施耐德电气：使用Geomagic软件和CT扫描实现产品装配效率“重大突破”

由于 Geomagic Control 的处理速度和快速输出，我们可以在一小时内验证装配体是否达到正确的公差。
 

施耐德电气 3D 成像全球流程负责人 Rus Emerick 花费了大量时间思考公差：从单个零件的公差开始，他的大脑迅速转向公差链的影响，一旦装配中包含 4、5 个或更多零件，可能会累积地影响其位于全球 22 个国家/地区的任何制造和设计工厂生产的产品的可靠性。

但如何在生产前和生产过程中验证组件的一致性呢？事实证明，使用传统的破坏性测试效率低下、速度缓慢，而且通常无法帮助团队验证零件和组件的一致性。这些组装零件的动态公差分析更具挑战性。钱被浪费了。必须有更好的解决方案，Emerick 知道 3D 数据将继续提供他所需的答案。

这一理念要追溯到亚里士多德时代，是功能分析方法的核心，在施耐德电气公司上下都有其应用之处。施耐德电气是一家遍布130个国家拥有十余万名员工的公司。

据Emerick所言，随着 Geomagic Control X （又名Geomagic Control，原Geomagic Qualify）软件中新的特征检测方法的引入，使得功能分析在施耐德电气实现了“巨大突破”。该软件能够让用户快速删除、创建和检测模型的几何特性，比如说计算尺寸、分析拟合、对比2D和3D特征、点对点和特征对特征的距离及角度的测量。

Emerick说：“我们现在可以对整个组装件进行整体功能分析，而不是仅仅查看单个部件的尺寸。我们对部件在真实世界中是如何存在的进行模拟，尤其是它如何与其配件相互关联。通过验证我们预测的功能条件，我们节省了很多时间和材料。”

Rus Emerick with the CT scanner from Zeiss

走出理论，落于现实

Emerick使用孔和销作为例子演示功能分析是如何进行的。测量孔的所有横截面非常困难而且耗时，2D测量通常和圆柱与孔的配合不存在太紧密的关系。 孔可以相对于另外一个位置在XY位置上进行约束，这可能会限制插入销的可能尺寸。

Geomagic Control的特征检测起到一个虚拟销规的作用，可以描述壁面位置并重新计算将要插入孔中销的最大可能直径，同时保持所有的原始约束。这使得用户可以观察到功能圆柱特征的行为与配合，而不仅仅是中心位置。

Real part prior to CT scanning

Emerick说：“就好像你去唐恩都乐咖啡馆一样，你关心的不是孔，而是孔周围的东西；这与组装中的某个部件是一样的，目的不是孔的中心而是接触的位置，确定部件是不是按照预期与其它功能部件相匹配。分析功能可以把理论世界中的接触数据带到现实世界中。”

基于功能分析的一个惊人优势是，可以接受更多的部件但不会降低标准。这是因为组装件运行起来就像一个团队，整体一起工作克服单个组件的缺点。

Emerick说：“在很多情况下，当测量单个部件时，无法满足公差，但是装配件可以将公差分配到单个部件的尺寸链上，且装配满足了标准差。这样可以很好的节约成本和材料。”

正金字塔

由于施耐德公司内都采用Geomagic进行三维检测，功能分析在施耐德电气得到了广泛应用。它带动了一个哲理， Emerick 将其称作“设计无处不在，创建无处不在，论证无处不在。”

三维检测使用3D扫描技术闭合了物理产品和数字模型之间的回路。施耐德电气使用的关键软件就是Geomagic，其中 Geomagic Control X （又名Geomagic Control，原Geomagic Qualify）用于质量检测， Geomagic Design X 用于数模重建。

除了积极应用软件外，施耐德对Geomagic的使用还有点像金字塔式。大约50个“超级用户”位于7个区域中心【2个在美国（爱荷华州的锡达拉皮兹市和密苏里的哥伦比亚），2个在法国（格勒诺布尔和安古兰），2个在上海，1个在印度的班加罗尔】这些区域在Geomagic软件的培训和使用上占了主导。 这些超级用户将Geomagic软件知识与传统检测方法相结合，熟练应用于日常工作中。

Emerick 说：“这些都是些现代社会的传统检测员，他们储备了多年知识，对于物体是怎么工作的有着深刻的理解，他们将如何做事传递下去。我们发现对等教学能够培养出最好的软件使用人员。”

3D Inspection of CT data of part with Geomagic Control

跨功能汇聚

施耐德电气软件应用不仅深入，而且知识传播的非常快： Emerick 说公司引进Geomagic Control 后仅仅6个月就将功能分析应用到多个领域。

在“设计无处不在，创建无处不在，论证无处不在”下，使用Geomagic 软件得到的分析结果在整个公司起到了杠杆的作用。一组数据，多个用户多个解决方案。应用包括设计和验证、首件检测报告(FAIR)、尾件检测报告(LAIR)、逆向工程和文件替换、磨损预测工具验证与修复、以及功能分析。

Emerick 说：“Geomagic和我们培训系统的结合在整个产品开发中实现了真正的一体化。我们可以使用相同的数据集回答不同的功能性问题：供应商有没有尽职？加工是否忠于设计？这个部件是不是满足规格？部件和装配件能不能有效的生产？误差分析准确吗？”
 

不久前很多这些问题的答案都是推测的。现在，使用单个数据集，整个功能性知识在全公司都可以使用。而且，当替换一个部件时，施耐德会记录下它每次的3D扫描信息。

Emerick 说：“我们遍布全球的虚拟团队现在可以看到不同的部件和另一个部件是如何相互作用的。不仅是理论，真实的模型也能视觉展示，因此所有的人都能看的明白。这对全公司都有益，包括大量减小了产品上市时间，部件更新后可以快速返回市场。”