Введение
Производство основано на измерениях. "Нельзя улучшить то, что нельзя измерить", - особенно верно для производства. В современной промышленности измерительные системы необходимы для проектирования и создания деталей машин. Существует две категории измерительных систем: контактные и бесконтактные.
Системы контактных измерений используют физические датчики для анализа объекта. КИМ - самые совершенные устройства для контактных измерений. Они могут рассчитывать идеальную 3D-геометрию. Однако бесконтактные измерительные системы используют другую технику. Они измеряют размеры объекта без непосредственного контакта. Для расчета линейного расстояния они используют лазерные, фотографические или электрические методы.
В этом руководстве мы рассмотрим контактные и бесконтактные системы измерения. Вы узнаете об их преимуществах и недостатках. В итоге вы узнаете, как выбрать идеальный измерительный прибор.
Контактные измерительные системы
Определение и принцип работы
Системы контактных измерений физически измеряют расстояние до объекта. Измерительные инструменты - это тактильные щупы, штангенциркули, весы или микрометры. Для выполнения измерения им необходим контакт с объектом. Принцип работы может отличаться в зависимости от типа устройства. В большинстве контактных измерительных систем измерение выполняется физическим щупом.
Типы
Системы контактных измерений работают на различных принципах. К ним относятся линейное перемещение, колебания напряжения, трехмерное профилирование и измерение приближения. Давайте обсудим различные типы контактных измерительных систем:
Штангенциркули и микрометры - это простые механические инструменты для измерения одномерных расстояний. Они обеспечивают точность до 0,01 мм. Это надежные и прочные инструменты традиционной метрологии.
LVDT и струнный потенциометр - это электрические приборы для измерения. Колебания тока в цепи измеряют расстояние.
Координатно-измерительные машины (КИМ) - это самые современные виды контактных измерительных систем. Они оснащены физическими датчиками, которые касаются объекта и создают 3D-картину.
Преимущества
Контактные измерительные приборы существуют уже давно. Они являются надежными измерительными приборами для научного и промышленного контроля. В последние годы КИМ произвели революцию в профилировании размеров благодаря высокоточным 3D-измерениям. Они могут обеспечить повторяемость измерений по одной точке до 0,3 микрона.
Контактные измерительные приборы обеспечивают высокую точность, универсальность и прецизионность. Им не помеха грязная среда, слабое освещение или плотные материалы. Они измеряют такие профили, как трещины, контуры, внутренние диаметры и отверстия.
Недостатки
Одним из недостатков контактных измерений является скорость измерения. Системы контактных измерений работают вручную и требуют много времени. Они не подходят для высокой частоты выборки и вибрации.
Контактные измерительные системы оказывают небольшое давление на поверхность объекта. Внешняя сила может быть проблематичной для деформируемых материалов, таких как пластиковые формы или глина. Они могут измерять только физические свойства, такие как шероховатость и размеры. Они не могут измерять такие характеристики, как температура, цветовой профиль или химический состав.
Бесконтактные измерительные системы
Определение и принцип работы
Бесконтактные измерительные системы измеряют физические характеристики объекта без непосредственного контакта. Они могут измерять размеры, геометрию, температуру, цвет или шероховатость. В этих приборах используются оптические технологии, такие как лазер и структурированный свет. Они также могут использовать электрические технологии, такие как емкость и волоконная оптика. Некоторые современные приборы также используют компьютерные томографы. С помощью этих методов они анализируют объекты на расстоянии. VMM - пример бесконтактных измерительных систем. Они получают данные с помощью оптического датчика и камеры. Компьютерное программное обеспечение реконструирует поверхность объекта с помощью диаграммы "облако точек".
Типы
Существует несколько видов бесконтактных измерительных приборов, в зависимости от метода измерения. Давайте обсудим основные типы:
Измерительные машины VMM (Vision Measuring Machines) фиксируют изображение объекта с помощью камеры. Компьютерное программное обеспечение просматривает изображение и генерирует 3D-модель объекта. При этом используется техника, известная как генерация облака точек. Сканеры со структурированным светом, лазерные триангуляционные сканеры и фотограмметрические сканеры - это типы ВММ.
Емкостные датчики измеряют расстояние между двумя точками в зависимости от емкости между ними. Они способны выполнять измерения с высоким разрешением. Они измеряют расстояния в полупроводниковых пластинах. В электронной промышленности используются датчики этого типа.
Волоконно-оптические датчики измеряют физические характеристики в среде с электромагнитными помехами. Они отлично подходят для обеспечения точных показаний в высокочастотных приложениях. Они подходят для металлов, пластмасс, композитов и стеклянных материалов.
Преимущества
Бесконтактные измерительные системы не прерывают движения объекта. Они не оказывают давления на объект, что делает их пригодными для анализа движущихся, хрупких или деформируемых деталей. Они также могут измерять температуру, шероховатость, текстуру, неровности, цвет и химический состав.
Они хорошо сочетаются с программами моделирования и географического картографирования. Они идеально подходят для быстрых операций по отбору проб, требующих больших массивов данных. Одним из таких примеров является сканер дальности LiDAR. Он может воссоздать геометрию большой территории путем повторных измерений точек сканирования.
Недостатки
Бесконтактные измерительные системы обеспечивают менее точные измерения, чем контактные. Однако разрыв между ними сокращается благодаря технологическим инновациям.
На эти устройства также влияют факторы окружающей среды. Например, темные помещения не подходят для визуальных измерительных машин. Блестящие детали, не обладающие контрастностью, также сложны для измерения. Бесконтактные измерительные системы плохо работают в нечистой среде.
Контактный или бесконтактный?
Как контактные, так и бесконтактные измерительные системы имеют свои преимущества и недостатки. Контактные измерительные устройства подходят для анализа деталей обычного размера. К ним относятся коробки, рамы, шестерни, рычаги и металлические листы. На самом деле, одним из преимуществ КИМ является большая площадь измерительного стола. Это позволяет измерять тяжелые и крупногабаритные детали. Благодаря своей универсальности они подходят для механических мастерских и производств. Это идеальные измерительные приборы общего назначения.
По мере увеличения размеров мелких деталей мы видим превосходство систем бесконтактных измерений. По мере уменьшения размеров деталей возрастает потребность в микроскопическом контроле. Бесконтактные машины могут достигать такого высокого разрешения благодаря инновационным технологиям. Среди них - оптическое линзирование, контроль тока, лазерная триангуляция и фотограмметрия. ВММ могут отображать всю поверхность объекта в виде облака точек. Программное обеспечение может получить доступ к этому программируемому представлению. Емкостные и волоконно-оптические датчики также обладают высокой точностью. Они могут измерять объекты вплоть до нанометрового уровня.
На другом конце спектра находится топографическая съемка широкого масштаба. Оно выполняется в больших масштабах, например, в масштабах города или округа. Для такого типа картографирования используется LiDAR. LiDAR использует для измерений лазерные лучи с большого расстояния. Поверхность Земли профилируется с помощью LiDAR.
Выберите решения MXP Vision Measurement Solutions
Компания MXP производит передовые измерительные машины технического зрения. Благодаря нашему программному обеспечению и отладочному оборудованию они являются лучшими измерительными решениями в отрасли. Мы предлагаем множество серий продукции, предназначенной для самых разных потребителей. Независимо от того, являетесь ли вы индивидуальным производителем, небольшим заводом или крупным предприятием, у нас найдется подходящее измерительное решение.
Имея более 15 основных патентов и обслуживая 150 отраслей промышленности, мы стремимся обеспечить высокотехнологичные визуальные измерения для всех. Наша продукция экспортируется в более чем 20 стран и регионов, и мы можем поделиться более чем 2000 успешных историй клиентов.
Посетите наш сайт, чтобы узнать полный список нашей продукции. Вы также можете связаться с нами, чтобы обсудить ваши конкретные требования. Наша профессиональная команда будет рада помочь вам!