A megfelelő szenzor kiválasztása az adott munkadarabhoz – Tapintós és optikai mérések

Tartalomjegyzék

A képfeldolgozó szenzoros koordináta mérőgépek különösen alkalmasak olyan munkadarabok gyors mérésére, mint pl. a 3D-s műanyag komponensek. A hagyományos bemérő rendszerek tipikusan hasáb alakú munkadarabok geometriájának és geometriai eltéréseinek 3D-s térben történő meghatározására valók. A multiszenzoros koordináta mérőgépekkel nagy számú munkadarab komplett mérése végezhető el egyetlen lépésben.
Bernd Weidemeyer

A multiszenzoros koordináta mérőgépek szinte korlátlan választási szabadságot adnak: mindenféle mérési feladatot képesek ellátni, de melyik szenzor a legalkalmasabb az adott feladatra? Olyan szenzor nem létezik, amely minden mérési feladatra alkalmas. Minden szenzornak megvan a maga előnye és hátránya. Az elasztikus gumi profilok például rendkívül kis mérési bizonytalansággal mérhetők optikai úton, míg tapintós mérésnél a munkadarab mérés miatti deformációja meghamisítja a mérési eredményt. Furatátmérőket viszont a letörések miatt nem mindig lehet mérni képfeldolgozó szenzorral, így a furat belső méreteihez a tapintós mérés részesítendő előnyben.

Tapintós szenzorok nagy méretű, hasáb alakú munkadarabokhoz

A hagyományos tapintó egy 3D-s működésű flexibilis szenzor. Különféle tapintó konfigurációk és forgó/billenő csuklók használatával gyakran a munkadarab valamennyi felülete meghatározható. A függőleges síkok és hengeres alakzatok például nagy tapintógömbös, függőleges tapintóval (1. ábra, bal oldal) mérhetők, míg az oldalsó hornyokhoz csillag vagy tárcsás tapintó szükséges. A mért geometriai elemek a rajzméretek meghatározására használatosak (beleértve a geometriai eltéréseket is). Mivel a tapintó érintéses módszert használ, a fémből és erős műanyagból készült munkadarabok mérhetők vele megbízhatóan. Ezzel a módszerrel tipikusan a nagy, hasáb alakú munkadarabokat, pl. a megmunkált alkatrészeket, házakat, motorblokkokat és hengerfejeket szokás mérni.
A hagyományos tapintók azonban nem alkalmasak olyan anyagok (pl. elasztomerek és más műagyagok) mérésére, amelyek deformálódnak és ezzel meghamisítják a mérési eredményeket. Különlegesen kis geometriák esetén e bemérő rendszerek képességeik határához érnek, mivel a 0,3 mm-nél kisebb átmérőjű tapintógömbök nagy érintkezési nyomásuk és törékenységük miatt már nem praktikusak. Hagyományos tapintók használata esetén a mért tárgyat a néhány tíz millinewton nagyságú tapintóerő miatt rögzíteni kell, hogy a munkadarab ne mozduljon el a mérési eljárás során.
Különösen kis geometriák méréséhez a Werth Fiber Probe WFP tapintós-optikai mikrotapintó jelenti az ideális választást. Kis méretű, pl. 50 µm átmérőjű tapintógömbjével egyszerűen lemérhetők a mikroszerkezetek kontúrjai. A szabadalmaztatott Fiber Probe mérőfejben a tapintószár csak a tapintógömb pozicionálására szolgál. Az eltérést a rendszer optikai úton méri. A Fiber Probe mérőfej tapintási hibája rendkívül alacsony, amire a mikrogeometriák szoros tűrése miatt gyakran van szükség.
A mérési elvből eredő kis tapintóerőnek hála még az érzékeny felületek és rugalmas munkadarabok mérése sem jelent problémát (1. ábra, jobb oldal). Kis tapintógömbjei ellenére a Werth Fiber Probe nem hagy nyomot a felületen, és nem karcolja meg azt. A munkadarabot nem kell rögzítőkészülékbe fogni. A módszerrel egyebek mellett olyan tárgyak mérhetők, mint a befecskendező fúvókák nyílásai, mikrofogaskerekek és optikai alkatrészek.

Érintés nélküli mérés optikai szenzorokkal

Az optikai szenzorok érintés nélkül mérnek és számos mérési pontot képesek meghatározni rövid idő alatt.
Mivel a szenzor megfelelő távolságot tart a munkadarab felületétől, nem kell időigényes elmozdulásokat végezni a munkadarab körül (1. ábra, középen). Érintésmentes mérések esetén a munkadarab károsodása, illetve a deformáció miatti hamis eredmények teljesen kizárhatók. Annak köszönhetően, hogy az optikai szenzorok tapintó elemének (pl. a fókuszpont) felbontása a néhány tized mikron és a néhány mikron közötti tartományba esik, még a különlegesen kis struktúrák mérése sem ütközik nehézségbe.
A tapintókkal ellentétben a képfeldolgozó szenzorral közvetlenül mérhetőek a munkadarab szélei (2. ábra). Ez a tulajdonság kritikus fontosságú pl. szerszámok vágóélének méréséhez. A felületek színátmenetei is azonosíthatók, pl. színezett kábelszigetelések keresztmetszeteinek vagy címkék és pénzérmék nyomatainak méréséhez. Az optikai szenzorok további tipikus mérési tárgyai a mindenféle típusú és színű műanyag alkatrészek, az áramköri panelek, az extrudált alumínium, műanyag és gumi profilok, valamint az érzékeny felületű optikai komponensek.
Az optikai távolságszenzorok működése és a beeső fényű képek minősége fényvisszaverődésen alapul, ezért a felület minőségétől függ. A visszaverőképesség változása problémát jelenthet a mérésnél, de ez képszűrők és fényszabályozók használatával kiküszöbölhető. Távolságérzékelők esetén a szenzor tengelyek és a munkadarab felülete által bezárt szög kritikus. Minél közelebb van a szög a 90°-hoz, annál pontosabban mérhető a felület.
Erősen hajlított felületeknél a szenzort forgó/billenő csuklón elhelyezve, illetve a munkadarabot forgatótengelybe fogva érhető el 90°-hoz közeli helyzet.

1.ábra A munkadarab szélének lekövetése raszterszkennelés révén, képfeldolgozó szenzor használatával

Mérés egyetlen elrendezésben multiszenzoros technológiával

A követelmények folyamatos változása miatt gyakran van szükség több szenzorra a munkadarabok komplett méréséhez. Multiszenzoros koordináta mérőgépekkel átszerelés nélkül elvégezhető az összes mérés, a mért elemek pedig egymáshoz kapcsolhatók egy közös koordinátarendszerben.
A képfeldolgozó szenzorral például beállítható a műanyag alkatrészek koordinátarendszere, mérhetők bizonyos 2D-s jellemzők és meghatározhatók a furatok pozíciói. A tengelyek tájolásának, a furatok alakjának és az alámetszések mérése azután ugyanebben a koordinátarendszerben történik, hagyományos tapintóval. Ez gyakran az egyetlen lehetőség különböző jellemzők, pl. él (képfeldolgozás) és felszín (tapintás) közötti távolság rajz szerinti mérésére. Ezen kívül pl. lézerszenzorral gyorsan meghatározható a síklapúság is.
A multiszenzoros rendszerek minimálisra csökkentik a beállítási időt és növelik a rugalmasságot a mindennapi mérési feladatok végrehajtásához. A multiszenzoros rendszerek tökéletes integrációjával olyan gépekben találkozhatunk, ahol különböző szenzorok helyezkednek el az egyes tengelyeken. Ez lehetővé teszi a multiszenzoros koordináta mérőgépek univerzális használatát anélkül, hogy a szenzorok zavarnák egymást.

Facebook
LinkedIn

Legutóbbi bejegyzéseink

Ismét Werth-siker az Ipar Napjai szakkiállításon

2024-ben az Ipar Napjai elismerő oklevelében részesült WRT szenzortartó fejünk, ami egyedi technológiájával lehetővé teszi az optikai mérést, minden pozícióban. Ismét kiemelten büszkék vagyunk, hogy ilyen kiemelkedő termékekkel és termékcsaládokkal dolgozhatunk együtt!

Értesüljön időben!

A legfrisebb hírek, kedvezmények, iparági újdonságok: iratkozzon fel hírlevelünkre és legyen naprakész, hogy rátaláljon az új üzleti lehetőségeket!