Dịch vụ đo 3D với công nghệ đa cảm biến và chụp cắt lớp vi tính
Công nghệ phù hợp cho mọi nhiệm vụ đo lường
Với sự tiêu chuẩn hóa và nhu cầu thu dữ liệu mẫu hoàn chỉnh cao hơn ngày càng tăng, nhu cầu tới các nhà cung cấp dịch vụ đo lường cũng đang trên đà tăng trưởng. Để đáp ứng những yêu cầu này của khách hàng, Messtronik sử dụng một số dòng máy đo tọa độ đa cảm biến và chụp cắt lớp vi tính của Werth. Chúng cũng được sử dụng để kiểm tra tính ổn định của các công cụ.
Jörg Weißer, Chủ tịch Messtronik, cho biết: “Là một nhà cung cấp dịch vụ đo lường, chúng tôi phải cung cấp các kết quả chính xác và có thể lặp lại trong một thời gian ngắn. “Lý tưởng nhất là với một báo cáo đầy đủ về chức năng của mẫu đo, trong đó các vùng có vấn đề sẽ được đánh dấu. Nhiều khách hàng đã và đang làm việc với chúng tôi nhiều lần. Trong những trường hợp như vậy, chúng tôi có sẵn tất cả dữ liệu để giải quyết các vấn đề và giữ cho các quy trình hoạt động trơn tru ”.
Cho đến một vài năm trước, nhà cung cấp dịch vụ đo lường từ St. Georgen vẫn sử dụng thiết bị đo thủ công song song với các dụng cụ đo với quang học, đầu dò và chụp cắt lớp vi tính (CT). Ngày nay, các yêu cầu đã tăng lên rất nhiều do việc đo kiểm khu vực với sự hỗ trợ của máy tính. Weißer và anh trai của ông đang bắt kịp thời đại, biến nơi làm việc tại nhà trở nên khả thi và chỉ thuê kỹ sư trong những năm gần đây: “Do tiêu chuẩn hóa ngày càng tăng, các yêu cầu đang thay đổi nhanh chóng. Thật không may, khi tạo bản vẽ, nhà thiết kế thường không tính đến số đo sau này, do đó kỹ thuật viên đo lường thường phải suy nghĩ về toàn bộ quá trình và buộc phải cập nhật kiến thức của mình. ”
Ngay từ năm 1986, người sáng lập công ty (cha của anh em nhà Weißer) Gerd Weißer, đã mua một máy chiếu đo Optimus G, chiếc máy đầu tiên của họ đến từ Werth Messtechnik. Sau đó, Scopecheck MB được bổ sung thêm như một máy đo tọa độ 3D với xử lý hình ảnh và đầu dò thông thường. Ví dụ, phôi ép nhựa có nhiều chi tiết nhỏ hoặc bánh răng có mô-đun 0,08 được đo bằng quang học.
Đối với Jörg Weißer, đầu dò sợi quang của Werth là một giải pháp thay thế dành cho các bánh răng siêu nhỏ, thường sẽ quá nhỏ với các cảm biến xúc giác thông thường: “Thực sự là một sản phẩm tuyệt vời. Tương lai đồng nghĩa với việc tốc độ và độ chính xác cao hơn – và các phôi sẽ thậm chí còn nhỏ hơn nữa. Thật không may, chúng tôi chưa có sản phẩm đó, nhưng chúng tôi chắc chắn sẽ có ”. Đầu tiên, máy Werth Zoom với Multiring, cũng đã được cấp bằng sáng chế, được trang bị thêm để đo các phôi gia công có cạnh chuyển tiếp khó xác định. Kết hợp với khoảng cách làm việc thay đổi, đèn vòng 8 đoạn có thể điều chỉnh góc cho phép tạo bóng xác định để đo lường đáng chính xác các phôi phức tạp.
Tuy nhiên, để đo quang học hoàn chỉnh các bộ phận đúc phun thường yêu cầu các loại đầu kẹp khác nhau; hoặc một đầu dò được sử dụng bổ sung nếu chỉ cần xác định được một số đặc tính biên dạng. Kích thước gờ phun cũng thường được yêu cầu, vì chỉ một vài micromet quyết định liệu kết nối ống, ví dụ, có chặt hay không. Ở đây, độ phân giải là ưu tiên hàng đầu và không thể sử dụng đầu cảm ứng có đường kính 5 mm. Messtronik có nhiều loại cảm biến xúc giác với đường kính đầu cảm ứng từ 0,3 mm đến 26 mm. Kiểu dáng nhỏ rất quan trọng trong ứng dụng và do đó làm hao mòn sản phẩm, và thông thường đơn đặt hàng sẽ tiêu thụ hai hoặc ba chiếc.
Các sản phẩm của ngành công nghiệp gia công cũng thường xuyên sử dụng đo lường xúc giác. Weißer cho biết: “Các đường cắt và rãnh không thể tiếp cận với nhiều loại cảm biến, nhưng nếu chúng được tạo ra bằng các công cụ cắt, chúng cũng có thể được tiếp cận bằng các đầu dò cảm ứng thông thường. “Nhược điểm của phép đo bằng xúc giác chính là thời gian đòi hỏi, cho cả việc lập trình đo lẫn thời gian đo”.
Hiệu quả thông qua công nghệ đa cảm biến
Với nhu cầu ngày càng cao của công nghệ, số lượng phôi 2D đơn thuần ngày càng giảm. Xu hướng là tích hợp nhiều hơn, với ngày càng nhiều chức năng được thể hiện trong một phôi. Máy móc sản xuất cũng tương ứng ngày càng phức tạp. “Trước đây, các nhân viên khác nhau sản xuất phôi được chia thành nhiều bước. Ngày nay, nó được kẹp trên một máy 5 trục đảm nhiệm tất cả các bước cho công việc, ”Weißer giải thích. “Công nghệ đo lường phải thích nghi với điều này, ví dụ như với máy đo tọa độ đa cảm biến mà phôi có thể được đo hoàn toàn mà không cần gá lại”.
Scopecheck MB được trang bị một trục quay, do đó, ngay cả các phôi đối xứng như trục hoặc mặt bích cũng có thể được đo bằng công nghệ cảm ứng đa điểm. Khi lựa chọn công nghệ cảm biến, biên dạng mẫu phải được cân nhắc một cách chính xác. Ví dụ, đầu dò là cần thiết để đo độ cạn dọc trục. Nếu các cảm biến khác nhau đạt được độ chính xác cần thiết đối với dung sai phôi, thì cảm biến nhanh nhất thường được chọn. Ví dụ, trên mặt bích, các lỗ vít được đo bằng cảm biến xử lý hình ảnh. Tuy nhiên, đôi khi phải chấp nhận tốc độ đo thấp hơn để đảm bảo độ tin cậy của quá trình. Weißer chỉ rõ: “Ngoài công nghệ, kiến thức chuyên môn của chúng tôi cũng là nhu cầu cần thiết. Điều này bắt đầu với phép đo đường kính: Chỉ một phép đo hình tròn thường là không đủ và không khả thi. Tình trạng của phôi chỉ được ghi lại sau khi căn chỉnh với chiến lược đo thích hợp. ”
Ngày nay, dữ liệu phôi được thu lại trên một vùng, các điểm đo riêng lẻ không còn đủ nữa. Ví dụ, nếu vị trí của các chân kim loại trên các đầu nối đã lắp ráp phải đo liên quan đến bề mặt tiếp xúc, tốt nhất là với màn hình đồ họa, thì cần phải thực hiện phép đo đa điểm với cảm biến quang học hoặc CT. Trong tương lai, điều này sẽ cho phép ghi lại dữ liệu thô đầy đủ nhất có thể, dữ liệu này sẽ chỉ được đánh giá nếu cần thiết. Trong trường hợp xảy ra lỗi, dữ liệu thô có thể được sử dụng để cho thấy rằng mọi thứ đều ổn tại thời điểm sản phẩm được bán. Một giải pháp thay thế cho các phép đo quang học dựa trên diện tích là Cảm biến Dòng Tiêu cự Sắc màu (CFL) có độ chính xác cao, đo phần lớn độc lập với bề mặt do nguyên tắc đo màu sắc. Do đó, việc chuẩn bị phôi thường cần thiết cho các phương pháp thay thế có thể được bỏ qua. Tuy nhiên, trong trường hợp bề mặt lớn, phép đo chính xác hơn cần nhiều thời gian hơn do trường nhìn của cảm biến tương đối nhỏ.
Khi nói đến việc quét hoàn toàn phôi, chụp cắt lớp vi tính luôn dẫn trước một bước: Do khả năng của tia X xuyên qua vật chất, có thể tính toán được một mô hình khối hoàn chỉnh của phôi bao gồm cả biên dạng bên trong. Với mục đích này, phôi được quay giữa nguồn tia X và máy dò và hình ảnh x-quang được ghi lại ở các vị trí quay khác nhau. Weißer đã xem xét máy chụp cắt lớp vi tính tại triển lãm Control ở giai đoạn đầu, nhưng trong một thời gian dài, câu hỏi của ông về dữ liệu đo lường chỉ được trả lời rằng máy được sử dụng riêng để thu nhận và phân tích hình ảnh. Anh nhớ lại: “Năm 2005, Werth Tomoscope 200 ra đời, lúc đó tôi chưa quen với công nghệ đo tọa độ bằng CT. Nhưng tôi biết rằng Werth sản xuất thiết bị tốt nhất nên tôi đã đầu tư. Ngẫm lại, lẽ ra tôi nên mua thêm máy sớm hơn ”.
Sự tiến bộ nhanh chóng trong lĩnh vực CT làm cho việc thích ứng linh hoạt trở nên cần thiết. Vào năm 2011, Jörg Weißer đã thay thế máy Tomoscope 200 bằng một máy hiện tại cùng dòng. Vào năm 2016, anh ấy đã đầu tư vào một Tomoscope XL NC. Máy này có dải đo 1200 mm x 700 mm và được trang bị nguồn tia X 300 kV. Việc bổ sung nguồn tia X 450 kV đã được lên kế hoạch. Với một ống tia X như vậy, toàn bộ ghế ô tô và khối động cơ có thể được chụp X quang. “Tomoccope XL NC là một khoản đầu tư trong tương lai, kích thước cần thiết đã có sẵn. Weißer giải thích các bộ phận như cảm biến có độ phân giải cao hơn hoặc máy tính có khả năng tính toán cao hơn có thể bổ sung theo tình trạng kỹ thuật hiện tại.
Đo kiểm nhanh với On-The-Fly-CT
Messtronik làm việc rất nhiều với công nghệ CT. Thao tác rất đơn giản: Chỉ cần chọn một số tham số và bạn sẽ không cần phải suy nghĩ nhiều về chiến lược căn chỉnh và đo lường. Với công nghệ CT On-The-Fly mới, các phép đo nhanh chóng trở nên khả thi, vì thời gian để định vị phôi được tiết kiệm bằng cách quay liên tục trục quay. Ngoài ra, một số phôi có thể được đo đồng thời. Các thuộc tính hình học mong muốn sau đó được xác định ngoại tuyến tại một máy trạm từ xa máy.
“Cho đến nay, chỉ có các bộ phận của phôi được đo và từ đó suy ra tình trạng của toàn bộ phôi. Mặt khác, kết quả của phép đo CT là một đám mây điểm hoàn chỉnh của phôi sẽ có sẵn để đánh giá thêm trong tương lai, ”Weißer cho biết thêm. “Tuy nhiên, các phép đo độ phân giải cao của nhiều chi tiết nhỏ dẫn đến lượng dữ liệu rất lớn, vì vậy chúng tôi sử dụng các cảm biến thông thường trong những trường hợp như vậy”.
Một ứng dụng điển hình của cảm biến này là ép nhựa. Một số công ty sử dụng các công cụ tương tự cho việc này 24/7, những công cụ này chỉ được ngừng nghỉ mỗi năm một lần để làm vệ sinh. Để kiểm tra độ ổn định của chúng, các mẫu của các bộ phận được sản xuất được kiểm tra hai giờ một lần. Tại Messtronik, vài trăm phôi như vậy thường được đo.
Bên cạnh nhân viên và thiết bị của mình, Weißer cũng dựa vào phần mềm đo lường để mở ra các lĩnh vực ứng dụng mới. Đối với sản xuất ép nhựa và in 3D, Winwerth Formcorrect xác định hình dạng chính xác của phôi bằng cách tự động điều chỉnh mô hình CAD. Mật độ điểm đo cao thu từ phép đo CT cho phép độ phân giải hiệu chỉnh cao, và với độ chính xác và phản hồi đáng tin cậy của kết quả đo sẽ đạt được chất lượng sản phẩm tốt. Jörg Weißer: “Trong tương lai, chúng tôi sẽ cung cấp không chỉ báo cáo đo lường mà còn cung cấp đám mây điểm đo của phôi và mô hình CAD đã hiệu chỉnh. Những chiếc máy Werth đã chứng minh cho nguyên tắc của tôi là chỉ mua những thứ tốt nhất ”.
Trên Scopecheck FB DZ, sau khi căn chỉnh 3D bằng xúc giác, vị trí của nút chặn, điểm đánh dấu và thân ống tiêm được đo bằng cảm biến xử lý hình ảnh. Hình ảnh: Messtronik
Messtronik sử dụng một số máy đo tọa độ đa cảm biến và chụp cắt lớp vi tính của Werth, bao gồm cả máy CT Tomoscope S.