Visie-inspectiesystemen: Nauwkeurigheid en Efficiëntie in de Metrologie

Visie-inspectiesystemen zijn ongekend beïnvloed door de huidige digitale en datagedreven technologie. Leer hoe het is veranderd, minder foutgevoelig is geworden en de onderdeelkwaliteit op efficiënte en geautomatiseerde manieren heeft verbeterd.

De tools en machines voor het inspecteren van onderdelen zijn in grote richtingen geëvolueerd. Om de huidige visie-inspectiesysteemtechnologie beter te begrijpen, helpt het te begrijpen hoe het is veranderd - en waarom.

We spraken met een engineering- en productspecialist bij Mitutoyo om het te ontdekken.

De Evolutie van Metrologie-apparatuur: Profielprojectievergelijkers vs. Visie-inspectiesystemen

De eerste vergelijkers waren algemeen bekend als "schaduwgrafieken." Ze staan toe om te meten via een schaduw "geworpen vanuit een vergrote afbeelding van een werkstuk op een scherm met een overlappend diagram," schrijft Quality Magazine in het artikel "Vergelijkers: Meer dan de Oog."

"Die technologie is al sinds de jaren 50, maar wordt nog steeds in shops vandaag de dag gebruikt," zegt Mark Sawko, een productspecialist bij Mitutoyo. Sawko is al 15 jaar bij het bedrijf en was vroeger optische toepassingsingenieur.

Mitutoyo verkoopt nog steeds vergelijkers - maar de technologie zelf is een lange weg afgelegd. Ze waren vroeger heel grote, zes tot zeven voet machines met een groot licht dat het onderdeel van achteren verlichtte.

Vandaag zijn vergelijkers kleiner.

Bron: Mitutoyo

"Mensen vinden het nog steeds leuk omdat het makkelijk is," zegt Sawko. "Ze gebruiken vergelijkers in machine shops hun hele professionele leven. Sommige shops willen bij wat comfortabel is voor hen."

Vandaag zijn vergelijkers ook digitaal. Je lijnt het kruishaar op het scherm uit met één kant van het onderdeel en neemt dan een digitale readout, of "DRO."

"Dus je verplaatst dat kruishaar naar één kant van het onderdeel, je drukt op nul voor de X-waarde van de DRO, bijvoorbeeld, dan verplaats je het kruishaar naar de andere kant van het onderdeel en lees je gewoon die getalwaarde af, en dat is je afstand, in inches, millimeters, wat je ook meet," legt Sawko uit.

Heeft u een technische vraag? Vraag het aan het MSC Metalworking Tech Team in het forum.

Hoe de Computer en Data Visie-inspectiesystemen Beïnvloedden

Vergelijkers zijn een heel eenvoudige manier van meten en dienen hun doel goed. Maar er is een vangnet. Ze komen met ingebouwde beperkingen.

"De nauwkeurigheid van vergelijkers is beperkt tot hoe goed de operator het kruishaar kan uitlijnen met de rand van het onderdeel," zegt Sawko. "Met een visiesysteem haal je de operator eruit en win je een boel meer nauwkeurigheid dan je met een vergelijker krijgt."

Met een visiesysteem wordt de rand van een onderdeel automatisch bepaald. Het gebruikt de huidige geavanceerde computersoftware en een camera die veel meer detail kan vastleggen dan een achterverlicht onderdeel dat geprojecteerd wordt.

"De camera verzamelt licht beter dan een vergelijker," zegt Sawko. De vergelijker gebruikt profielverlichting, wat goed is voor het zien van de buitenschijdes, maar niet voor het zien van het oppervlak van het onderdeel.

Sommige van de huidige vergelijkers hebben meer dan één lichtbron, maar omdat het nog steeds een projectie is, wordt het beperkt door gespiegeld licht. Een visiesysteem met een goede camera stelt een kwaliteitsinspecteur of machine-operator in staat om te profiteren van profielverlichting en uniforme oppervlakteverlichting - waarvan sommige een ringlicht om de rand van de camera omvatten - om meer van een onderdeel te zien en te meten tot een groter niveau van zekerheid.

En door de geautomatiseerde aard van de huidige visie-inspectiesystemen, wordt het meten van de kwaliteit van onderdelen nog efficiënter. Er is simpelweg minder ruimte voor fouten - en het inspectieproces is veel sneller. En iedereen in de productie weet vandaag de dag: snelheid telt.

"De meeste visiesystemen zijn CNC, d.w.z. gemotoriseerd en door computer bestuurd. Dus in essentie schrijf je een programma en de machine beweegt automatisch rond en meet de randen en oppervlakken," zegt Sawko.

Wat er nog meer gebeurt in de huidige inspectietechnologie? Lees "Where Metrology Meets Today's Precision Manufacturing."

In zeer geavanceerde visie-inspectiesystemen kunnen ze gepallettiseerd zijn, zodat ze potentieel veel meer onderdelen tegelijk kunnen inspecteren dan een vergelijker. En omdat ze machine-programmeerbaar zijn, wordt de efficiëntie echt opgedreven.

"Je kunt een programma schrijven en dan kan de software de machine en de camera vertellen: OK, ga naar deze locatie, neem nu een meting, ga naar de volgende locatie, enz.," zegt Sawko. "Dus in essentie kun je een operator laten opstappen, een onderdeel op een visiemachine leggen, een programma oproepen, op de 'start'-knop drukken, en dan kunnen ze eraf gaan en iets anders doen terwijl die machine het onderdeel meet of een pallet met verschillende onderdelen."

De Variëteit van Visiesystemen Begrijpen

Mitutoyo verdeelt zijn productlijnen in drie verschillende gebieden. Er zijn degene die altijd CNC-gebaseerd zijn, wat ze merken als "Quick Vision." Voor die shops die geen snelheid en automatisering nodig hebben of die misschien kleinere budgetten hebben, is er "Quick Scope" en "Quick Image." De scope-lijn is altijd een handmatige operatie. De Quick Image-productlijn kan handmatig of gemotoriseerd zijn.

"Quick Vision" is voor shops die nauwkeurigheid boven alles gaan prioriteren. De top van de lijn is bekend als de "ultra" en staat bekend als "een van de meest nauwkeurige visiesystemen ter wereld," volgens Mitutoyo. Dit high-end product wordt veel door overheden gebruikt voor geavanceerde metingen om aan standaarden te voldoen. Denk aan NIST, het National Institute of Standards and Technology.

Bron: Mitutoyo

Fabrikanten die in glasvezeloptica werken, gebruiken ook het high-end ultra-systeem.

"Als je licht door een heleboel kleine vezels laat lopen, en je hebt het ene uiteinde van een vezel uitgelijnd met het andere uiteinde van een andere vezel, als de twee uiteinden niet precies goed uitgelijnd zijn, dan verlies je signaal want al het licht komt er niet doorheen," legt Sawko uit. "Dus deze connectors zijn uitdagend. De toleranties zijn echt, echt strak, om ervoor te zorgen dat de vezels zo nauwkeurig mogelijk samenklikken."

Quick Image, aan de andere kant, gebruikt "telecentrische" optiek om een diepte-van-veld-opname snel en nauwkeurig te krijgen.

"Het hele onderdeel is de hele tijd in focus terwijl het wordt gemeten," zegt Sawko. "Dus het is veel sneller dan een vergelijker - en ziet meer van het onderdeel."

Hoe geavanceerd is uw kwaliteitsinspectie-operatie? Gebruikt u visiesystemen en tasttasters? Praat met uw collega's in het metalworking-forum. [registratie vereist]