且可視化的測量
多傳(chuan) 感器技術監控生產(chan) 質量
在保證質量的情況下,不同的測量設備用於(yu) 完成不同的測量任務:在生產(chan) 監控中往往選擇快速測量設備,而針對公差小的零件測量則需要高精度的複合式坐標測量機。計算機斷層掃描技術可在*檢測時對零件進行完整數據采集。
計算機斷層掃描技術在早期的工業(ye) 應用中,常備用於(yu) 零件的裂紋、空腔或者類似的缺陷的無損檢測。如有設計精密的測量尺寸就必須要結合坐標測量技術。位於(yu) 德國吉森的WERTH應市場需求,在2005年推出了世界上*台帶有計算機斷層掃描技術的三坐標測量機(還可選擇多種傳(chuan) 感器),並在百隆公司(位於(yu) 奧地利的福拉爾貝格)組建了就計算機斷層掃描技術應用於(yu) 尺寸測量技術領域的試點項目。該項目為(wei) 百隆公司提供了多台不同功能的CT設備。有些設備目前還在為(wei) *檢測提供服務。2015年,百隆公司引進了WERTH新的小焦點300KV高射線管電壓的CT設備,用於(yu) 鋼製零件的測量。
WERTH與(yu) 百隆公司的合作已經有很長的曆史。“早在1994年,我們(men) 就擁有了*台WERTH的複合式坐標測量機”,Heimo Masser(圖1)是百隆公司坐標測量技術的負責人。在過去的幾年中,陸續采購的機器數量增加到30台。“大多數機器設備被安置在福拉爾貝格的生產(chan) 基地,為(wei) 超過6000種不同的測量程序進行三班工作製生產(chan) 服務。”
多樣的測試零件
供應商提供的用於(yu) 家具的高品質鉸鏈、折頁和拉伸係統的大量多樣性零件進行檢測,測量任務從(cong) 塑料零件的針頭尺寸大小知道超過一米的導軌長度。由於(yu) 不同的質量要求,需要選用不同的檢測設備。
為(wei) 了zui大可能滿足對零件生產(chan) 量的生產(chan) 監控,配備了擁有一個(ge) 中立加速度的Werth Inspector FQ機器設備。線性驅動器為(wei) 其提供了很高的側(ce) 昂速度:5軸定位速度為(wei) 1m/s。圖像處理傳(chuan) 感器通過結合擁有的飛行模式,在軸處於(yu) 運動中時進行測量點的采集。以這種方式可以實現10倍於(yu) 傳(chuan) 統測量設備的測量速度,達到每秒15個(ge) 特征的測量頻率。
微米級的精度
測量不確定性要求為(wei) 微米級的高精度測量任務需要使用WERTH的VideoCheck機器來完成。這一機型配備了空氣軸承和穩固的花崗岩橋式結構(圖2)。該機型作為(wei) 多傳(chuan) 感器的標準構建,可以達到的zui高精度等級的長度。測量誤差為(wei) 十分之一微米左右。帶有計算機斷層掃描傳(chuan) 感器(CT)的TomoScope機器被用於(yu) *檢測和無損檢測。這類機器都自帶安全保護裝置,無需再配備其他的輻射防護裝置。在幾乎所有機器上都自帶自主研發的夾緊裝置,可以快速固定大多是被測零件。用於(yu) 過程控製的測量所得數據將自動傳(chuan) 輸到局域網的SPC係統上,從(cong) 而控製生產(chan) 過程。
測量機器與(yu) 時俱進
雙方在合作之初就已明確,現有的測量程序必須在軟件升級和硬件更新後能夠兼容。通過軟件維保合同以及和WERTH軟件研發及應用部門的密切合作,軟件更新工作從(cong) 1994年到現在從(cong) 無中斷。操作人員可以隨時獲得的軟件功能。
由於(yu) 軟件升級也需要硬件配合,在更改電子組件的同時,單個(ge) 組件如光源或者較大的光柵尺係統也需要更新升級。“很多機器設備在過去的幾年中多次升級到狀態,以滿足不斷提升的需求”,Heimo Masser回憶道,“通過這些調整,甚至連我們(men) 的上世紀90年代的老古董幾乎也都達到了當前設備的性能水平。”
X射線斷層掃描技術更快速
在X射線斷層掃描技術被引入之前,公司優(you) 選常規的3D測量技術,以此獲得模具製造許可。這些傳(chuan) 統的方式是昂貴的,並且通常要耗時幾天才能完成。使用X射線斷層掃描傳(chuan) 感器測量獲得的顏色編碼3D圖像顯示結果僅(jin) 僅(jin) 需要幾小時。因為(wei) 可以通過理論-實際3D數模比對,零件的問題位置一目了然。整個(ge) 零件,包含其內(nei) 部的幾何形狀的測量節約了大量的時間。
Heimo Masser說,“對於(yu) 我們(men) 來說,即使這些機器的*感覺很貴,但是我們(men) 還是會(hui) 在zui短的時間進行采購。”現在,CT測量設備的主要應用領域是塑料零件的*檢測以及相應的模具製造許可。當前更強大功率的設備不僅(jin) 僅(jin) 能測量塑料件,還可以測量鋼、鋅或者鋁製品。“即使是完整安裝好的組件,也能夠測量出各部分之間的尺寸或者位置偏差。”Masser說道,“零件之間的安裝位置也可以通過視覺直接評估。”
自帶輻射防護
在實際應用中,必須根據測量對象不同材料、尺寸大小和預期的數據質量來合理選擇X射線管電壓的大小。WERTH提供了一些列X射線管電壓在130KV到300KV之間的自帶輻射防護裝置的機器設備,以及為(wei) 檢測較大較重零件的450KV特殊設備。在雙方的密切合作中,還研發出了特殊的數學計算方法來糾正偽(wei) 影,以盡量減少斷層掃描過程中產(chan) 生的係統偏差。
通過一個(ge) 集成到測量設備中的零件托盤係統,測量機可以全天候無人值守工作。因為(wei) 零件更換係統被集成在測量機內(nei) 部,無需額外的輻射防護措施,這一係統類似於(yu) 價(jia) 格高昂的機器人,由此實現了更高的運行可靠性。通過零件的自動加載功能,設備的生產(chan) 率比傳(chuan) 統操作條件下提高了300%。“現在,如果充分利用我們(men) 的CT設備的話,每年可以測量超過4000個(ge) 零件。”Heimo Masser說道。
展望
不斷增加的產(chan) 品複雜性體(ti) 現出了3D傳(chuan) 感器技術在完整並且快速地測量零件的重要性。當傳(chuan) 統的多傳(chuan) 感器技術應用於(yu) 快速SPC檢測時,X射線斷層掃描也提供了助力。在測量軟件上的離線編程和交互操作的先進功能具有很好的前景。重要的是,用戶和製造商之間定期進行的專(zhuan) 業(ye) 交流促成了多年來合作的成功。通過這種方式,設備在研發初期就可以根據雙方的需求來製定。
從(cong) 馬蹄防滑釘到家具五金
自1952年以來,百隆公司生產(chan) 用於(yu) 家具的高品質鉸鏈、折頁和拉伸係統。在擁有大約6600名員工,是家具行業(ye) 的供應商。在福拉爾貝格有7個(ge) 工廠,其他生產(chan) 基地位於(yu) 波蘭(lan) 、美國和巴西。為(wei) 了滿足客戶的質量要求,五金製造商20多年來一直使用WERTH的複合式坐標測量機。