Optische micrometer
Net als lasermicrometers bestaan optische micrometers uit sensoren met doorgaande straal die elk object meten dat het licht tussen de zender en ontvanger blokkeert. Deze sensoren hebben geen bewegende delen en bieden nauwkeurige metingen zonder veel onderhoud. De optische micrometers van KEYENCE omvatten modellen met één as, meerdere assen en 2D-modellen (die 2D-beelden met achtergrondverlichting genereren). Micrometers zijn are ideaal voor uiterst nauwkeurige metingen van diameters, openingen en breedte.
Aanbevolen items
Producten
De telecentrische meetsystemen van de TM-X5000-reeks bieden snelle en nauwkeurige metingen door vastlegging van het silhouet van een doel. De dubbele telecentrische optische systemen verschaffen betrouwbare resultaten inline doordat zij over een grote focusdiepte scherpgestelde beelden leveren. Dit design, gecombineerd met de lage-vervormingslenzen en de bedrijfseigen algoritmen, maken overal in het gezichtsveld nauwkeurige metingen mogelijk, zodat er geen precieze doelplaatsing, externe verlichting of zelfs kalibratie ter plaatse nodig is. Het gebruiksvriendelijke systeem kan in 3 eenvoudige stappen geconfigureerd worden en bevat meer dan 100 tools voor metingen en inspecties, waaronder: GD&T, mastervergelijking, en vaststelling van defecte afstanden.
Een nieuwe hoge precisie micrometersysteem dat automatisch corrigeert voor verkeerd uitlijnen van het doel en trillingen.
Voert inline 2D-dimensionale metingen uit met een hoge snelheid en nauwkeurigheid.
Technologische doorbraak met een intelligente micrometer met een hoge resolutie van 0,01 micron en samplingsnelheid van 2400 samples/seconde
De intelligente I-reeks bestaat uit een lijn van zeer nauwkeurige sensoren die erg hoge prestaties leveren tegen lage kosten en alleen over de meest geavanceerde functies beschikken voor on-site handelingen.
De intelligente I-reeks bestaat uit een lijn van zeer nauwkeurige sensoren die erg hoge prestaties leveren tegen een lage kost en over de meest geavanceerde functies beschikken voor on-site bediening.
Optische micrometers vangen het silhouet van objecten op wanneer ze tussen een zender en ontvanger passeren. In tegenstelling tot een conventionele lasermicrometer gebruiken KEYENCE optische micrometers een krachtige LED, telecentrische lenzen en een snelle CMOS om gelijktijdig beelden van het volledige gezichtsveld vast te leggen. Dit elimineert de noodzaak voor bewegende onderdelen of herkalibratie om een hoge nauwkeurigheid te behouden. Optische micrometers zijn verkrijgbaar als enkelvoudige/meervoudige assen voor 1D-metingen zoals diameter of randpositie, of als 2D-units zoals het telecentrisch meetsysteem, voor een flexibelere oplossing.
Voordelen van van optische micrometers
Snel telecentrische meetsystemen maken dimensionale metingen op meerdere locaties mogelijk door direct geprojecteerde beelden van bewegende objecten vast te leggen zonder de lijn te stoppen, waardoor de inspectietijd aanzienlijk wordt verkort.
De krachtige groene LED-lichtbron, het telecentrisch optisch systeem en de zeer gevoelige CMOS maken het mogelijk dat de TM-X5000-reeks afmetingen nauwkeurig meet op basis van scherp omlijnde silhouetten van snel bewegende objecten, zonder de lijn te stoppen. De diverse meettools kunnen worden gecombineerd om meerdere meetpunten en verschillende inspectie-items te ondersteunen. 100% inspectie is mogelijk zonder negatieve invloed op de verwerkingstijd, wat niet mogelijk is met alleen offline dimensionale meetsystemen zoals conventionele optische vergelijkers.
Traditioneel zouden bij gebruik van een telecentrisch meetsysteem inline geprojecteerde beelden onscherp of buiten focus zijn door verkeerde uitlijning van bewegende objecten. Een grote scherptediepte elimineert deze zorg, waardoor deze systemen stabiel kunnen meten door scherpe beelden van randen vast te leggen zonder grote aanpassingen aan de positie van het object.
De telecentrische optiek die wordt gebruikt in zowel de zender als de ontvanger stelt TM-X5000-reeks telecentrische meetsystemen in staat om realistische beelden van randen vast te leggen. Beelden worden vastgelegd met consistente nauwkeurigheid en een maximale scherptediepte van ±15 mm (0,59"), zelfs wanneer het object verkeerd is uitgelijnd. Lagen-vervormingslenzen en ons eigen algoritme elimineren de noodzaak voor het aanpassen van de objectpositie en het kalibreren van factoren zoals verlichting. Daardoor kunnen meetfouten door verkeerde uitlijning en de daaruit voortvloeiende daling van het opbrengstpercentage worden geëlimineerd voordat ze zich voordoen.
Met een buitendiametermeetsysteem is het mogelijk om continu inline dimensionale metingen uit te voeren van lijn-, staaf- en bandvormige objecten zoals draden, extrusieproducten en platen. De constante belichting zorgt voor ononderbroken metingen, zodat er geen inspecties of defecten worden gemist.
Buitendiametermeetsystemen kunnen continu meten. Stabiele metingen zijn noodzakelijk om gemiste inspecties en defecten te elimineren. Bij een doorstraal optische micrometer met laserscan kunnen inspecties worden gemist bij microscopische objecten, omdat veranderingen niet worden gedetecteerd als ze zich buiten het scanlijnpad bevinden. Om dit probleem te elimineren zijn de LS-9000-reeks en LS-7000-reeks digitale micrometers met hoge snelheid en nauwkeurigheid uitgerust met een krachtige groene LED-lichtbron en meten zij over het volledige gezichtsveld binnen de belichtingstijd. Dit zorgt ervoor dat geen tijdelijke waardeveranderingen of inspecties worden gemist en maakt nauwkeurige metingen mogelijk.
1D optische micrometer
Groen LED-licht wordt uitgezonden als een uniforme gecollimeerde bundel. Wanneer een object deze bundel onderbreekt, wordt er een schaduw gevormd op het lichtontvangende element; het meten van deze schaduw geeft een nauwkeurige weergave van het object.
(A) Monitor CMOS
De Monitor CMOS volgt de helling van het werkstuk om automatisch hellingsfouten te corrigeren.
(B) Hoge-snelheid belichting CMOS
Eigen ontworpen meet-CMOS beschikt over een geïntegreerde versterker om prestaties en snelheid te maximaliseren.
(C) Doelpositie CMOS
De CMOS meet de positie tussen de zender en ontvanger.
(D) Krachtige groene LED
De krachtige groene LED gaat langer mee dan traditionele LED-lichtbronnen en levert een hoge intensiteit en gelijkmatige verlichting.
(E) Hoogwaardige condensor
Lensunit focust het LED-licht efficiënt.
Laser scan micrometer
Een laser wordt uitgezonden op een draaiende polygonspiegel, die de bundel met constante snelheid door het meetbereik van de sensor beweegt. Metingen zoals de buitendiameter worden bepaald door te meten hoe lang het licht wordt geblokkeerd voor de ontvanger.
Principe schema van de laserscanmethode
Dubbel telecentrisch silhouette-gebaseerd systeem
De zender zendt gecollimeerd licht uit met een groene LED om een schaduw te projecteren op de CMOS-sensor in de ontvanger. De meting wordt vervolgens uitgevoerd met dit vastgelegde beeld. De TM-X5000-reeks bevat telecentrische lenzen in zowel de zender als de ontvanger, wat zorgt voor stabiele en nauwkeurige metingen.
(A) Telecentrische lens in zender
(B) Hoogwaardige InGaN groene LED
(C) Telecentrische lens in ontvanger
(D) Hoge gevoeligheid, hoge resolutie CMOS
Hoe werken optische micrometers?
Net als hun contactmeet-tegenhangers meten optische micrometers kleine afstanden met zeer hoge precisie. Optische micrometers (zoals de LS9000-reeks en TM-X5000-reeks van KEYENCE) voeren echter contactloze dimensionale metingen uit met behulp van licht. Het exacte type licht hangt meestal af van het model en type lasermicrometer. De meeste systemen bestaan doorgaans uit een zender (zoals een LED) die een lichtbundel of scanlijn uitzendt over een opening naar een lichtgevoelige ontvanger. Wanneer een object in het pad van de bundel wordt geplaatst, onderbreekt het het licht (of een deel ervan) en ontstaat er een schaduw. Optische micrometers analyseren deze schaduw en bepalen de grootte van het object met grote precisie. Deze contactloze meetmethode stelt optische micrometers in staat om delicate, kwetsbare en zachte materialen te meten zonder schade of vervorming aan het werkstuk te veroorzaken. Bovendien maakt het werkingsprincipe het mogelijk dat lasermicrometers snelle metingen met hoge nauwkeurigheid uitvoeren.
In welke sectoren worden optische micrometers gebruikt?
Halfgeleider/Elektronica
In de halfgeleider- en elektronica-industrie kunnen onderdelen en componenten nanometers groot zijn. Optische micrometers worden gebruikt om siliciumwafers, chipkenmerken en afstanden tussen circuitonderdelen nauwkeurig te meten.
Automotive
De automobielindustrie vertrouwt op optische micrometers voor kwaliteitscontrole en nauwkeurige metingen van componenten (zoals assen, kleppen en motorzuigers). Contactloze meetapparaten zorgen ervoor dat onderdelen en componenten voldoen aan strikte specificaties en dimensionale toleranties, die vaak in het µm-bereik liggen.
Luchtvaart
Nauwkeurigheid is van het grootste belang in de luchtvaartindustrie, dus worden lasermicrometers veelvuldig gebruikt bij de productie van vliegtuigonderdelen en componenten. Ze zorgen ervoor dat onderdelen binnen strikte dimensionale toleranties worden vervaardigd en samen passen zoals bedoeld door de ontwerper.
Medisch
De productie van medische apparatuur vereist strikte naleving van dimensionale specificaties en een breed scala aan veiligheidsnormen, wat het belang van contactloze meting benadrukt om besmetting van apparatuur te voorkomen. Optische micrometers meten kleine en nauwkeurige componenten die worden gebruikt in medische implantaten en instrumenten.
Techniek en productie
Precisietechniek en productie vereisen de fabricage van onderdelen met zeer nauwe toleranties. Deze sector gebruikt optische micrometers en contactloze micrometrie voor een breed scala aan toepassingen, van gespecialiseerde machines tot elektronica... en zelfs het maken van muziekinstrumenten.
Materiaalkunde
Tot slot worden lasermicrometers vaak gebruikt in de materiaalkunde, onderzoek en ontwikkeling om materiaaleigenschappen en gedrag te bestuderen. Hun nauwkeurigheid en precisie stellen lasermicrometers in staat om de kleinste veranderingen in afmetingen te meten die onder verschillende omstandigheden kunnen optreden. Dit helpt aanzienlijk bij het bestuderen van materiaaluitzetting, -krimp en -vervorming.
Gevalsanalyses van optische micrometers
Profielinspectie van de wolfraamelektrodepunt van een TIG-lasrobot
Het continu langdurig bedienen van een lasrobot vervormt het profiel van de elektrodepunt (de hoek of buiging), wat kan leiden tot lasfouten. Installeer een TM-X5000-reeks telecentrisch meetsysteem in de cabine van de lasrobot. Rekening houdend met de belasting op de elektrodepunt, wordt er een beweging toegevoegd waarbij deze punt na elke 50 opeenvolgende lasbewerkingen door het doorgelaten licht van de TM-X5000-reeks wordt geleid. Zelfs als het doelobject beweegt, kan de TM-X5000-reeks profielen meten met niet-wazige beelden, zodat veranderingen in het elektrodeprofiel nauwkeurig kunnen worden vastgelegd. Dit voorkomt lasfouten en minimaliseert de invloed op de bewerkingstijd. Naast lasmachines zijn er ook toepassingen voor profielinspecties van gereedschappen van diverse robots en automatische machines.
Buitendiameter meting van injectoren op meerdere punten
Een injector wordt samengesteld uit meerdere onderdelen, dus inspecties vereisen buitendiametermetingen op meerdere punten. Gewone buitendiametermeetsystemen hebben hoge installatiekosten en verlengen de inspectietijd, omdat het noodzakelijk is om meerdere eenheden te installeren of het meetsysteem te verplaatsen om alle punten te meten. Ook moeten de bewegende mechanismen worden onderhouden om de nauwkeurigheid van het meetsysteem te waarborgen, wat tijd en moeite kost. Een telecentrisch meetsysteem kan de buitendiameters van meerdere punten binnen het gezichtsveld in een oogwenk meten en kan ook gelijktijdig meerdere items inspecteren, zoals coaxialiteit.
Positionering van glassubstraten (transparante doelen)
Het uitlijnen van glassubstraten vereist hoge nauwkeurigheid en werd traditioneel alleen gedaan met behulp van visionsystemen. De positionering van transparante doelen is echter moeilijk en kan gecompliceerde pre-alignatie en kalibratie vereisen om de procestijden te verbeteren met behoud van hoge precisie. LS-9000-reeks hogesnelheids optische micrometers bieden een modus voor het meten van transparante doelen, naast een instelling voor drempelwaarden voor tweevoudige randdetectie. Hierdoor is stabiele meting en positionering mogelijk met eenvoudige toepassingen, zelfs bij het hanteren van randprofielen op een dun glassubstraat.
De website ‘Selecteren van een meetsensor’ introduceert bewezen oplossingen in diverse sectoren, waaronder de auto-industrie, folie & plaat en elektrische & elektronische componenten, voor laserprofilers en onze andere laserverplaatsingssensoren en meetsystemen. Toepassingen kunnen ook worden onderzocht op basis van het type meting, zoals dikte, breedte, hoogte, hoogteverschil en 3D-inspecties.
Veelgestelde vragen over van optische micrometers
Met een belichtingstijd van slechts 100 μs (0,1 ms) kunnen TM-X5000-reeks telecentrische meetsystemen tot 100 items tegelijk meten in één opname door snel scherpgestelde 2D-geprojecteerde beelden vast te leggen, zonder dat snelle lijnen hoeven te worden gestopt. Er is een brede selectie van meer dan 100 tools beschikbaar. Deze tools kunnen worden gecombineerd voor batchmetingen van buitendiameter, breedte, hoogte en radius van complexe profielen en bijvoorbeeld de spoed, hoogte, hoek, enz. van meerdere schroefdraadprofielen uit inline vastgelegde geprojecteerde beelden.
TM-X5000-reeks telecentrische meetsystemen bieden intuïtieve bediening voor het instellen van de gewenste meetitems: selecteer eenvoudig pictogrammen om de basistools, elementtools, hulpgereedschappen, toepassingshulpmiddelen en GD&T-tools te combineren. Onder de GD&T-tools kunnen de volgende worden geselecteerd en gecombineerd met andere tools voor inline-inspecties van diverse tekeninstructies:
- Vormtolerantie: rechtlijnigheid en rondheid
- Oriëntatietolerantie: loodrechtheid en parallelisme
- Positietolerantie: concentrischheid
Een breed scala aan metingen die nodig zijn voor inline-inspecties wordt ondersteund, waaronder mastervergelijkingen voor productidentificatie en metingen van de afstand tot vreemde deeltjes voor uiterlijke inspecties.
LS-9000-reeks hogesnelheids optische micrometers zijn standaard uitgerust met een luchtspoeleenheid voor een milieubestendig ontwerp dat voldoet aan de IP67-norm. Ze zijn zeer goed bestand tegen stoom, stof, verontreiniging door stoffen zoals olie, nevel, schokken en temperatuurschommelingen. Dit product biedt stabiele buitendiametermetingen, zelfs in zware omgevingen. Zodra het in verschillende processen is geïnstalleerd, kan het continu meten met constante belichting, waardoor realtime identificatie en snelle afhandeling van fouten mogelijk is. Omdat metingen tijdens processen kunnen worden uitgevoerd, worden grote aantallen defecten niet langer gedetecteerd bij inspecties na bewerking, wat het opbrengstpercentage in diverse omgevingen verbetert.
Optische en laser micrometers staan bekend om hun hoge precisie; de LS-9000-reeks detecteert objecten zo klein als 0,08 mm of 80 µm met een nauwkeurigheid van ±2 µm. In de meeste gevallen behalen optische en laser micrometers van topkwaliteit vaak een nauwkeurigheid in het micronbereik, meestal tussen 0,1 µm en 10 µm. Dit nauwkeurigheidsniveau maakt optische en laser micrometers zeer waardevol voor industrieën die exacte metingen vereisen, zoals halfgeleiderproductie en precisietechniek.
Hoewel beide systemen worden gebruikt voor precisie metingen, verschillen ze fundamenteel in hun werkingsprincipes en toepassingen. Optische micrometers gebruiken een laserlichtbron om een specifiek object te meten. Het licht wordt op het te meten object gericht, waardoor de schaduw of het silhouet van het object op een lichtontvanger wordt geprojecteerd; de grootte van de schaduw bepaalt de meting. Optische en laser micrometers bieden daardoor snelle en zeer nauwkeurige metingen. Backlit visionsystemen daarentegen vertrouwen op een achtergrondverlichting die het object verlicht en zo een scherp silhouet creëert. In plaats van een ontvanger die de gegevens verzamelt en doorstuurt voor verwerking, wordt het silhouet in backlit visionsystemen vastgelegd door een camera, waarna de software het beeld verwerkt om een object te meten. Deze systemen zijn uitermate geschikt voor het meten van complexe 2D-metingen of kwaliteitscontrole, maar zijn aanzienlijk trager en minder nauwkeurig dan optische micrometers.
Beide typen apparaten behoren tot het assortiment van lasermetingproducten, maar ze hebben elk hun eigen voordelen. Laser micrometers zijn doorgaans sneller, omdat ze het volledige profiel van het object in één keer meten. Dit maakt ze ideaal voor in-line processen waarbij snelheid essentieel is. Laserscanmicrometers daarentegen maken gebruik van een bewegende laserstraal die over een object beweegt en scant. Het voordeel hiervan is dat laserscans uitzonderlijk gedetailleerde profielmetingen kunnen leveren, vooral bij het scannen van complexe geometrieën en ingewikkelde oppervlakken. Ze zijn echter aanzienlijk langzamer dan in-line laser micrometers en vereisen onderhoud vanwege de bewegende onderdelen.
Optische micrometers zijn bijzonder veelzijdig en kunnen een breed scala aan objecten meten. Dit omvat cilindrische objecten zoals draden, staven en buizen, maar ook transparante en ondoorzichtige objecten zoals glas- of metalen platen. U kunt ook componenten meten in elektronica, halfgeleidermaterialen, glasvezel en elk materiaal waarbij een contactloze meetmethode de voorkeur heeft of zelfs noodzakelijk is om beschadiging of besmetting van het werkstuk te voorkomen. Hoewel de lijst met materialen die optische micrometers kunnen meten lang is, moet u er wel voor zorgen dat de grootte van het object binnen het meetbereik van de micrometer valt.
