Optimális mérés multiszenzoros technológiával

2022. január 06., csütörtök, 06:00

Címkék: koordináta méréstechnika mérés méréstechnika mérőberendezés mérőműszer multiszenzor werth Werth Magyarország Kft.

Szenzorok kiválasztása multiszenzoros koordináta mérőgépekhez

GYAKORLATI TIPP Komplex mérési feladatok gyors megoldásához különböző mérési műveletsorok hozhatók létre félautomata módon, multiszenzoros koordináta mérőgépekkel és intelligens szoftveres eljárásokkal. A gépek különböző szenzorokkal kombinált méréseket tesznek lehetővé, és rugalmasságuk miatt több egycélú gépet is helyettesítenek. Moduláris felépítésük lehetővé teszi, hogy bármikor felfejlesszék őket a technika legújabb szintjére.

A koordináta mérőgépeknek számos követelménynek meg kell felelniük. Először is az összes szükséges mérési feladatot a szükséges pontossággal kell megoldaniuk. Emellett fontos, hogy a lehető legrövidebb mérési idővel, egyszerűen és időtakarékos módon működjenek.

Egy másik tényező a költség: az elfogadható vételár mellett a karbantartási költségek sem lehetnek túl magasak. Mindezeket a jellemzőket a szenzorok kiválasztásánál is figyelembe kell venni. A multiszenzoros koordináta mérőgépek egyik legfőbb előnye sokoldalú kombinálhatóságukban rejlik (1. ábra). Néhány szabályt betartva a gépkezelő optimalizálhatja a mérési időt és pontosságot, így minden mérési feladathoz ideális koordináta mérőgéppel rendelkezhet.

1. ábra. Multiszenzoros mérés: A képfeldolgozó szenzor gyors élmérést tesz lehetővé, a kis furatok pedig könnyen hozzáférhetők a optikai-tapintós mikromérőfej számára. A lézeres távolságérzékelővel gyors síkbeli pásztázás végezhető, tapintófejjel pedig a függőleges henger is mérhető. (© Werth)

A szenzor alkalmassága

Ha egy síkban oldalirányú mérésekre van szükség (például egy furat széleit kell mérni), a képfeldolgozó szenzor a legjobb választás. A zoomoptika kiváló áttekintést biztosít kis nagyítások mellett, és rendkívül pontos mérést tesz lehetővé nagy nagyításnál. Az érintésmentes mérésnek köszönhetően a szenzor nagy mérési sebességet ér el. A sebesség és a pontosság tovább növelhető olyan módszerekkel, mint például a HD raszterszkennelés. Folyamatos képfelvétel esetén a készülék automatikusan pásztázza a kiválasztott területet vagy a (3D-s) alapértelmezett pályát. A képek szuperpozíciójából egy összkép adódik, ami gyors „in the image” méréseket garantál növelt pontosság mellett.

Axiális mérésekhez különböző optikai távolságérzékelők állnak rendelkezésre. A WLP-vel (Werth LaserProbe) a munkadarab felületének helyzetét a Foucault-elv szerint határozzuk meg a differenciál-fotodiódán visszavert aszimmetrikus lézersugár helyzetéből. A szenzor a képfeldolgozó szenzor fényútpályában helyezkedik el, így a teljes mérőtér használható kombinált mérésekhez anélkül, hogy a két érzékelő között eltolódás lenne. A szabadalmaztatott WLP segítségével egyedi pontok mérésére, valamint kontúrok pásztázására van lehetőség.

Fényvisszaverő felületek esetén jó választás a kromatikus fókuszpont-szenzor (Chromatic Focus Point - CFP). A mérési elv a fehér fény különböző színösszetevőinek eltérő munkatávolságán alapul. A legnagyobb intenzitással visszavert hullámhossz a munkadarab felületére fókuszál, az ehhez tartozó munkatávolság pedig a felülettől való távolság. A CFP eljárás nagy pontosságot szavatol, messzemenően független a felület tulajdonságaitól, és pásztázásra és pontonkénti mérésre egyaránt alkalmas. Ha teljes felületeket kell pásztázni, a CFP mellett a kromatikus fókuszvonal-szenzor (Chromatic Focus Line - CFL) is használatos. Körülbelül 200 pont egyidejű mérésével másodpercenként megközelítőleg hárommillió pont pásztázható le nagy pontossággal.

A tapintós szenzorok, például a hagyományos tapintófejek és a szabadalmaztatott Werth Fiber Probe (WFP) használatosak például oldalfelületeken vagy függőleges furatokban, míg a WFP mikromérőfejjel a különlegesen kis geometriai elemek mérhetők nagy pontossággal. A felületi topográfia akár eltérő fényerősségek mellett is sikerrel mérhető a Werth 3D-Patch területérzékelővel és a fókuszeltolás módszerével. Speciális mérési feladatokhoz konfokális szenzorokat is használnak a felületi topográfia mérésére: a Werth Interferometer Probe (WIP) mérőfejet a szűk furatokban történő mérésekhez, vagy optikai-tapintós kontúrszenzorokat a koordináta mérőgépen történő integrált érdességméréshez.

A mérési idő és pontosság optimalizálása

A méréstechnika alapvető problémája a mérési sebesség és a pontosság közötti ellentmondás. Példa erre a kis és nagy nagyítású képfeldolgozó szenzorok: az előbbiek gyors, míg az utóbbiak pontos mérést garantálnak. A CFP szenzor az adott alkalmazásra szabható különböző mérési tartományú érzékelőfejekkel. A nagy mérési tartománnyal rendelkező objektívek gyors pásztázást tesznek lehetővé egy előre beállított pálya mentén, míg a kisebb mérési tartományúak nagyobb felbontást és ezáltal nagyobb pontosságot biztosítanak.

2. ábra: A kompakt portálgép lehetővé teszi a többszenzoros mérést a mérési tartomány korlátozása nélkül, a kettős szenzortengelyes kialakításnak köszönhetően (balra). A nehéz munkadarabok közvetlenül a mérőasztalon mérhetők (jobbra) (© Werth)

A mérési feladat megoldásához a kezelő először azonosítja azokat a szenzorokat, amelyek a munkadarab tulajdonságai és a legnagyobb megengedett mérési bizonytalanság figyelembe vételével alkalmasak lehetnek. A munkadarab tulajdonságai között a már említett felületminőségen túl a mérendő geometriák típusa és mérete is szerepel. A megfelelő érzékelők közül azután a gépkezelő kiválasztja azt a szenzort vagy szenzorkombinációt, amely a legnagyobb mérési sebességet nyújtja.

A mérési sebesség tovább optimalizálható mérési ütemterv készítésével. E célból minden elemet, amelyhez ugyanaz a szenzor használandó, közvetlenül egymás után kell mérni. Csak ezután kerül sor egy másik szenzor beváltására. A koordinátarendszert egyszer, a mérés elején kell definiálni, utána minden szenzor ehhez képest működik. A geometriai tulajdonságok (például síkok vagy körközéppontok közötti távolságok) meghatározásához a különböző szenzorok mérési eredményeit a mérőszoftver automatikusan összekapcsolja.

Multiszenzoros mérések a gyakorlatban

Multiszenzoros koordináta mérőgépekkel szinte minden munkadarab mérhető (2. ábra). Például egy óralap mérése teljes egészében megvalósítható képfeldolgozó szenzorral, CFP-vel és WFP-vel. A képfeldolgozó szenzor lehetővé teszi a furatpozíciók és a letörések szélességének gyors mérését. A furatok helyzetének optikai meghatározása után a Werth Fiber Probe mérőfejjel lemérhető a hengeres alak és az alapfelülethez képesti merőlegesség. A CFL-lel a teljes munkadarab felületének pásztázása igazán gyorsan elvégezhető a magassági méretek meghatározásához. A nagyméretű fém munkadarabokon először a tapintófejjel megmérik a furatok átmérőjét, helyzetét, alakját és elhelyezkedését. Mivel a tapintófej gyorsabb, mint a Werth Interferometer Probe, a WIP-t csak olyan mély és kis méretű furatok érdességmérésére használatosak, amelyekhez a tapintó nem fér hozzá. A 3D-Patch területalapú szögmérésre is lehetőséget ad.

Általánosságban elmondható, hogy egy multiszenzoros koordináta mérőgéppel az adott vállalatnál felmerülő valamennyi méretmérési feladat elvégezhető. A sokoldalú kombinálhatóságnak hála a meglévő berendezéssel gyakran új mérési feladatok is megoldhatók. Ha a mérési sebességet optimalizálni kell, vagy teljesen új követelmények jelentkeznek, akkor utólag új szenzorok, valamint hardver és szoftver komponensek építhetők be a moduláris felépítési elvnek köszönhetően.

www.werth.hu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
BESZÁLLÍTÓI KAPCSOLATOK

Itt a lehetőség tajvani kapcsolatokat építeni!

Média Partnerek