A felület pontos és egyszerű mérésének módszere
A felület általában egy háromdimenziós tárgy, például kocka, gömb vagy kúp felületét jelenti. Ezeknek a mérések azonban nagy a nehézségi foka. Helyettesítőként optikai mikroszkópot, digitális mikroszkópot vagy CNC képmérő műszert használnak. Ezekkel az eszközökkel a felhasználók 2D adatok alapján számíthatják ki a felületet, de nem tudják elvégezni a felület pontos mérését. Bár a mérés lehetséges eltolásérzékelővel vagy érdességmérővel is, ezek a műszerek csak pontokat és vonalakat mérnek, így sok munkát és időt igényel a felület mérése.
Az alábbiakban leírjuk a különböző mérési céltárgyak felületét, valamint a mérési módszerek problémáit és az ezekre a problémákra adható megoldást.
- Felület
- A hagyományos felületmérés során felmerülő problémák
- A felületmérés során felmerülő problémák megoldása
- Összegzés: Drasztikus javulás és nagyobb hatékonyság a nehéz felületi mérések terén
Felület
A felület a 3D felület területére utal, és fontos mutató a funkcionalitás, valamint a textúra, a tapadás, a csúszási teljesítmény, a hőelvezetés és a felületi érdesség értékelésénél. Például fémtörési felület vagy súrlódó felület, PGA, vagy lézeres markerrel történő gravírozás esetén a felület mérése sokféle információt szolgáltathat.
Fémtörési felület
A fémtörési felületek elemzése hatékony módszer lehet a törések okainak feltárására. A fémtörési felület részletes megfigyelésével a törési morfológia alapján bizonyos mértékig azonosítható a törés oka. A felület mérése lehetővé teszi olyan jellemzők kiszámítását is, mint például a képlékeny törés százaléka, amely a rideg törés százalékos arányát jelzi a teljes törési felületen.
Kopási felület
Mivel minden szilárd tárgy felületén van érdesség vagy hullámosság, a névlegesen sík felületek közötti érintkezés valójában a felületeken lévő kiemelkedések érintkezése (valódi érintkezési terület). A kopófelület felületének mérése lehetővé teszi a kopás okának beazonosítását. A valódi érintkezési felület a felület és a kopófelület érdessége alapján számítható ki; ez lehetővé teszi a kopás körülményeinek egyszerű beazonosítását.
A PGA (tűs mátrix tokozás) felülete
A PGA (tűs mátrix tokozás) az IC-csomagok egyik típusa. Mivel a tűk nagy sűrűséggel, aljzatokba vannak behelyezve, lehetetlen a PGA-t az aljzatra szerelni, ha bármilyen eltérés van a tűk vastagságában, magasságában vagy szögében. Emiatt fontos a jellemzők számos helyen történő mérése, ideértve a tűk magasságát, térfogatát és felületét.
Lézeres markergravírozási felületek
A lézeres markergravírozás minősége a gravírozott rész térfogatának, felületének és keresztmetszeti területének mérésével értékelhető. Ezek az értékek hasznosak lehetnek a lézersugárzás intenzitásának, az anyag lézerfény-elnyelő képességének, a pont átmérőjének és az egyéb paramétereknek beállításánál.
A hagyományos felületmérés során felmerülő problémák
A felület hagyományos mérésére optikai mikroszkópokat, CNC képmérő műszereket, érdességmérőket és elmozdulásérzékelőket használnak. Problémák merülnek fel azonban a pontossággal, ideértve a felületmérés eredményeinek helyettesítését és a 2D adatokon alapuló felületszámítást. Ezzel együtt a nagy nehézségi fok miatt sok idő szükséges a méréshez.
A felületi optikai mikroszkópos mérése során felmerülő problémák
Az optikai mikroszkóppal végzett mérés kis célpontok esetén hatékony. Az elmúlt években kifejlesztett mikroszkópok biztosítják a mért adatok számszerűsítését és a könnyebb kezelhetőséget. Ha azonban a céltárgy nagy, a mikroszkóp nem használható a teljes célfelület, -terület és -térfogat mérésére. Még ha lehetséges is a mérés, a céltárgy mérés közbeni mozgatása rendkívül sok időt és fáradságot igényel.
A CNC képmérő műszerrel történő felületmérés során felmerülő problémák
Általában egy CNC képmérő műszer rögzíti a célpontot a tárgyasztalon CCD kamerával, és 3D mérést végez.
Lehetséges a színes képekkel történő megfigyelés, de a felületmérésénél a következő problémák merülnek fel.
- Érzékelési hibák fordulhatnak elő, ha a termék felületén kiemelkedések vannak a termék hibái miatt, például sorja vagy forgácsolódás miatt. Ezen túlmenően, ha a mérési pontok nem megfelelően vannak beállítva, a mérési pontosság is változhat.
- Ha az X, Y, Z vagy más mérőelemek száma nő, a program bonyolulttá válik, amely fejlett szakértői tudást és több munkaórát igényel a konfiguráláshoz. A szükséges mérési munkaórák a mérendő céltárgyak számával arányosan nőnek.
Egy másik nagy probléma a mérőkamra szükségessége, amelyet a referencia hőmérsékleten kell tartani. Ezzel együtt nem minden munkahelyi operátor tud pontos mérést végezni.
A felület érdességmérővel vagy elmozdulásérzékelővel történő mérése során felmerülő problémák
A felületi érdesség érdességmérővel történő mérésekor a magassági irányú mérés csak pontokra vagy vonalakra korlátozódik. Ennek eredményeként, az alakzat pontos beazonosítása érdekében növelni kell a mérési pontok számát. A szonda vagy érintőceruza mozgatásával végzett mérések elvégzéséhez szükséges idő a mérési helyek számával arányosan növekszik. Az elhelyezés után a célpozíciót is be kell állítani. Továbbá a mért értékek nem megbízhatóak, mert a mérési pontok az operátortól függően változhatnak.
- A
- Érintőceruza
- B
- Detektor
A felületmérés során felmerülő problémák megoldása
A szokásosan használt mérőműszerek olyan problémákkal járnak, mint a cél elhelyezéséhez szükséges hosszú idő, valamint az, hogy a háromdimenziós célok és területek mérése pont- vagy vonalérintéssel történik. Ezen mérési problémák megoldására fejlesztette ki a KEYENCE a 3D optikai profilmérő VR sorozatát.
A VR sorozat pontosan rögzíti a teljes célfelület 3D alakját anélkül, hogy érintkezne a céltárggyal. A 3D alakzatot is méri úgy, hogy a céltárgyat mindössze egy másodperc alatt, nagy pontossággal 3D-ben beszkenneli a tárgyasztalon. A VR sorozat azonnali és mennyiségi mérés elvégzésére képes, hiba nélkül a mérési eredményekben. Ez a szakasz a VR sorozat néhány specifikus előnyét mutatja be.
1. előny: Akár 300 mm x 150 mm széles terület mérésére is alkalmas.
A mérés egyszerűen elvégezhető a céltárgy tárgyasztalra helyezésével és egy gomb megnyomásával. Szigorú pozicionálás vagy egyéb előkészítés nem szükséges. Ez lehetővé teszi nagy pontosságú mérések elvégzését olyan operátorok számára, akik nem rendelkeznek a mérőműszerekkel kapcsolatos tudással vagy tapasztalattal.
A hagyományos mérőműszerekkel ellentétben a VR sorozat beolvassa a tárgyasztalon elhelyezett céltárgy jellemzőit, és automatikusan korrigálja a pozícióját. A korábban sok időt és erőfeszítést igénylő szigorú pozicionálás már nem szükséges. A VR sorozat akár 300 mm x 150 mm széles területet is képes mérni, több mérési kép összefűzésével. Ez még egy tapasztalatlan operátor számára is lehetővé teszi, hogy egyszerűen és azonnal végezzen méréseket, és nincs szükség arra, hogy speciális operátort rendeljenek a mérési munkákhoz.
A VR sorozattal még egy nagy felületű céltárgy, például egy hűtőlemez is pontosan megmérhető, mindössze a céltárgy tárgyasztalra helyezésével és egy gomb megnyomásával.
2. előny: Elvégezhető a felületek és a keresztmetszeti területek mennyiségi értékelése.
Képlékeny fém törésfelületeknél lehetőség van a felület és a keresztmetszeti terület, valamint a felület és a keresztmetszet arányának mérésére.
A VR sorozat lehetővé teszi a magassági adatok felhasználását a céltárgy térfogatának és területének, valamint az XY átmérőnek a megadott magasságban történő mérésére. A számolás egyidejűleg is elvégezhető.
Összegzés: Drasztikus javulás és nagyobb hatékonyság a nehéz felületi mérések terén
A VR sorozat pontos és azonnali 3D céltárgy mérést tesz lehetővé, nagysebességű 3D szkenneléssel anélkül, hogy érintkezne a céltárggyal. Mindazokat a problémákat képes megoldani, amelyekkel a hagyományos mérőműszerek szembesülnek a felület, a térfogat, a keresztmetszeti terület, valamint a felület és a keresztmetszeti terület arányának mérésében.
- A térfogat és a felület egyidejűleg mérhető.
- Ez kiküszöböli az emberi tényezőkből adódó eltéréseket, lehetővé téve a valódi mennyiségi mérést.
- A mérés egyszerűen elvégezhető a céltárgy tárgyasztalra helyezésével és egyetlen gomb megnyomásával, pozicionálás vagy egyéb előkészítés nélkül. Így nincs szükség speciális operátor kijelölésére a mérési munkákhoz.
- A 3D alakzatok könnyen, nagy sebességgel, nagy pontossággal mérhetők. Ez lehetővé teszi nagyszámú céltárgy rövid idő alatt történő mérését, elősegítve a minőség javítását.
Ez a rendszer lehetővé teszi a korábbi 3D alakzatadatokkal és CAD-adatokkal való összehasonlítást, valamint az egyszerű adatelemzést, például a tűréshatárokon belüli eloszlást. Hatékonyan használható számos célra, beleértve a termékfejlesztést, a gyártási trendelemzést és a mintavételi ellenőrzéseket.
