A multiszenzorok előnyeiről

Tartalomjegyzék

A modern koordináta-méréstechnika szinte minden mérési feladathoz optimális szenzort képes rendelni. Az egyazon munkadarabon végzett különböző mérési feladatokat általában egy multiszenzoros koordinátamérő géppel lehet hatékonyan kezelni.

Minden mérési feladat központi kérdése a megfelelő érzékelőrendszer kiválasztása. A szenzor kiválasztását a vizsgálandó tárgyak típusbeli vagy geometriai eltérései, a tűréshatárok, a mérésre kijelölt paraméterek, valamint a méret és a felület együttesen befolyásolják. Figyelembe kell venni az elvárt mérési sebességet is.

Ezen belül is egy kontextusban kell kezelni a típusbeli vagy geometriai eltéréseket és a mérésre kijelölt paramétereket. Még az egyszerű jellemzők, mint például a távolság és az átmérő esetében is először azt kell meghatározni, hogy mely tulajdonság jelöli ki a távolságot, vagyis az él (egyenes), vagy a felület (sík)? Átmérő esetén pedig a furat (kör) vagy a belső felület (henger) kimenete? Ezek a tulajdonságok ideálisan mérhetők speciális érzékelőkkel – élek például képfeldolgozó szenzorokkal, felületek pedig tapintóval.

Ha geometriai eltérések – például egy furat tengelyének egyenessége, vagy annak egy síkkal bezárt szöge – ellenőrzése a feladat, ez gyakran megköveteli több tulajdonság egymással összekapcsolt, különböző térbeli irányokból történő mérését. Ezáltal a pontsűrűségre vonatkozó elvárások is megnövekednek. Az érdességméréseknél az érzékelőnek nagyon kis magasságkülönbségeket kell detektálni nagyon magas pontsűrűség mellett. Azt sem szabad figyelmen kívül hagyni, ha a munkadarab könnyen megsérül, vagy deformálódik – ilyen esetekben csak nagyon alacsony tapintási erővel bíró érzékelők (optikai szenzorok, vagy Werth Fiber Probe) használhatók.

 

A multiszenzoros rendszerek palettája: pontmérés és kontúrszkennelés a Werth Fiber Probbal (balra fent),
éldetektálás képfeldolgozó szenzorral és Raster Scanning rendszerrel (jobbra fent), felületmérés konfokális
Nano Focus Probe rendszerrel (baloldal alul) és térfogatmérés komputertomográfiás érzékelővel (jobboldalt alul)

 

 width=

                                                                                                                                                                                                                                        

Az egyes tulajdonságokra meghatározott referenciabázis szintén nagy jelentőséggel bír, mivel befolyásolja a mérés eredményét. A különböző szenzorok pontokat, éleket, felületeket vagy volumeneket mérnek egy, két vagy három dimenzióban. Míg egy lézeres távolságmérő csak Z irányban képes meghatározni egy adott pont koordinátáját, addig egy koordinátamérő rendszer a pont helyzetét három dimenzióban is meg tudja adni. A mindhárom dimenzióra vonatkozó információ azonban nem mindig szükséges; a távolság például gyakran csak egy térbeli irányban releváns. A munkadarabokat azonban mérni és számítással illeszteni kell minden irányba a vetületi hibák elkerülése érdekében, ami óvatosságra int minket a szenzor kiválasztásakor. A tisztán 2D mérések csak sík munkadarabok esetében elégítenek ki minden igényt.

A munkadarab apró tulajdonságainak detektálásához megfelelően nagy felbontású mérésekre van szükség, a nagyobb tulajdonságok nagyobb pontosságú méréséhez viszont sok pontot a lehető legrövidebb időn belül kell rögzíteni. Nagyon szűk tűréshatárok esetén nagyon alacsony mérési eltérést engedő érzékelőre van szükség, míg a nagyobb tűréshatár lehetővé teszi, hogy a mérés sebességére helyezzük a hangsúlyt. A mérés sebessége fontos tényező a mérés hatékonyságára nézve, és a kapott pontmennyiség jelentősen befolyásolja az ismételhetőséget.

             A pontsűrűség nagymértékben befolyásolja a mérési eltérést: a kontúr (a) és
a négy tapintási pont két csoportja (b, c) legjobban illeszkedő fókusztávolságú
köröket (g középpont) és
szkenneléssel még pontosabb meghatározást (d) eredményeznek
                                                                                                                                                width=
                                                                                                                                          

Magasabb mérési sebesség

A fókuszvariációs elven működő képfeldolgozó érzékelők gyakori alapfelszereltségnek számítanak a multiszenzoros koordinátamérő gépeknél. Az érintésmentes élmérések nagy mérési sebesség eléréseit teszik lehetővé. A mérési sebességet tovább növelő On The Fly és a Raster Scanning funkciókon kívül a Werth számos egyéb metódust és érzékelőt is szabadalmaztatott.

Az On The Fly mérések a gép tengelyeinek folyamatos mozgása közben történnek, a Raster Scanning pedig a kis képeket automatikusan egy teljes képpé fűzi össze, így az átfogó kiértékelés elvégezhető anélkül, hogy a gép tengelyeit át kellene helyeznünk. Az erős nagy nagyítású objektívek nagy felbontása és alacsony mérési bizonytalansága miatt a legkisebb tulajdonságok is detektálhatóvá válnak. A Werth Zoom állítható fókusztávolsága és beállítható fényszöge egyébként megközelíthetetlen tulajdonságok detektálását is lehetővé teszi. A mért kontúr a Tolerance Fit szoftver használatával a CAD-modell tűréshatárához illeszthető, lehetővé téve a munkadarabok, például műanyag vagy alumíniumprofilok funkcionálisan megfelelő ellenőrzését.

A fókuszvariációs mérési eljárások által a képfeldolgozó érzékelő fókuszpontja a munkadarab felülete felett és alatt változik. A felület úgy helyezkedik el, hogy a kép fókuszba kerüljön, és a kontraszt maximális legyen. A Werth 3D-Patch-hoz hasonló érzékelők gyors, háromdimenziós felületi méréseket tesznek lehetővé nagy pontsűrűség mellett, ami ideális például felületi hibák vizsgálatához. Az érzékelő szabadon áthelyezhető a koordinátamérő műszer mérési tartományán belül, ezenkívül több mérési pontfelhő is elrendezhető és összeadható egy teljes felületté.

 

 A Werth Zoom változtatható fókusztávolsága egyébként
megközelíthetetlen tulajdonságok detektálását is lehetővé teszi.

 width=

                                                                                                                          

A Foucault-elv szerint működő pontszenzor a lézersugarat kettéosztja. A szétválasztott sugár a munkadarab felszínére vetül a lencse fókuszpontjában. A felszín helyzetének függvényében ez a különböző fénydiódákon eltérő jelet indukál. A WLP (Werth Laser Probe) a Werth Zoom képfeldolgozó szenzorba van integrálva, nulla eltolással.

A kromatikus fókuszérzékelők egy speciális képalkotó optika színhibáját (kromatikus aberráció) alkalmazzák. Ez azt eredményezi, hogy minden egyes szín egy kissé eltérő magasságban helyezkedik el. A legintenzívebb színek ezután felhasználhatók a munkadarab felületének meghatározására. Ez az érzékelő csaknem teljesen független a felület tulajdonságaitól, és még a nagymértékben reflektív és átlátszó felületeket is képes mérni.

Szkennelési módban az érzékelő folyamatosan rögzíti a mérési pontokat a munkadarab felületének követése közben, a tulajdonságok így nagy pontsűrűség mellett rögzíthetők a jó ismételhetőség érdekében, valamint geometriai eltérések mérésekor. A különböző érzékelők rövidebb mérési időt is eredményeznek. Az optikai távolságmérők, mint például a WLP és a CFP (Chromatic Focus Point), felületi méréseket végeznek szkennelési üzemmódban a síklapúság, torzítás vagy csavarodás megállapításához egy képfeldolgozó érzékelő által igényelt idő töredékében. A CFP olyan optikai érdességméréseket is képes elvégezni, amelyek ugyanazon pozícióban reprodukálhatók.

Mérés bármely irányba

A hagyományos tapintórendszerek és mikrotapintók, például a WFP üvegszálas tapintó, kiválóan alkalmasak különböző térbeli irányok mérésére. A rugalmasság tovább növelhető forgatható, dönthető csuklókkal és csillag vagy L alakú adapterekkel. A hagyományos tapintórendszerek előnyei a merev, robusztus munkadarabok, például a nagy fém alkatrészek és a 3D mérések során domborodnak ki. A Werth Fiber Probe esetében a kis tapintógömb (20 μm-nél kisebb átmérővel) eltérése optikai úton, nagy felbontás mellett detektálható (tapintós-optikai elv). A vékony, rugalmas tapintószár csak a tapintógömb pozicionálására szolgál. Ez azt jelenti, hogy a tapintási erő elhanyagolhatóan alacsony. Az üvegszálas tapintó mindenütt használatos, ahol a hagyományos mérési technológia a munkadarab apró jellemzői miatt már nem használható, például a 90 μm átmérőjű tüzelőanyag-befecskendezők fúvókafuratainak mérésére. A kis tapintóátmérő révén a WFP érdességmérésre is alkalmas.

       A Foucault-elv szerint működő lézeres távolságmérők a
differenciál fénydióda jelét a felület pozíciójától függően változtatják

 width=

A komputertomográfiás mérés esetében a munkadarabba különböző irányokból röntgensugarak hatolnak be, miközben az a röntgenforrás és az érzékelő között forog. A térfogatmodell a 2D radiográfiai képekből áll össze. Az így összeállt térfogati pontfelhő tartalmazza a munkadarab belső geometriáit is. A pontfelhő dimenzionálisan értékelhető ki az első mintavizsgálatoknál, vagy szerszámkorrekcióhoz használható a névleges és tényleges összehasonlítással.

 

Forrás: Werth Messtechnik GmbH.

Facebook
LinkedIn

Legutóbbi bejegyzéseink

Értesüljön időben!

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