Multisenzorová technologie a počítačová tomografie

Aplikace určuje senzor

Výběr vhodného měřicího přístroje pro účely rozměrové kontroly je velmi důležitý. Běžný přístup je takový, že daná aplikace určí senzor. Pro správné rozhodnutí potřebuje vzít uživatel v úvahu několik aspektů.  

Téměř všechny měřicí úlohy lze řešit rychle pomocí integrace rozličných kontaktních a optických senzorů v kombinaci s mutisenzorovou souřadnicovou technologií. Souřadnicová technologie s počítačovou tomografií (CT) také poskytuje časovou úsporu snadným zachycením měřeného objektu v jednom měřicím cyklu.

Multisenzorové Souřadnicové Měřicí Stroje

Díky vysoké úrovni flexibility jsou dnes multisenzorové souřadnicové měřicí stroje používány k velkému množství aplikací. Rozličné optické a mechanické senzory jsou přesně vůči sobě kalibrovány a tím umožní zachycení geometrií dílce jejich vzájemnou kombinací. Optické senzory snímají bezkontaktně ze vzdálenosti několika desítek milimetrů od měřeného objektu. Patří k nim jak senzor pro zpracování obrazu, který měří laterálně tak i distanční senzor, který měří samostatné body i plošně 3D tvary. Výhodou je vysoká měřicí rychlost a schopnost měřit dílce, které se kontaktem snadno deformují.

Potřebu vysoce přesného kontaktního měření u velmi malých dílců splňuje mikro snímač Werth Fibre Probe (WFP). Tento senzor pracuje s velmi malou snímací kuličkou, nejmenší kuličky disponují poloměrem od 10µm a zanedbatelnou přítlačnou silou (Obr. 1). Všechny tyto snímače lze řídit pomocí CAD modelu, který je vložen do měřicího programu. Kliknutím na individuální oblast modelu jsou měřicí body automaticky rozmístěny a zvoleným senzorem změřeny.

Počítačová Tomografie

Měření počítačovou tomografií je ještě snadnější. Namísto měření individuálních bodů nebo liniového skenování jako u běžných souřadnicových strojů poskytuje počítačová tomografie mračno bodů z celého dílce. Taktéž zachycuje vnitřní geometrie a zápichy, které běžné senzory mohou dosáhnout jen velmi obtížně, pokud vůbec. Dutiny, porozita nebo vměstky jsou taktéž detekovatelné. Odchylky mezi nasnímaným mračnem bodů a CAD modelem lze zobrazit automaticky pomocí barevně kódované škály odchylek. Kliknutím na CAD model se definují rozměry, jako je vzdálenost, poloměr či průměr, úhel, stejně jako tvar nebo tolerance polohy. Invertováním odchylek na modelu lze vygenerovat soubor pro korekci nástroje používaného k výrobě.  

Krom toho se nabízejí zcela nové možnosti k měření sestav. Až doposud to vyžadovalo rozebrání nebo zničení celkové sestavy. Nyní může operátor vyhodnotit sestavu vizuálně nebo měřit rozměry a posun mezi jednotlivými komponenty.

Měření pomocí CT trvá od několika málo minut až po několik hodin a to v závislosti na požadovaném rozlišení a velikosti vzorku. Snímáním několika vzorků ve stejnou dobu při jednom měřicím cyklu lze významně zredukovat čas měření. S integrovaným automatickým zakladačem dílců může CT snímat velké množství dílců bez zásahu operátora, například může probíhat měření série dílců přes noc. V případě, že je automatický zakladač umístěn uvnitř krytu radiační ochrany, odpadá doba nutná pro nastavení (zahřívání, zapnutí či vypnutí rentgenové trubice).

Multisenzorová Technologie nebo Počítačová Tomografie

Před rozhodnutím, který typ stroje nebo senzoru užít, je nutné zvážit mnoho aspektů. Především požadovaná přesnost ovlivňuje zásadním způsobem dobu potřebnou pro měření. Téměř pro všechny senzory na souřadnicových měřicích strojích je hlavním pravidlem: čím více prvků k měření, tím delší je doba nutná k nasnímání.

Vzhledem k zásadě přímé pojezdové dráhy mezi měřicími pozicemi je doba měření optickými senzory výrazně kratší než mechanickými snímači. Počet rozměrů k měření nijak neovlivňuje dobu měření CT senzorem, jelikož musí snímat mnoho radiografických snímků v průběhu otáčení vzorku o 360°. Díky tomu se využití počítačové tomografie doporučuje zejména pro
měření celých obrobků. Například pokud je vyžadováno měření prvních kusů pro komplexní plastový kryt, který je lisován pomocí 64-násobné formy, pak CT senzor má značnou výhodu. Měřicí čas jednoho vzorku je přibližně 10 až 20 minut. Výsledkem je mračno bodů celého obrobku, porovnání tohoto mračna bodů s CAD modelem a veškeré požadované rozměry.  

Oproti tomu vypracování protokolu prvního kusu při použití jednoho nebo více konvenčních měřicích strojů může trvat i několik dnů, navíc mnohdy vyžaduje rozřezání dílce ke zpřístupnění vnitřních prvků, což ani zdaleka neumožní zachycení celého vzorku, jako je tomu při použití CT. Typickými aplikacemi pro souřadnicové měřicí stroje s CT senzorem jsou plastové dílce pro automobilový nebo medicinský průmysl, konektory, hliníkové kryty, implantáty vyrobené z titanu či keramiky a malé ocelové dílce jako benzínové a dieselové vstřikovací trysky.

Jde-li však pouze o několik málo rozměrů, které mají být měřeny v průběhu výrobního procesu, pak je výhodné použití souřadnicového měřicího stroje se senzorem pro zpracování obrazu s možností integrace kontaktního senzoru. S takovým strojem měření zabere několik sekund nebo maximálně jednu minutu. Kompletní tomografické skenování pro měření prvků s tolerancemi v rozsahu několika mikronů zabere několik minut.

Oblast aplikací typicky vhodných pro CT senzor lze obvykle měřit i pomocí multisenzorových souřadnicových měřicích strojů. Dalšími aplikacemi pro multisenzorové souřadnicové měřicí stroje jsou desky plošných spojů, olověné rámy, tištěné folie, hliníkové, plastové či gumové profily a ocelové, respektive mosazné díly, jako například hlavy válců nebo ventily.





Zpět na výpis článků