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且可視化測量-多傳感器測量技術(shù)監(jiān)控生產(chǎn)質(zhì)量
閱讀：2293 發(fā)布時間：2020-3-12
且可視化的測量
多傳感器技術(shù)監(jiān)控生產(chǎn)質(zhì)量
在保證質(zhì)量的情況下，不同的測量設(shè)備用于完成不同的測量任務(wù)：在生產(chǎn)監(jiān)控中往往選擇快速測量設(shè)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(shù)可在*檢測時對零件進行完整數(shù)據(jù)采集。
計算機斷層掃描技術(shù)在早期的工業(yè)應(yīng)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(shè)計精密的測量尺寸就必須要結(jié)合坐標測量技術(shù),。位于德國吉森的WERTH應(yīng)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(shù)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(shù)應(yīng)用于尺寸測量技術(shù)領(lǐng)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(shè)備,。有些設(shè)備目前還在為*檢測提供服務(wù)。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(shè)備,，用于鋼制零件的測量。
WERTH與百隆公司的合作已經(jīng)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(shù)的負責人,。在過去的幾年中,，陸續(xù)采購的機器數(shù)量增加到30臺。“大多數(shù)機器設(shè)備被安置在福拉爾貝格的生產(chǎn)基地,，為超過6000種不同的測量程序進行三班工作制生產(chǎn)服務(wù),。”
多樣的測試零件
供應(yīng)商提供的用于家具的高品質(zhì)鉸鏈、折頁和拉伸系統(tǒng)的大量多樣性零件進行檢測,，測量任務(wù)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(zhì)量要求，需要選用不同的檢測設(shè)備,。
為了zui大可能滿足對零件生產(chǎn)量的生產(chǎn)監(jiān)控,，配備了擁有一個中立加速度的Werth Inspector FQ機器設(shè)備。線性驅(qū)動器為其提供了很高的側(cè)昂速度：5軸定位速度為1m/s,。圖像處理傳感器通過結(jié)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(xiàn)10倍于傳統(tǒng)測量設(shè)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(wù)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(wěn)固的花崗巖橋式結(jié)構(gòu)（圖2）,。該機型作為多傳感器的標準構(gòu)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(fā)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(shù)據(jù)將自動傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)的SPC系統(tǒng)上,，從而控制生產(chǎn)過程,。
測量機器與時俱進
雙方在合作之初就已明確,，現(xiàn)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(fā)及應(yīng)用部門的密切合作，軟件更新工作從1994年到現(xiàn)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(tǒng)也需要更新升級,。“很多機器設(shè)備在過去的幾年中多次升級到狀態(tài),，以滿足不斷提升的需求”，Heimo Masser回憶道,，“通過這些調(diào)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(shè)備的性能水平。”
X射線斷層掃描技術(shù)更快速
在X射線斷層掃描技術(shù)被引入之前，公司優(yōu)選常規(guī)的3D測量技術(shù),，以此獲得模具制造許可,。這些傳統(tǒng)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(jié)果僅僅需要幾小時,。因為可以通過理論-實際3D數(shù)模比對，零件的問題位置一目了然,。整個零件,，包含其內(nèi)部的幾何形狀的測量節(jié)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(xiàn)在,，CT測量設(shè)備的主要應(yīng)用領(lǐng)域是塑料零件的*檢測以及相應(yīng)的模具制造許可。當前更強大功率的設(shè)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(yīng)用中,，必須根據(jù)測量對象不同材料、尺寸大小和預期的數(shù)據(jù)質(zhì)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(shè)備,，以及為檢測較大較重零件的450KV特殊設(shè)備。在雙方的密切合作中,，還研發(fā)出了特殊的數(shù)學計算方法來糾正偽影,，以盡量減少斷層掃描過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差。
通過一個集成到測量設(shè)備中的零件托盤系統(tǒng),，測量機可以全天候無人值守工作,。因為零件更換系統(tǒng)被集成在測量機內(nèi)部，無需額外的輻射防護措施,，這一系統(tǒng)類似于價格高昂的機器人,，由此實現(xiàn)了更高的運行可靠性。通過零件的自動加載功能,，設(shè)備的生產(chǎn)率比傳統(tǒng)操作條件下提高了300%,。“現(xiàn)在,，如果充分利用我們的CT設(shè)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(chǎn)品復雜性體現(xiàn)出了3D傳感器技術(shù)在完整并且快速地測量零件的重要性。當傳統(tǒng)的多傳感器技術(shù)應(yīng)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(yè)交流促成了多年來合作的成功。通過這種方式,，設(shè)備在研發(fā)初期就可以根據(jù)雙方的需求來制定,。
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自1952年以來，百隆公司生產(chǎn)用于家具的高品質(zhì)鉸鏈,、折頁和拉伸系統(tǒng),。在擁有大約6600名員工，是家具行業(yè)的供應(yīng)商,。在福拉爾貝格有7個工廠,，其他生產(chǎn)基地位于波蘭、美國和巴西,。為了滿足客戶的質(zhì)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。