A koordináta méréstechnikában használt multiszenzoros rendszerek lehetővé teszik az összes méret meghatározását egyetlen gépen, általában egyetlen elrendezéssel. Az olyan innovatív megoldások, mint egy új multiszenzoros interfész vagy a független szenzortengelyek még nagyobb flexibilitást garantálnak és utat nyitnak új alkalmazási területek felé, megnövelve ezzel a koordináta mérőgép költséghatékonyságát is.
Dr. rer. nat. Martin Fischer
A koordináta mérőgépek multiszenzoros rendszerekkel ellátva optimális szenzoros mérési megoldást biztosítanak az összes mérendő jellemző meghatározásához. Tegyük fel, hogy egy nagyobb fröccsöntött műanyag komponens, pl. egy műszerfal szegmensének különböző jellemzőit kell megmérnünk. A beszerelési nyílások pozíciói és méretei gyorsan és érintés nélkül meghatározhatók kontúr képfeldolgozás alkalmazásával. Egyetlen munkadarabos elrendezés esetén viszont az összeszerelt komponensek geometriája és térbeli elhelyezkedése tapintós szenzorokkal állapíthatók meg. A szenzoros rendszerek koordináta mérőgépbe integrálása komoly kihívást jelent, mivel az egyes szenzorok maximális tudását és teljesítményét kihasználva kell optimális működésről gondoskodni. Hagyományos gépeken a különböző szenzorok néhány centiméterre helyezkednek el egymástól. Ez az eltolt elrendezés csökkenti a szenzorok által együttesen elérhető közös mérőteret. Ha egy 400 mm x 400 mm-es mérési tartományú koordináta mérőgépen a bemérő rendszer 130 mm távolságra található a képfeldolgozó lencsétől, a két szenzor együttes mérési tartománya csupán 270 mm x 400 mm lesz. Nagyobb munkadarabok esetén a multiszenzoros rendszerek előnyei nem aktázható ki teljesen. Legrosszabb esetben a különböző szenzorok egymást akadályozzák vagy az inaktív szenzorok miatt bizonyos jellemzők csak nehezen vagy egyáltalán nem lesznek elérhetők.
A példaként hozott műszerfali szegmensnél a mély vagy eltakart jellemzőket a tapintó nem tudja elérni, mert a lencse közben a munkadarabnak ütközne. Még az elérhető jellemzők esetén is nagyobb az ütközés esélye azon szenzorrendszerek miatt, amelyek mindig a mérési tartományban helyezkednek el, ám inaktívak.
Az újabb gépkoncepciók még nagyobb flexibilitást kínálnak a multiszenzoros rendszerek használatában.
Szenzorok széles választéka a mérési tartomány korlátozása nélkül
A közös mérési tartomány lecsökkenése megelőzhető azzal, ha a gépen nem található eltolás a szenzorok között, vagyis az összes szenzor ugyanabban a pozícióban helyezkedik el. A Werth multiszenzoros rendszereknél (lásd a címnél szereplő illusztrációt) a különböző szenzorok olyan modulokon helyezkednek el, amelyek közvetlenül a képfeldolgozó szenzor nyalábpályája előtt rögzülnek mágnesesen.
Ahhoz, hogy többszenzoros, teljesen automatikus méréseket lehessen végezni, az egyes szenzormodulok készenléti állomásokon kerülnek elhelyezésre, és a gép szükség esetén váltja be őket. A példákban említett műszerfali szegmens mérésekor ez annyit jelent, hogy a rendszer először azokat a jellemzőket határozza meg, amelyek képfeldolgozás útján, érintés nélkül lemérhetők. A további tapintós mérésekhez a készenléti modulban tárolt tapintófejmodult a gép automatikusan felhelyezi csatlakoztatja az interfészre. Ezután a tapintós mérést igénylő összes jellemző eltolás nélkül lemérhető a teljes mérési tartományban.
A tapintós rendszerek mellett a multiszenzoros rendszer az összes modern multiszenzoros alkalmazást is támogatja. A szabadalmaztatott Werth Fiber Probe WFP/S segítségével érzékeny, illetve különlegesen kis jellemzők mérhetők, egy kontúrmérő fej szabványos módon észleli az érdességet, míg a képfeldolgozó szenzor nyalábpályájába integrált lézeres távolságérzékelője érintés nélkül határozza meg a kontúrokat. Mivel az inaktív szenzormodulok biztos helyen, a készenléti állomáson tárolódnak, az ütközés kockázata gyakorlatilag nulla.
Nagyobb flexibilitás kettős száras kivitellel
Többtagú szárak alkalmazásával szintén növelhető a koordináta mérőgép flexibilitása. Ebben az esetben a szenzorokhoz egymástól független szenzortengelyek tartoznak, ami megakadályozza, hogy a szenzorok akadályozzák egymást (1. ábra). Mielőtt a szárat a kiválasztott szenzorral (pl. egy bemérő rendszerrel) pozicionálni lehetne a mérési tartományban, a második száron található szenzorrendszer (pl. egy képfeldolgozó szenzor) felfelé elhagyja a mérési tartományt. Például a műszerfali szegmens mérése esetén a mélyen található és nehezen hozzáférhető jellemzők mindenféle térbeli korlátozás nélkül mérhetők (1. ábra, fent), miközben a képfeldolgozó szenzor nem ütközhet az inaktív bemérő rendszerekkel.
Ezzel a megoldással a lencse és a tapintó egymástól való eltolása nem küszöbölhető ki teljesen, de a szár karcsú kivitele minimálisra csökkenti a köztük lévő távolságot. A megoldásnak köszönhetően forgó/billenő csukló használható a bemérő rendszer tetszés szerinti térbeli tájolásához. Mivel a képfeldolgozó szenzor komponensei nincsenek útban, a forgó/billenő csuklóval a teljes félgömb alakú mozgástartomány bejárható (1. ábra, lent). A mérési idő tovább csökken, hiszen nem kell visszatérni a készenléti állomásra.
1. ábra A kettős száras kivitelnek (kettős Z = két Z tag) hála térbeli korlátozás nélkül végezhetők mérések, miközben az ütközésveszély kockázata minimális (a). A két független szenzortengellyel a bemérő rendszer és más forgás/billenő csuklós szenzorokkal a teljes félgömb alakú mozgástartomány bejárható mindenféle korlátozás nélkül (b). :
Gazdaságosabb mérés multiszenzoros rendszerekkel
A multiszenzoros rendszer vagy egy második szár használata növeli a gép költséghatékonyságát. Ha a koordináta mérőgép teljes mérőtere elérhető a multiszenzoros rendszerhez tartozó valamennyi szenzorral, ugyanaz a mérési feladat a korábbi hagyományos, eltolt szenzoros mérőgépnél kisebb géppel is elvégezhető. Ez az előny a kedvezőbb beszerzési ár mellett a csökkenő karbantartási költségekben és a kisebb helyigényben is megnyilvánul. További szenzorok egyszerű plug-and-play rendszerrel integrálhatók.
A független szenzortengelyekkel működő gépek könnyebben képesek elérni a jellemzőket, amivel idő is megtakarítható mérési műveletsorok és sorozatgyártási mérések létrehozásakor. A koordináta mérőgépbe tökéletesen integrálható multiszenzoros rendszerek így a teljes mérési tartományban garantált maximális flexibilitás mellett költséghatékony, a jövőben bármikor bővíthető megoldást kínálnak.
