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且可視化測量-多傳感器測量技術監控生產質量
閱讀：2047 發布時間：2020-3-12
且可視化的測量
多傳感器技術監控生產質量
在保證質量的情況下，不同的測量設備用于完成不同的測量任務：在生產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復合式坐標測量機。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應用中，常備用于零件的裂紋、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。位于德國吉森的WERTH應市場需求，在2005年推出了世界上*臺帶有計算機斷層掃描技術的三坐標測量機（還可選擇多種傳感器），并在百隆公司（位于奧地利的福拉爾貝格）組建了就計算機斷層掃描技術應用于尺寸測量技術領域的試點項目。該項目為百隆公司提供了多臺不同功能的CT設備。有些設備目前還在為*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，用于鋼制零件的測量。
WERTH與百隆公司的合作已經有很長的歷史。“早在1994年，我們就擁有了*臺WERTH的復合式坐標測量機”，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臺。“大多數機器設備被安置在福拉爾貝格的生產基地，為超過6000種不同的測量程序進行三班工作制生產服務。”
多樣的測試零件
供應商提供的用于家具的高品質鉸鏈、折頁和拉伸系統的大量多樣性零件進行檢測，測量任務從塑料零件的針頭尺寸大小知道超過一米的導軌長度。由于不同的質量要求，需要選用不同的檢測設備。
為了zui大可能滿足對零件生產量的生產監控，配備了擁有一個中立加速度的Werth Inspector FQ機器設備。線性驅動器為其提供了很高的側昂速度：5軸定位速度為1m/s。圖像處理傳感器通過結合擁有的飛行模式，在軸處于運動中時進行測量點的采集。以這種方式可以實現10倍于傳統測量設備的測量速度，達到每秒15個特征的測量頻率。
微米級的精度
測量不確定性要求為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巖橋式結構（圖2）。該機型作為多傳感器的標準構建，可以達到的zui高精度等級的長度。測量誤差為十分之一微米左右。帶有計算機斷層掃描傳感器（CT）的TomoScope機器被用于*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。用于過程控制的測量所得數據將自動傳輸到局域網的SPC系統上，從而控制生產過程。
測量機器與時俱進
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后能夠兼容。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1994年到現在從無中斷。操作人員可以隨時獲得的軟件功能。
由于軟件升級也需要硬件配合，在更改電子組件的同時，單個組件如光源或者較大的光柵尺系統也需要更新升級。“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，公司優選常規的3D測量技術，以此獲得模具制造許可。這些傳統的方式是昂貴的，并且通常要耗時幾天才能完成。使用X射線斷層掃描傳感器測量獲得的顏色編碼3D圖像顯示結果僅僅需要幾小時。因為可以通過理論-實際3D數模比對，零件的問題位置一目了然。整個零件，包含其內部的幾何形狀的測量節約了大量的時間。
Heimo Masser說，“對于我們來說，即使這些機器的*感覺很貴，但是我們還是會在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制造許可。當前更強大功率的設備不僅僅能測量塑料件，還可以測量鋼、鋅或者鋁制品。“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影，以盡量減少斷層掃描過程中產生的系統偏差。
通過一個集成到測量設備中的零件托盤系統，測量機可以全天候無人值守工作。因為零件更換系統被集成在測量機內部，無需額外的輻射防護措施，這一系統類似于價格高昂的機器人，由此實現了更高的運行可靠性。通過零件的自動加載功能，設備的生產率比傳統操作條件下提高了300%。“現在，如果充分利用我們的CT設備的話，每年可以測量超過4000個零件。”Heimo Masser說道。
展望
不斷增加的產品復雜性體現出了3D傳感器技術在完整并且快速地測量零件的重要性。當傳統的多傳感器技術應用于快速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，用戶和制造商之間定期進行的專業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制定。
從馬蹄防滑釘到家具五金
自1952年以來，百隆公司生產用于家具的高品質鉸鏈、折頁和拉伸系統。在擁有大約6600名員工，是家具行業的供應商。在福拉爾貝格有7個工廠，其他生產基地位于波蘭、美國和巴西。為了滿足客戶的質量要求，五金制造商20多年來一直使用WERTH的復合式坐標測量機。