Johdanto
Valmistus perustuu mittaamiseen. "Et voi parantaa sitä, mitä et voi mitata", mikä pätee erityisesti valmistukseen. Nykyaikaisessa teollisuudessa mittausjärjestelmät ovat välttämättömiä koneen osien suunnittelussa ja rakentamisessa. Mittausjärjestelmiä on kahteen luokkaan: kosketukseen perustuviin ja ei-kosketukseen perustuviin järjestelmiin.
Kontaktimittausjärjestelmissä käytetään fyysisiä antureita kohteen analysointiin. CMM-laitteet ovat kehittyneimpiä kosketusmittauslaitteita. Niillä voidaan laskea täydellinen 3D-geometria. Kosketuksettomissa mittausjärjestelmissä käytetään kuitenkin erilaista tekniikkaa. Ne mittaavat kohteen mitat ilman suoraa kosketusta. Ne käyttävät laser-, valokuvaus- tai sähkötekniikkaa lineaarisen etäisyyden laskemiseen.
Tässä oppaassa käymme läpi sekä kosketus- että kosketuksettomat mittausjärjestelmät. Saat tietoa niiden eduista ja haitoista. Lopulta tiedät, miten valita ihanteellinen mittauslaite.
Ota yhteyttä mittausjärjestelmiin
Määritelmä ja toimintaperiaate
Kosketuksen mittausjärjestelmillä mitataan fyysisesti etäisyyttä kohteeseen. Mittausvälineet ovat tuntosondit, sormikot, vaa'at tai mikrometrit. Ne tarvitsevat kosketuksen kohteeseen mittauksen suorittamiseksi. Toimintaperiaate voi vaihdella laitetyypistä riippuen. Useimmissa kosketukseen perustuvissa mittausjärjestelmissä fyysinen anturi suorittaa mittauksen.
Tyypit
Kosketuksen mittausjärjestelmät toimivat eri periaatteilla. Näitä ovat lineaarinen siirtymä, jännitteen vaihtelu, 3D-profilointi ja läheisyyden tunnistaminen. Keskustellaan seuraavaksi eri tyyppisistä kosketuksen mittausjärjestelmistä:
Nippusakselit ja mikrometrit ovat yksinkertaisia mekaanisia työkaluja, joilla mitataan yksiulotteista etäisyyttä. Niiden tarkkuus on jopa 0,01 mm. Ne ovat perinteisen metrologian luotettavia ja vankkoja työkaluja.
LVDT ja jousipotentiometri ovat sähköisiä mittalaitteita. Virran vaihtelu piirissä mittaa etäisyyttä.
Koordinaattimittauskoneet (CMM) ovat kehittyneimpiä kosketuksen mittausjärjestelmiä. Niissä on fyysiset anturit, jotka koskettavat kohdetta ja luovat 3D-kartoituksen.
Edut
Kosketuksen mittauslaitteita on ollut käytössä jo pitkään. Ne ovat luotettavia mittauslaitteita tieteelliseen ja teolliseen tarkastukseen. Viime vuosina CMM-laitteet ovat mullistaneet mittaprofiilien laadinnan erittäin tarkkojen 3D-mittausten avulla. Niillä voidaan saavuttaa jopa 0,3 mikronin toistettavuus yksittäisessä pisteessä.
Kosketukseen perustuvat mittauslaitteet tarjoavat suuren tarkkuuden, monipuolisuuden ja tarkkuuden. Likaiset ympäristöt, heikko valaistus tai tiheät materiaalit eivät estä niitä. Ne mittaavat profiileja, kuten halkeamia, ääriviivoja, sisähalkaisijoita ja reikiä.
Haitat
Yksi osa-alue, jolla kosketukseen perustuva mittaus on puutteellinen, on mittausnopeus. Kosketinmittausjärjestelmät ovat käsikäyttöisiä ja aikaa vieviä. Ne eivät sovellu suurille näytteenottotaajuuksille ja värähtelytaajuuksille.
Kosketuksen mittausjärjestelmät kohdistavat pientä painetta kohteen pintaan. Ulkoinen voima voi olla ongelmallinen muodonmuutoskelpoisille materiaaleille, kuten muovimuotille tai savelle. Niillä voidaan mitata vain fysikaalisia ominaisuuksia, kuten karheutta ja mittoja. Ne eivät voi mitata ominaisuuksia, kuten lämpötilaa, väriprofiilia tai kemiallista koostumusta.
Kosketuksettomat mittausjärjestelmät
Määritelmä ja toimintaperiaate
Kosketuksettomat mittausjärjestelmät mittaavat kohteen fyysisiä ominaisuuksia ilman suoraa kosketusta. Niillä voidaan mitata mittoja, geometriaa, lämpötilaa, väriä tai karheutta. Näissä laitteissa käytetään optista teknologiaa, kuten laseria ja strukturoitua valoa. Niissä voidaan käyttää myös sähkötekniikkaa, kuten kapasitanssia ja kuituoptiikkaa. Joissakin kehittyneissä laitteissa käytetään myös tietokonetomografiaskannereita. Ne käyttävät näitä menetelmiä kohteiden analysointiin etäältä. VMM-laitteet ovat esimerkki kosketuksettomista mittausjärjestelmistä. Ne saavat tietoja optisen anturin ja kameran avulla. Tietokoneohjelmisto rekonstruoi kohteen pinnan pistepilvikaavion avulla.
Tyypit
Kosketuksettomia mittauslaitteita on useita erilaisia niiden mittaustekniikkaan perustuvia laitteita. Keskustellaan ensisijaisista tyypeistä:
VMM-laitteet (Vision Measuring Machines) ottavat kuvan kohteesta kameran avulla. Tietokoneohjelmisto tutkii kuvan ja luo kohteesta 3D-mallin. Se käyttää tekniikkaa, joka tunnetaan nimellä pistepilven tuottaminen. Strukturoidun valon skannerit, lasertriangulaatioskannerit ja fotogrammetriset skannerit ovat VMM-tyyppejä.
Kapasitanssianturit mittaavat kahden pisteen välisen etäisyyden niiden välisen kapasitanssin funktiona. Ne ovat taitavia korkean resoluution mittauksissa. Ne mittaavat etäisyyksiä puolijohdekiekkoissa. Elektroniikkateollisuus käyttää tämäntyyppisiä antureita.
Kuituoptiset anturit mittaavat fyysisiä ominaisuuksia ympäristöissä, joissa on sähkömagneettisia häiriöitä. Ne ovat erinomaisia tuottamaan tarkkoja lukemia suurtaajuussovelluksissa. Ne soveltuvat metalleihin, muoveihin, komposiitteihin ja lasimateriaaleihin.
Edut
Kosketuksettomat mittausjärjestelmät eivät keskeytä kohteen liikettä. Ne eivät kohdista painetta kohteeseen, joten ne soveltuvat liikkuvien, herkkien tai epämuodostuvien osien analysointiin. Niillä voidaan myös mitata lämpötilaa, karheutta, tekstuuria, karheutta, väriä ja kemiallista koostumusta.
Ne toimivat hyvin simulointiohjelmistojen ja maantieteellisten karttojen kanssa. Ne soveltuvat erinomaisesti nopeisiin näytteenottotoimiin, joissa tarvitaan suuria tietokokonaisuuksia. Yksi tällainen esimerkki on LiDAR-etäisyysluotain. Sillä voidaan luoda uudelleen suuren alueen geometria toistuvien skannauspistemittausten avulla.
Haitat
Kosketuksettomat mittausjärjestelmät tuottavat epätarkempia mittauksia kuin kosketusmittausjärjestelmät. Niiden välinen ero on kuitenkin kaventumassa teknisten innovaatioiden myötä.
Myös ympäristötekijät vaikuttavat näihin laitteisiin. Esimerkiksi pimeät ympäristöt eivät sovellu visuaalisille mittauslaitteille. Myös kiiltävät työkappaleet, joista puuttuu kontrasti, ovat haastavia mitata. Kosketuksettomat mittausjärjestelmät eivät toimi hyvin epäpuhtaissa ympäristöissä.
Kosketus vai kosketukseton?
Sekä kosketus- että kosketuksettomilla mittausjärjestelmillä on omat etunsa ja haittansa. Kosketukseen perustuvat mittalaitteet soveltuvat normaalikokoisten osien analysointiin. Laatikot, kehykset, hammaspyörät, vivut ja metallilevyt kuuluvat niiden piiriin. Itse asiassa yksi CMM-laitteiden eduista on sen suuri näyttämöalue. Se mahdollistaa raskaiden ja suurikokoisten osien mittaamisen. Niiden monipuolisuus tekee niistä sopivia mekaanisille työpajoille ja valmistajille. Ne ovat ihanteellisia yleismittalaitteita.
Kun zoomaamme pieniin osiin, näemme kosketuksettomien mittausjärjestelmien erinomaisuuden. Kun saavutamme pienempiä osakokoja, mikroskooppisen tarkastuksen tarve kasvaa. Kosketuksettomat koneet pystyvät saavuttamaan tämän korkean resoluution innovatiivisten tekniikoiden ansiosta. Optinen linssi, virranohjaus, laserkolmiomittaus ja fotogrammetria ovat muutamia niistä. VMM-koneilla voidaan kartoittaa kohteen koko pinta pistepilveksi. Ohjelmisto voi käyttää tätä ohjelmoitavaa esitystä. Kapasitanssi- ja kuituoptiset anturit ovat myös erittäin tarkkoja. Ne voivat mitata kohteita nanometritasolle asti.
Toisessa ääripäässä on laaja-alainen topografinen kartoitus. Tämä tehdään suuressa mittakaavassa, kuten kaupungin tai maakunnan tasolla. Tämäntyyppisessä kartoituksessa käytetään LiDAR-kuvausta. LiDAR käyttää mittaamiseen pitkän matkan lasersäteitä. LiDAR profiloi maan pinnan.
Valitse MXP Visionin mittausratkaisut
Me MXP:llä valmistamme huippuluokan visuaalisia mittauslaitteita. T&K-ohjelmistojemme ja virheenkorjauskoneidemme avulla ne ovat alan parhaita mittausratkaisuja. Tarjoamme useita tuotesarjoja, jotka on suunniteltu monipuoliselle asiakaskunnalle. Olitpa sitten yksittäinen valmistaja, pieni tehdas tai suuri yritys, meillä on oikea mittausratkaisu.
Meillä on yli 15 keskeistä patenttia ja 150 teollisuudenalaa, joten olemme sitoutuneet tarjoamaan korkean teknologian visuaalista mittausta kaikille. Tuotteitamme viedään yli 20 maahan ja alueelle, ja meillä on yli 2000 menestyksekästä asiakastarinaa jaettavana.
Käy verkkosivuillamme saadaksesi täydellinen luettelo tuotteistamme. Voit myös ottaa meihin yhteyttä keskustellaksemme erityisvaatimuksistasi. Ammattitaitoinen tiimimme auttaa sinua mielellään!