Nieuwe hoogten in hoogtemeters

Of het nu gaat om meetcontroles in de kwaliteitskamer of een snelle, nauwkeurige controle op de werkvloer, hoogtemeters blijven tegenwoordig een van de meest bruikbare hulpmiddelen in de metrologie. We zijn allemaal bekend met de basismetingen die door een hoogtemeter worden uitgevoerd, maar veel van de nieuwe instrumenten van vandaag kunnen presteren met bijna-coördinaatmeetmachines (CMM) met vergelijkbare nauwkeurigheid als hun grote CMM-broer. Er is geen vervanging voor de CMM, maar met een multifunctionele hoogtemeter die vergelijkbare taken kan uitvoeren, kan een CMM worden bespaard voor de meer ingewikkelde en kritische kwaliteitscontroles.

Een hoogtemeter doet precies wat de naam aangeeft:de hoogte meten. Een schuif met een meetnaald beweegt ten opzichte van een meetschaal op een balk langs een enkele verticale as die nominaal loodrecht staat op een referentievlak op de instrumentenbasis.

Hoogtemeters worden gebruikt op een granieten oppervlakteplaat om onderdelen van een referentievlak te meten en/of af te schrijven. Een kraspen, testindicator, tastsonde of CMM-taster wordt gebruikt om het gemeten kenmerk te lokaliseren. Hoogtemeters zijn een nuttig instrument voor kwaliteitscontrole en hun mogelijkheden blijven toenemen.

Er zijn drie basistypen hoogtemeters:nonius, wijzerplaat en digitaal.

Voor basishoogtemeting met de schuifregelaar zijn dit allemaal goede hulpmiddelen, maar digitaal is waar de meeste vooruitgang wordt geboekt. Verbeteringen zijn onder meer een hogere resolutie en nauwkeurigheid, temperatuurcompensatie en de mogelijkheid om rechtheid, haaksheid, vlakheid en hoeken te meten.

Hogere resolutie, nauwkeurigheid en 2D-meting 

Nieuwe encoders zorgen voor een hogere resolutie in de huidige meters. Een robuuste constructie verhoogt echter ook het potentieel voor hogere nauwkeurigheid, maar naarmate de stabiliteit van de meter toeneemt, neemt ook het gewicht toe. Normaal gesproken maakt dit het moeilijk om de meter te verschuiven vanwege de verhoogde wrijving. Ter compensatie hebben sommige units een pneumatische zweefoptie waardoor het hele samenstel met een druk op de knop op een luchtkussen kan drijven.

De meeste standaard meettoepassingen gebruiken de functies voor hoogte, openingen en diktes. Nieuwere meters kunnen nu diameters meten, afstanden van gat tot gat, piekmetingen van afgeronde oppervlakken en de meeste afstanden tussen meetcombinaties.

Stel dat u een afdruk heeft waarvoor een 2D-meting nodig is. Normaal gesproken zou hiervoor een CMM nodig zijn, maar met een 2D-meetfunctie voor hoogtemeters kunt u dat type toepassing mogelijk aan met een nieuwere hoogwaardige digitale hoogtemeter. De mogelijkheid om diagonale metingen uit te voeren kan worden gedaan door het onderdeel 90 graden te draaien en eenvoudig dezelfde punten te meten - iets wat voorheen alleen multi-assige eenheden zoals CMM's of optische systemen konden doen.

Een toepassing waar basishoogtemeters moeite mee hebben, is de afstand tussen de middelpunten. Deze uitdaging werd overwonnen toen de hoogtemeter met rekenkracht werd geïntroduceerd. Hierdoor kan de hoogtemeter het hoogste en laagste punt binnen een sweep onthouden. Deze hoogtemeter is nog steeds een 2D-meter, maar pieken en dalen kunnen ook worden gemeten of opgeslagen en opgeroepen met een druk op de knop. De kogeltaster kan worden uitgewisseld met kleinere om smalle sleuven te bereiken. De meeste hoogtemeters met een kraspen zijn gebruikt om stappen of hoogten te meten die naar boven gericht zijn. Het meten van de onderkant van een gleuf of groef was niet echt een optie totdat een kogeltaster in combinatie met een microprocessor werd geïntroduceerd om de kogeldiameter te compenseren, waardoor het proces van het meten van afstanden zoals hart-op-hart sneller en eenvoudiger werd.

Andere metingen

Vlakheid, toleranties en hoeken:Een horizontale vlakheid kan eenvoudig worden gemeten door op een vlakheidsknop te drukken, naar beneden in contact te komen met een boven- of onderoppervlak en vervolgens het onderdeel of de hoogtemeter horizontaal te scannen/schuiven.

Gemakkelijk af te lezen go/no-go-tolerantiedisplays maken het minder waarschijnlijk dat operators problemen over het hoofd zien. Ze kunnen worden ingesteld als een directe leeswaarde of als vergelijkingstype, wat de afwijking van nul van een master zou zijn.

Veel kwaliteitscontroles vragen om hoekmeting. Met speciale sondes of een horizontale offset is dit type meting mogelijk op de meeste nieuwe hoogtemeters. Het onderdeel wordt zoals gebruikelijk op de hoogte gemeten, maar dan horizontaal weggeschoven en de hoogte opnieuw gemeten. Het hoogteverschil wordt gekoppeld aan de ingevoerde offset-afstand om de hoek te berekenen.

Rechtheid/haaksheid:Sommige modellen voor hoogtemeters hebben de mogelijkheid om de output van lineaire verplaatsingsapparatuur zoals indicatoren in te voeren. Dankzij deze invoer zijn displays in staat om zowel rechtheid als haaksheid weer te geven vanwege de haaksheidsspecificatie met hoge tolerantie van de meter.

Uitvoer en gegevens 

Naarmate Industrie 4.0 opdoemt, zijn er meer vereisten voor gegevensuitvoer in het algemeen en uitvoer in verschillende formaten. Sommige gegevens worden rechtstreeks ingevoerd in spreadsheets of in software voor statistische procescontrole (SPC) via USB en RS-232C. De gegevens zelf zijn ook completer geworden en kunnen functies bevatten zoals metingen, statistieken en tijdstempels. Statistieken kunnen ook automatisch worden berekend en op het scherm of op een pc worden weergegeven.

Nieuwere meters bieden manieren om eenvoudige programma's te maken die een operator door vooraf gemeten punten leiden om ervoor te zorgen dat dezelfde posities elke keer worden gemeten, zonder een meting over het hoofd te zien. Dit is handig voor onervaren operators. Omdat veel van deze meters op de werkvloer worden gebruikt, worden temperatuurcompensatiecoëfficiënten automatisch ingevoerd als een materiaaltype wordt geselecteerd, waardoor de nauwkeurigheid in zwaardere omstandigheden wordt verbeterd.

Eerder verschenen in Quality Magazine.