1mm），它安装有一个可追溯的校准附件，能够让制造商获得可验证的数据精确度。该设备可以轻松地进行现场校准来生成PDF格式的高质量测量数据报告。

出于精益制造的需要

“精益思维”或“精益制造”是由Toyota为缩短每个制造环节所用的时间而率先提出的一种有效的概念。该流程的核心是通过一种被称为“拉动式生产”的方法，按照需求来制造产品。然后，制造商仅是根据需要来开发产品，减少不必要的浪费，最终实现时间和成本的节省。为了管理“拉动式生产”，测量尺寸从一开始就必须是正确的，以避免返工造成的时间延误。因此，测量精度在精益制造中是极为重要的。

应用 – 热锻和移动检测

在热锻加工之前扫描部件

由于可增强金属部件的延展性、消除应变硬化和降低材料强度，热锻工艺在金属加工行业中非常受欢迎。然而，在热锻操作中重新获得精确的测量结果非常困难，因为高温使传感器难以采集特征点。因此，制造商开始青睐具有较远测量距离的非接触式测量系统，以便在一定距离之外获得炽热工件的测量结果。

现在，有许多设备可在制造商进行热锻加工时提供有效的支持。FARO® Laser Scanner Focus3D 就是其中之一。作为用于三维建模和三维数字化存档的理想工具，Focus3D的非接触式尺寸测量能力、较大且灵活的测量范围，使其成为非常适合某些制造商的设备。另外，利用该设备获得的点云数据可以被快速地转换成三维CAD 数据，允许直接创建三维设计图纸，从而有效地简化了精益制造的整个工作流程。

FaroArm 能够在装配前精确地检测到工件的尺寸偏差。

在移动检测方面，FARO的分析数据表明，在检测大型的产品或组件时，与基于机器人的成像仪或激光系统相比，Cobalt的固定式多成像仪阵列使用起来更快、更易于集成、更实惠、更精确并且更易于维护。从这个意义上来说，Cobalt Array 直接支持“精益制造”这一概念，因为在时间紧迫的制造环境中，更精确的尺寸是至关重要的。FaroArm是另外一款倍受金属加工制造商喜爱的先进测量设备。操作简单、精确、快速的FaroArm可帮助提升总体生产率，并且能够立即在现场进行移动检测，以便在检测期间实现不间断生产。

出于工作场所健康和安全实践的需要

便携、紧凑且多功能的FaroArm是一款简单的解决方案，能够完成最具挑战性的测量任务

机械操作是一项高危工作，操作人员面临着随时受伤的潜在风险。因此，采取安全和控制措施，营造和维护安全的工作环境是非常必要的。随着政府机构持续地加强对安全工作实践的监管以减少和消除工伤，制造商们也在积极采取更多预防措施来保护其人力资源。

应用 - 线上检测

在使用固定式坐标测量仪(CMM)时，需要将庞大而沉重的部件从车间运到测量室。一旦操作不当，这项工作就具有潜在的危险性，进而危及工人的人身安全。FARO的一系列三维测量和三维数字化存档解决方案都具有便携性，可以将FARO设备拿到部件旁，从而使这一难题迎刃而解。线上检测能力可以让员工安全地开展测量评估，同时还能帮助制造商提高测量精度和节省时间。

不断获得回报的解决方案

那么，制造商们为何应该考虑三维测量工具？相比之下，传统的二维测量工具无法提供金属加工行业所需的这种精度支持。尽管二维测量工具也能获得测量结果，例如距离、直径和面积，但其提供的结果仅是粗略的估计。在测量复杂的形状或与CAD文件直接比较时，三维测量工具和二维测量工具之间的测量质量的差异也是格外明显的。此外，由不同的人员进行操作时，二维测量工具的缺陷就变得更加显著，因为不同操作人员所记录的测量结果往往不同，说明二维测量工具缺乏测量信度。

“工欲善其事，必先利其器”用来形容对三维测量工具的投入最合适不过了。为了获得更高的测量精度，一定程度的资金投入是必要的。归根结底，顶尖的制造商都非常重视以最有效的方式生产优质产品。三维测量和扫描工具被证明是用于金属加工行业的最佳解决方案。因此，从长期节省的时间和成本来看，它们是非常物超所值的投资。

关于FARO

FARO 是一家全球性科技公司，主要从事计算机辅助测量设备和软件的开发和销售。FARO便携式测量设备可在生产和质量监控过程中进行高精度的三维测量，以及零部件和复合构造的比对。公司设备广泛应用于检测、成像、逆向工程、生产规划、库存和竣工文件、现场勘测以及事故现场或犯罪现场的调查和重建。

在 FARO 的支持下，法如的客户无需担忧其三维测量和文件归档的需求。作为便携式计算机辅助测量的先驱和市场领导者，FARO持续不断地应用最前沿的科学技术，使其处于行业领先地位的产品更精确、可靠且便于使用。并致力于通过FARO测量设备简化客户工作，使客户能够大幅减少现场测量时间并降低总成本。

法如已在全球安装了超过30,000台设备，拥有超过15,000个客户。公司全球总部位于佛罗里达州玛丽湖，欧洲总部位于德国斯图加特，亚太区总部位于新加坡。FARO 在日本、中国、印度、韩国、泰国、马来西亚、越南、加拿大、墨西哥、英国、法国、西班牙、意大利、波兰以及荷兰均设有分支机构。

更多信息: www.faro.com/cn

（Eddy Lek先生，Asia Pacific, FARO Technologies产品营销经理 ）

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