Optikai mikrométer / digitális mikrométer
A lézermikrométerekhez hasonlóan az optikai mikrométerek olyan adóvevős érzékelők, amelyek bármilyen olyan tárgyat képesek mérni, amely blokkolja az adó és a vevő között áthaladó fényt. Ezeket az érzékelőket mozgó alkatrészek nélkül tervezték, hogy rendszeres karbantartás nélkül is pontos mérést biztosítsanak. A KEYENCE optikai mikrométerei egytengelyes, többtengelyes vagy 2D-s modellekben (amelyek 2D-s háttérvilágítású képeket készítenek) kaphatók. A mikrométerek ideálisak az átmérő, a hézag és a szélesség nagy pontosságú mérésére.
Javasolt tételek
Termékválaszték
A TM-X5000 sorozat telecentrikus mérőrendszerei a célpont alakjának rögzítésével gyors és pontos mérést biztosítanak. A dupla telecentrikus optikai rendszerek éles képek nagy mélységélességen történő rögzítésével megbízható gyártósori eredményt biztosítanak. Ez a kialakítás a kis torzítású lencsékkel és szabadalmaztatott algoritmusokkal együtt a látómezőn bárhol pontos méréseket biztosít; így többé nincs szükség a célpont pontos elhelyezésre, külső megvilágításra és helyszíni kalibrálásra sem. A felhasználóbarát rendszer 3 egyszerű lépésben konfigurálható, és több mint 100 mérő- és ellenőrző eszközt foglal magában, többek között: GD&T, minta-összehasonlítás és hibákat jelző távolságérzékelés.
Új, nagy pontosságú mikrométerrendszer, amely automatikusan korrigálja a target elmozdulásából és a rezgésből adódó hibákat.
Nagy sebességgel és pontossággal végzi a gyártósori 2D méretellenőrzéseket.
Úttörő technológia – intelligens optikai mikrométer 0,01 mikronos felbontással; nagy sebesség: másodpercenként 2400 minta.
Az intelligens I sorozat kiváló költség–teljesítmény arányú, nagy pontosságú érzékelők választékát tartalmazza a legfejlettebb funkciókkal a gyártósori műveletekhez.
Az intelligens I sorozat olcsó, de nagy teljesítményű, nagy pontosságú érzékelők választékát tartalmazza, kizárólag a legfejlettebb funkciókkal a gyártósori műveletekhez.
Az optikai mikrométerek rögzítik a célpontok sziluettjét, amikor azok áthaladnak az adó és a vevő között. A hagyományos lézermikrométerrel ellentétben, az optikai mikrométerek nagy intenzitású LED-et, telecentrikus lencséket és nagy sebességű CMOS-t alkalmaznak, hogy egyszerre rögzítsék a teljes látómező képét. Ez kiküszöböli a mozgó alkatrészek vagy az újrakalibrálás szükségességét a magas pontosság fenntartásához. Az optikai mikrométerek elérhetők egy- vagy többtengelyes kivitelben 1D mérésekhez, mint például átmérő vagy élpozíció, illetve 2D egységekben, mint a telecentrikus mérőrendszer, rugalmasabb megoldásként.
Optikai mikrométer előnyei
A nagy sebességű telecentrikus mérőrendszerek lehetővé teszik a méretmérést több ponton is, azáltal, hogy azonnal rögzítik a mozgó célpontok vetített képét anélkül, hogy meg kellene állítani a gyártósort, jelentősen csökkentve az ellenőrzési időt.
A nagy intenzitású zöld LED fényforrás, a telecentrikus optikai rendszer és a nagy érzékenységű CMOS lehetővé teszi, hogy a TM-X5000 sorozat pontosan mérje a méreteket az éles sziluettek alapján, anélkül, hogy a gyorsan mozgó célpontokat meg kellene állítani. A különféle mérőeszközök kombinálhatók, így több mérési pont és különböző ellenőrzési tételek támogatottak. 100%-os ellenőrzés végezhető anélkül, hogy ez negatívan befolyásolná a feldolgozási időt, ami nem lehetséges csak offline méretmérő rendszerekkel, mint például a hagyományos optikai komparátorokkal.
Hagyományosan, ha a telecentrikus mérőrendszert gyártósoron belül használták, a vetített képek elmosódottak vagy életlenek lehettek a mozgó célpontok helytelen igazítása miatt. A nagy mélységélesség kiküszöböli ezt a problémát, mivel lehetővé teszi, hogy a rendszer stabilan mérjen éles élképeket rögzítve, anélkül, hogy nagyobb igazításokra lenne szükség a célpont pozíciójában.
Az adóban és a vevőben egyaránt használt telecentrikus optika lehetővé teszi a TM-X5000 sorozat telecentrikus mérőrendszerei számára, hogy valósághű élképeket rögzítsenek. A képeket folyamatos pontossággal és akár ±15 mm (0,59") maximális mélységélességgel rögzítik, még akkor is, ha a célpont nincs pontosan igazítva. Az alacsony torzítású lencsék és saját fejlesztésű algoritmusunk megszüntetik a célpont pozíciójának igazítási és például a megvilágítás kalibrálási szükségességét. Ennek eredményeként a helytelen igazításból fakadó mérési hibák és a hozamszint csökkenése már a bekövetkezésük előtt kiküszöbölhető.
Külső átmérőmérő rendszerrel folyamatosan végezhető gyártósoron belüli méretmérés huzal, rúd, illetve szalagszerű célpontokon, mint például vezetékek, extrudált termékek és lemezek. Az állandó expozíció megszakítás nélküli mérést eredményez, biztosítva, hogy egyetlen ellenőrzés vagy hiba se maradjon ki.
A külső átmérőmérő rendszerek folyamatos mérést tesznek lehetővé. A stabil mérés alapvető követelmény, ha el akarjuk kerülni a kihagyott ellenőrzéseket és hibákat. Lézeres letapogató rendszerrel működő áteresztő optikai mikrométernél mikroszkopikus célpontok esetén előfordulhat, hogy a változásokat nem érzékeli, ha azok kívül esnek a letapogató vonalon. E probléma kiküszöbölésére az LS-9000 sorozat és az LS-7000 sorozat nagy sebességű, nagy pontosságú digitális mikrométerei nagy intenzitású zöld LED fényforrással vannak felszerelve, és az expozíciós idő alatt a teljes látómezőben mérnek. Ez biztosítja, hogy egyetlen ideiglenes értékváltozás vagy ellenőrzés se maradjon ki, és pontos mérést tesz lehetővé.
1D optikai mikrométer
A zöld LED fény egyenletes, kollimált sugárként kerül kibocsátásra. Amikor egy célpont megszakítja ezt a sugarat, árnyék keletkezik a fényérzékelő elemen, ennek az árnyéknak a mérése pontos képet ad a célpontról.
(A) Monitor CMOS
A Monitor CMOS követi a munkadarab dőlését, hogy automatikusan korrigálja a dőlési hibákat.
(B) Nagy sebességű expozíciós CMOS
Saját fejlesztésű mérő CMOS integrált erősítővel a maximális teljesítmény és sebesség érdekében.
(C) Célpozíció CMOS
A CMOS méri az adó és a vevő közötti pozíciót.
(D) Nagy intenzitású zöld LED
A nagy intenzitású zöld LED hosszabb élettartamú, mint a hagyományos LED fényforrások, miközben nagy intenzitást és egyenletes megvilágítást biztosít.
(E) Nagy teljesítményű kondenzor
A lencse egység hatékonyan fókuszálja a LED fényt.
Lézeres letapogató mikrométer
Egy lézernyaláb egy forgó sokszögű tükörre van irányítva, amely állandó sebességgel végighalad a szenzor mérési tartományán. Az olyan mérések, mint a külső átmérő, úgy történnek, hogy mérik, mennyi ideig blokkolja a fényt a vevő elől a célpont.
A lézeres letapogatási módszer elvi ábrája
Kettős telecentrikus, sziluett-alapú rendszer
Az adó kollimált zöld LED fényt bocsát ki, hogy árnyékot vetítsen a vevő CMOS érzékelőjére. A mérés ezután a rögzített kép alapján történik. A TM-X5000 sorozat mind az adóban, mind a vevőben telecentrikus lencséket tartalmaz, ezzel stabil, nagy pontosságú mérést biztosítva.
(A) Telecentrikus lencse az adóban
(B) Nagy fényerejű InGaN zöld LED
(C) Telecentrikus lencse a vevőben
(D) Nagy érzékenységű, nagy felbontású CMOS
Hogyan működnek az optikai mikrométerek?
Hasonlóan a kontaktméréses eszközökhöz, az optikai mikrométerek is nagyon nagy pontossággal mérnek kis távolságokat. Azonban az optikai mikrométerek (mint például a KEYENCE LS9000 és TM-X5000 sorozat) érintésmentes méretmérést végeznek fénnyel. A fény pontos típusa általában a modell és a lézermikrométer típusától függ. A legtöbb rendszer egy adóból (például LED-ből) áll, amely fény- vagy letapogató vonalat bocsát ki egy résen keresztül egy fényérzékeny vevőhöz. Amikor egy tárgy a fénysugár útjába kerül, megszakítja a fényt (vagy annak egy részét), és árnyékot hoz létre. Az optikai mikrométerek ezt az árnyékot elemzik, és rendkívül pontosan meghatározzák a tárgy méretét. Ez az érintésmentes mérési eljárás lehetővé teszi, hogy az optikai mikrométerek érzékeny, törékeny és puha anyagokat is mérjenek anélkül, hogy kárt vagy deformációt okoznának a munkadarabban. Továbbá, ez a működési elv lehetővé teszi a lézermikrométerek számára a gyors és nagy pontosságú mérést.
Milyen iparágakban használnak optikai mikrométereket?
Félvezető/Elektronika
A félvezető- és elektronikai iparban az alkatrészek és komponensek mérete akár nanométeres is lehet. Az optikai mikrométereket szilícium ostyák, chip jellemzők és áramköri elemek közötti távolságok pontos mérésére használják.
Autóipar
Az autóipar minőségellenőrzésre és az alkatrészek (például tengelyek, szelepek és motor dugattyúk) pontos mérésére támaszkodik az optikai mikrométerekre. Az érintésmentes mérőeszközök biztosítják, hogy az alkatrészek megfeleljenek a szigorú specifikációknak és mérettűréseknek, amelyek gyakran mikrométeres tartományban vannak.
Repülőgépipar
A repülőgépiparban a precizitás kiemelten fontos, ezért a lézermikrométereket széles körben használják repülőgép alkatrészek gyártásában. Ezek biztosítják, hogy az alkatrészek szigorú mérettűréseken belül készüljenek, és pontosan illeszkedjenek a tervező szándékai szerint.
Orvostechnika
Az orvosi berendezések gyártása szigorú méretelőírásokat és számos biztonsági szabvány betartását igényli, ami kiemeli az érintésmentes mérés jelentőségét a berendezések szennyeződésének elkerülése érdekében. Az optikai mikrométerek kis és precíz alkatrészeket mérnek, amelyeket orvosi implantátumokhoz és műszerekhez használnak.
Gépészet és gyártás
A precíziós gépészet és gyártás rendkívül szoros tűrésekkel rendelkező alkatrészek előállítását igényli. Ez az iparág széles körben használ optikai mikrométereket és érintésmentes mikrometriát, a speciális gépektől az elektronikán át egészen a hangszerkészítésig.
Anyagtudomány
Végül, a lézermikrométereket gyakran használják anyagtudományi kutatásban és fejlesztésben az anyagtulajdonságok és viselkedés vizsgálatára. Pontosságuknak köszönhetően a legkisebb méretváltozásokat is képesek mérni, amelyek különböző körülmények között jelentkezhetnek. Ez nagyban segíti az anyagok tágulásának, zsugorodásának és deformációjának vizsgálatát.
Optikai mikrométer – Esettanulmányok
TIG hegesztőrobot volfrám elektróda hegyének profilvizsgálata
Ha egy hegesztőrobotot hosszú ideig folyamatosan működtetnek, az elektróda hegyének profilja (szöge vagy hajlása) deformálódik, ami hegesztési hibához vezethet. Telepítsen TM-X5000 sorozatú telecentrikus mérőrendszert a hegesztőrobot fülkéjébe. Figyelembe véve az elektróda hegyére ható terhelést, adjon hozzá egy mozdulatot, amely során minden 50 folyamatos hegesztési művelet után az elektróda hegyét áthalad a TM-X5000 sorozat átvilágított fényén. Még mozgó célpont esetén is a TM-X5000 sorozat elmosódásmentes képekkel képes profilokat mérni, így pontosan rögzíti az elektróda profiljának változásait, megelőzve a hegesztési hibákat, miközben minimalizálja a feldolgozási időre gyakorolt hatást. A hegesztőgépeken kívül különböző robotok és automata gépek szerszámainak profilvizsgálatára is alkalmazható.
Befecskendezők külső átmérőjének mérése több ponton
Egy befecskendező több alkatrészből áll, ezért az ellenőrzéshez több ponton kell külső átmérőt mérni. A hagyományos külső átmérőmérő rendszerek magas telepítési költséggel járnak, és növelik az ellenőrzési időt, mivel több egységet kell telepíteni vagy a mérőrendszert mozgatni kell minden pont méréséhez. Emellett a mérőrendszer pontosságának biztosítása érdekében a mozgó mechanizmusokat is karban kell tartani, ami idő- és munkaigényes. Egy telecentrikus mérőrendszer egy pillanat alatt képes több ponton is megmérni a külső átmérőt a látómezőn belül, és egyszerre több tulajdonságot is ellenőrizhet, például a koaxiálisságot.
Üveg szubsztrátumok pozícionálása (átlátszó célpontok)
Az üveg szubsztrátumok igazítása nagy pontosságot igényel, és hagyományosan csak képfeldolgozó rendszerekkel végezték. Az átlátszó célpontok pozícionálása azonban nehéz, és bonyolult előzetes igazítást és kalibrálást igényelhet a feldolgozási idő javítása és a pontosság megtartása érdekében. Az LS-9000 sorozat nagy sebességű optikai mikrométerei átlátszó célpontok mérésére is alkalmasak, továbbá kétszintű élérzékelési küszöbérték-beállítással rendelkeznek, lehetővé téve a stabil mérést és pozícionálást egyszerű alkalmazásokkal is, még vékony üveg szubsztrátum élprofiljának kezelésekor is.
A Mérőérzékelő kiválasztása oldal bevált megoldásokat mutat be különböző iparágakban, beleértve az autóipart, a fólia- és lemezgyártást, valamint az elektromos és elektronikus alkatrészeket – lézeres profilozókhoz, valamint egyéb lézeres elmozdulásérzékelőinkhez és mérőrendszereinkhez. Az alkalmazások mérési típusok szerint is felfedezhetők, mint például vastagság, szélesség, magasság, magasságkülönbség és 3D ellenőrzések.
Gyakran ismételt kérdések – Optikai mikrométer
Mindössze 100 μs (0,1 ms) expozíciós idővel a TM-X5000 sorozat telecentrikus mérőrendszerei akár 100 elemet is képesek egyszerre mérni egyetlen felvétellel, gyorsan rögzítve a fókuszált 2D vetített képeket anélkül, hogy a gyors gyártósorokat meg kellene állítani. Több mint 100 különféle eszköz érhető el. Ezek az eszközök kombinálhatók a bonyolult profilok külső átmérőjének, szélességének, magasságának és sugarának csoportos méréséhez, valamint például több csavarmenet osztásának, magasságának, szögének stb. inline módon rögzített vetített képek alapján történő méréséhez.
A TM-X5000 sorozat telecentrikus mérőrendszerei intuitív kezelést biztosítanak a kívánt mérési tételek beállításához: egyszerűen ikonokat kell kiválasztani az alapvető eszközök, elemeszközök, segédeszközök, alkalmazási eszközök és GD&T eszközök kombinálásához. A GD&T eszközök közül az alábbiak választhatók ki és kombinálhatók más eszközökkel különböző rajzi utasítások inline ellenőrzéséhez:
- Alak tűrés: egyenesség és körkörösség
- Helyzet tűrés: merőlegesség és párhuzamosság
- Pozíció tűrés: koncentrikusság
Széles körű inline ellenőrzéshez szükséges mérések támogatottak, beleértve a mesterdarab összehasonlításokat termékazonosításra és az idegen részecskék távolságának mérését megjelenésvizsgálathoz.
Az LS-9000 sorozat nagy sebességű optikai mikrométerei alapfelszereltségként légöblítő egységgel rendelkeznek, amely környezetálló kialakítást biztosít és megfelel az IP67 szabványnak. Nagyon ellenállóak a gőzzel, porral, olajjal, köddel, ütésekkel és hőmérsékletváltozásokkal szemben, így ez a termék még zord környezetben is stabil külső átmérőmérést biztosít. Amint különböző folyamatokba telepítik, folyamatos mérést végezhet állandó expozícióval, lehetővé téve a hibák valós idejű azonosítását és gyors kezelését. Mivel a mérések a folyamat során elvégezhetők, utólagos ellenőrzés során már nem fordul elő nagyszámú hiba, így javul a hozamszint különböző környezetekben.
Az optikai és lézermikrométerek híresek nagy pontosságukról; az LS-9000 sorozat akár 0,08 mm-es vagy 80 µm-es tárgyakat is képes érzékelni ±2 µm pontossággal. A legtöbb esetben a csúcskategóriás optikai és lézermikrométerek pontossága mikronos tartományban van, gyakran 0,1 és 10 µm között. Ez a pontosság rendkívül értékes eszközzé teszi őket azokban az iparágakban, ahol rendkívül precíz mérésekre van szükség, például a félvezetőgyártásban és a precíziós gépészetben.
Bár mindkét rendszer precíziós mérésre szolgál, működési elvükben és alkalmazásukban alapvetően különböznek. Az optikai mikrométerek lézerfényforrást használnak egy adott tárgy méréséhez. A fény a mérendő tárgyra irányul, amelynek árnyéka vagy sziluettje a fényérzékelőre vetül; az árnyék mérete adja meg a mért értéket. Így az optikai és lézermikrométerek gyors és nagy pontosságú mérést biztosítanak. Ezzel szemben a háttérvilágításos képfeldolgozó rendszerek háttérvilágítást alkalmaznak a tárgy megvilágítására, éles sziluettet létrehozva. Azonban ahelyett, hogy egy vevő gyűjtené az adatokat és küldené feldolgozásra, a sziluettet egy kamera rögzíti, és a szoftver dolgozza fel a képet a tárgy méréséhez. Ezek a rendszerek valóban kiválóak bonyolult 2D mérésekhez vagy minőségellenőrzéshez, de lényegesen lassabbak és kevésbé pontosak, mint az optikai mikrométerek.
Mindkét típusú eszköz a lézeres mérőrendszerek családjába tartozik, de eltérő előnyökkel bírnak. A lézermikrométerek általában gyorsabbak, mivel egyetlen áthaladással vagy felvétellel mérik a tárgy teljes profilját. Ez ideálissá teszi őket olyan gyártósori folyamatokhoz, ahol a sebesség kulcsfontosságú. A lézeres letapogató mikrométerek viszont mozgó lézernyalábot használnak, amely végigpásztázza a tárgyat. Ez előnyt jelent, mivel a letapogató rendszerek rendkívül részletes profilméréseket tesznek lehetővé, különösen bonyolult geometriák és összetett felületek esetén. Ugyanakkor ezek jóval lassabbak, mint a gyártósori lézermikrométerek, és a mozgó alkatrészek miatt karbantartást igényelnek.
Az optikai mikrométerek rendkívül sokoldalúak, és számos különféle tárgy mérésére alkalmasak. Ide tartoznak a hengeres tárgyak, például a huzalok, rudak és csövek, valamint az átlátszó és átlátszatlan anyagok, mint az üveg vagy fémlemezek. Mérhetők továbbá elektronikai alkatrészek, félvezető anyagok, optikai szálak és minden olyan anyag, amelynél az érintésmentes mérés előnyös vagy akár szükséges a munkadarab sérülésének vagy szennyeződésének elkerülése érdekében. Ugyanakkor, bár az optikai mikrométerekkel mérhető anyagok listája hosszú, mindig biztosítani kell, hogy a tárgy mérete a mikrométer mérési tartományán belül legyen.
