Van dichtbij met metrologische apparatuur:Vision-inspectiesystemen

Vision-inspectiesystemen zijn enorm beïnvloed door de huidige digitale en datagestuurde technologie. Ontdek hoe het is veranderd, minder vatbaar is voor fouten en heeft geholpen de kwaliteit van onderdelen op efficiënte en geautomatiseerde manieren te verbeteren.

De gereedschappen en machines voor het inspecteren van onderdelen zijn in behoorlijk grote richtingen geëvolueerd. Om de huidige technologie van vision-inspectiesystemen beter te begrijpen, helpt het om te begrijpen hoe deze is veranderd - en waarom.

We spraken met een engineering- en productspecialist bij Mitutoyo om erachter te komen.

De evolutie van metrologische apparatuur:profielprojectievergelijkers versus visuele inspectiesystemen

De eerste vergelijkers waren algemeen bekend als 'schaduwgrafieken'. Ze maken metingen mogelijk via een schaduw "geworpen van een vergroot beeld van een werkstuk op een scherm met een overlay-grafiek", schrijft Quality Magazine in het artikel "Comparators:More Than Meets the Eye."

"Die technologie bestaat al sinds de jaren vijftig, maar wordt nog steeds gebruikt in winkels", zegt Mark Sawko, productspecialist bij Mitutoyo. Sawko werkt al 15 jaar bij het bedrijf en was een voormalig ingenieur voor optische toepassingen.

Mitutoyo verkoopt nog steeds vergelijkers, maar de technologie zelf heeft een lange weg afgelegd. Vroeger waren het zeer grote machines van zes tot zeven voet met een groot licht dat het onderdeel van achteren verlicht.

De vergelijkers van vandaag zijn kleiner.

Bron:Mitutoyo

"Mensen vinden het nog steeds leuk omdat het gemakkelijk is", zegt Sawko. “Ze gebruiken al hun hele professionele leven vergelijkers in machinewerkplaatsen. Sommige winkels willen vasthouden aan wat voor hen comfortabel is.”

De vergelijkers van vandaag zijn ook digitaal. U plaatst het dradenkruis op het scherm met één rand van het onderdeel en neemt vervolgens een digitale uitlezing of "DRO".

"Dus je verplaatst dat dradenkruis naar de ene kant van het onderdeel, je raakt nul voor de X-waarde van de DRO, bijvoorbeeld, verplaatst het dradenkruis naar de andere kant van het onderdeel en leest dan gewoon af met de waarde van dat nummer, en dat is jouw afstand, in inches, millimeters, wat je ook meet”, legt Sawko uit.

 Wilt u een technische vraag beantwoorden? Vraag het MSC Metalworking Tech Team op het forum.

Hoe de computer en gegevens visie-inspectiesystemen beïnvloedden

Comparators zijn een zeer eenvoudige manier om te meten en dienen hun doel redelijk goed. Maar er is een addertje onder het gras. Ze worden geleverd met enkele ingebouwde beperkingen.

"De nauwkeurigheid van vergelijkers is beperkt tot hoe goed de operator het dradenkruis kan uitlijnen met de rand van het onderdeel", zegt Sawko. "Met een vision-systeem haalt u de operator eruit en krijgt u een ton meer nauwkeurigheid dan met een comparator."

Met een vision systeem wordt de rand van een onderdeel automatisch bepaald. Het maakt gebruik van de geavanceerde computersoftware van vandaag en een camera die veel meer details kan vastleggen dan een deel met tegenlicht dat wordt geprojecteerd.

"De camera vangt het licht beter op dan een comparator", zegt Sawko. De comparator maakt gebruik van profielverlichting, wat goed is voor het zien van de buitenranden, maar niet voor het zien van het oppervlak van het onderdeel.

Sommige van de hedendaagse vergelijkers hebben meer dan één lichtbron, maar omdat het nog steeds een projectie is, wordt het beperkt door gespiegeld licht. Een vision-systeem met een goede camera stelt een kwaliteitsinspecteur of machinebediener in staat om te profiteren van profielverlichting en een uniforme oppervlakteverlichting - waarvan sommige een ringlicht rond de rand van de camera bevatten - om meer van een onderdeel te zien en te meten mate van zekerheid.

En vanwege het geautomatiseerde karakter van de huidige vision-inspectiesystemen, wordt het meten van de kwaliteit van onderdelen veel efficiënter. Er is gewoon minder ruimte voor fouten en het inspectieproces is veel sneller. En zoals iedereen in de productie tegenwoordig weet, is snelheid belangrijk.

“De meeste vision-systemen zijn CNC, d.w.z. gemotoriseerd en computergestuurd. Dus eigenlijk schrijf je een programma en de machine beweegt automatisch rond en meet de randen en oppervlakken”, zegt Sawko.

Wat gebeurt er nog meer in de huidige inspectietechnologie? Lees "Waar metrologie de hedendaagse precisieproductie ontmoet."

In zeer geavanceerde vision-inspectiesystemen kunnen ze worden gepalletiseerd, zodat ze mogelijk veel meer onderdelen tegelijk kunnen inspecteren dan een comparator. En omdat ze machinaal programmeerbaar zijn, wordt de efficiëntie echt opgevoerd.

"Je kunt een programma schrijven en dan kan de software de machine en de camera vertellen:OK, ga naar deze locatie, voer nu een meting uit, ga naar de volgende locatie, enzovoort", zegt Sawko. "Dus in principe kun je een operator naar boven laten lopen, een onderdeel op een vision-machine neerleggen, een programma oproepen, op de 'go'-knop drukken, en dan kunnen ze afgaan en iets anders doen terwijl die machine ofwel dat deel meet of heb een pallet met meerdere onderdelen.”

De verscheidenheid aan zichtsystemen begrijpen 

Mitutoyo verdeelt zijn productlijnen in drie verschillende gebieden. Er zijn er die altijd op CNC zijn gebaseerd, wat het noemt als "Quick Vision". Voor die winkels die geen behoefte hebben aan snelheid en automatisering of die misschien een kleiner budget hebben, is er "Quick Scope" en "Quick Image". De scooplijn is altijd een handmatige bediening. De productlijn van Quick Image kan handmatig of gemotoriseerd zijn.

"Quick Vision" is voor winkels die nauwkeurigheid boven al het andere hebben gesteld. De top van de lijn staat bekend als de "ultra" en staat bekend als "een van 's werelds meest nauwkeurige zichtsystemen", aldus Mitutoyo. Dit high-end product wordt veel gebruikt door overheden voor verfijnde metingen om aan de normen te voldoen. Denk aan NIST, het National Institute of Standards and Technology.
 

Bron:Mitutoyo

Fabrikanten die werken in glasvezel maken ook gebruik van het high-end ultra systeem.

"Als je licht door een bos van kleine vezels laat lopen, en je hebt het ene uiteinde van een vezel in lijn met het andere uiteinde van een andere vezel, als de twee uiteinden niet precies goed uitgelijnd zijn, verlies je het signaal omdat alle licht komt er niet doorheen”, legt Sawko uit. “Dus deze connectoren zijn uitdagend. De toleranties zijn heel, heel krap, om ervoor te zorgen dat de vezels zo nauwkeurig mogelijk in elkaar klikken.”

Quick Image daarentegen maakt gebruik van "telecentrische" optica om snel en nauwkeurig een scherptediepte-opname te maken.

"Al het onderdeel is de hele tijd scherpgesteld", zegt Sawko. "Het is dus veel sneller dan een comparator en ziet meer van het onderdeel."
 

Hoe geavanceerd is uw kwaliteitscontrole? Gebruikt u vision-systemen en meettasters? Praat met uw collega's op het metaalbewerkingsforum. [registratie vereist]