Trong tự động hóa, thời gian ngừng hoạt động là một thách thức quan trọng. Một cảm biến đo hỏng có thể dẫn đến tạm ngừng hoạt động của toàn bộ dây chuyền sản xuất, gây tổn thất lớn cho nhà máy.
"Nhà sản xuất viên nén cà phê đang đối mặt với thách thức đo lường độ dày, chiều cao và các đường kính với độ chính xác 10 micron và tốc độ 180 viên/giờ. Giải pháp đo lường tinh vi kết hợp cảm biến chính xác và phần mềm theo dõi dữ liệu tiên tiến để đáp ứng yêu cầu khắt khe về chất lượng và hiệu suất sản xuất."
Việc giám sát và thử nghiệm các thành phần cơ sở hạ tầng dưới điều kiện cực đoan là một phần quan trọng của quá trình đảm bảo chất lượng và an toàn. Các cảm biến và thiết bị giám sát phải được thiết kế để chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt này và vẫn đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy trong quá trình hoạt động hàng ngày.
Cảm biến của máy đo tọa độ 3 chiều (CMM) tiếp tục được phát triển cho phép đo các phần hình dạng phức tạp hơn và ứng dụng với độ chính xác ngày được tăng lên.
.jpg)
CMM vẫn luôn là một công cụ không thể thiếu được trong các phòng kiểm tra của hầu hết các công ty sản xuất. Trong bài viết này, chúng tôi xem xét một số sự phát triển cảm ứng, sự phát triển tiếp tục cho sự mở rộng tính linh hoạt của CMM và khả năng thích ứng của chúng với xu hướng và kỹ thuật sản xuất mới nhất.
Sau phát minh của Renishaw, hơn 35 năm trước, đầu thăm dò có động cơ đã mang lại một bước nhảy đáng kể trong tính linh hoạt của CMM, loại bỏ nhu cầu của một mảng các đầu dò cố định và kiểu dáng được điều chỉnh cho phù hợp với yêu cầu của bộ phận đang trải qua quá trình kiểm tra. Tích hợp ban đầu cơ chế kim đo cố đinh, cho phép chuyển động ở cả góc A và góc B với gia số 7.5 độ, trong những năm qua, góc của kim đo đã bị giảm xuống và một sự ra đời mới của đầu đo vị trí vô hạn cũng đã tiến triển. Ngoài ra, các mô hình gần đây của đầu kim đo đã được cho ra mắt, sự ra mắt này đã đưa đến khả năng hiệu chuẩn suy luận có nghĩa là mỗi vị trí đầu dò được điều khiển, trong phạm vi 1 chương trình kiểm tra, không cần thiết được hiệu chuẩn nữa. Mặc dù, thời gian của các lần hiệu chuẩn là tương đối ngắn đối với đầu dò khởi động cảm ứng CMM, chúng có thể mở rộng khi sử dụng đầu dò quét tương tự trên đầu dò có động cơ. PH10M-i. Q PLUS mới nhất của Renishaw trải qua quá trình lập bản vẽ lỗi trước khi giao hàng điều này tạo ra một bản vẽ hiệu chuẩn duy nhất bản vẽ được lưu vào tệp đề mục. Khả năng tự động định hướng đầu theo vector pháp tuyến chính xác của đối tượng cần đo giúp cải thiện hiệu suất đo CMM và giảm đến mức tối thiểu sai số từ sự rung lắc kim đo.
Ngày nay, nhiều sự lựa chọn đầu dò CMM được cung cấp từ đầu dò cố định, đầu chia đến đầu chuyển động liên tục. Đầu dò cố định vẫn còn được sử dụng vào các CMM có độ chính xác cực cao và cũng đặc biệt hữu ích cho việc gắn thêm các thanh dài mở rộng để thăm dò và quét các bộ phận vật thể ở bên trong.
Sự ra đời của đầu dò 5 trục REVO của Renishaw đã mang lại một cải tiến đáng kể cho chức năng của CMM về các ứng dụng đo phức tạp nhất của ngành hàng không vũ trụ và ôtô. Cảm biến quét chạm được tích hợp liền mạch vào trong chính đầu thăm dò với tia laser thời gian thực dò tìm bất kỳ độ võng nào của kim đo và thanh nối dài rỗng, do đó cải thiện hiệu suất đo của CMM động. Hệ thống đầu dò độc đáo có các chương trình đo lường được thiết kế riêng do đó các chức năng có thể được quét cùng với chuyển động của đầu đò REVO thực hiện quét hơn là chuyển động của thân máy.
Với sự ra đời của các đầu dò có năng lực và phức tạp hơn, cũng như khả năng thực hiện các thay đổi cảm biến tự động trong một trình tự kiểm tra do đó cho phép lựa chọn cảm biến tối ưu cho các chức năng của bộ phận cụ thể hoặc các phép đo đặc trưng. Ngày nay, hầu hết tất cả các CMM OEM đều cung cấp một loạt các công nghệ cảm biến bao gồm quét chạm, quét đường laser, cảm biến quang học, độ bóng bề mặt và hơn thế nữa.
.png)
CMM đã trở thành một điểm gốc đo thống nhất, điểm gốc ‘một kích thước thích hợp cho tất cả’ phủ nhận sự cần thiết phải di chuyển bộ phận giữa các nền công nghệ đo lường khác nhau để tạo ra một báo cáo kiểm tra giám sát hoàn thiện. Hiệu suất thông nhất của CMM làm giảm thời gian kiểm tra tổng quan, làm giảm đáng kể thời gian chờ giữa sự chế tạo và sự hình thành dữ liệu kiểm tra trong khi cung cấp tất cả các đặc tính của bộ phận được đo trong một báo cáo kiểm tra liền mạch.
Một số nhà sản xuất đã thực hiện phương pháp tiếp cận xa hơn nữa, từ đó đầu dò cố định và động cơ có thể đổi chỗ cho nhau nhanh hơn trong CMM, cung cấp sự kết hợp cần thiết giữa độ chính xác cao hơn của đầu dò cố đinh và toàn bộ tính loạt của đầu dò động cơ. Một ví dụ là hệ thống cảm biến đa ứng dụng Zeiss (mass - multi application sensor system), hệ thống mà cho phép cả đo tiếp xúc và đo quang học trên cùng một máy. Các cảm biến có thể được thay đổi chỉ trong vài bước nhờ vào giao diện chung khớp cho tất cả các loại cảm biến. Mỗi cảm biến trong 9 cản biến ZEISS có sẵn đều được trang bị một chip ID, chip này được máy tự động nhận dạng khi cảm biến được cài đặt và được chọn trong phần mềm đo ZEISS CALYPSO để loại bỏ các lỗi vận hành.
.png)
Được tích hợp trực tiếp vào CMM quill, SENMATION, từ Hexagon Manufacturing Intelligence, sử dụng hệ thống nhận dạng đầu dò để nhanh chóng xác định và kiểm tra trạng thái cảm biến lực. Không cần phải hiệu chuẩn lại sau khi chuyển đổi, hệ thống cung cấp sự thay đổi đồng nhất để có trình tự đo nhanh hơn. Một bộ chuyển mạch cảm biến đa năng và mô-đun cảm biến thông mình có nghĩ là SENMATION có thể chấp nhận tất cả các loại cảm biến phổ biến, trong khi bản chất có thể mở rộng của hệ thống cho phép cảm biến được bổ sung được tích hợp trong tương lai.
CMM có thể được gọi nhiều thứ nhưng, về mặt cơ bản, CMM chỉ đơn thuần là một vật mang cảm biển – một cấu trúc chính xác, cấu trúc mà có thể được điều khiển đến một vị trí ba chiều trong không gian, vị trí mà sau khi nó được hướng dẫn thực hiện các chức năng cảm biến rời rạc, có hoặc không có, bổ sung sự kiểm soát chuyển động của thân máy CMM.
CMM vẫn là “động cơ cảm biến” chính xác nhất hiện có để việc kiểm soát chất lượng trong sản xuất và do đó kết quả là chưa có một dụng cụ nào sánh được về độ chính xác, khả năng lặp lại và tính kinh tế. Tuy nhiên, gót chân Achilleas - achilleas heel – của nó là không có khả năng tích hợp liền mạch trực tiếp và quy trình sản xuất. CMM cũng cung cấp thời gian kiểm tra chậm hơn so với các giải pháp đo quang học nhanh hơn, và cần thiết được lập trình theo tính năng, thay vì chỉ một thao tác đo tất cả và phần mềm đo lường tính năng trích xuất hình học từ các dữ liệu đã thu được – cùng phần trình bày cuối cùng của một bản đồ màu hình học hoàn chỉnh của bộ phận được đo cho phép phân tích nhanh chóng.
Sự hấp thu cảm biến ánh sáng có cấu trúc cho các phép đo trong sản xuất đã rời CMM về phía sau trong việc kiểm soát chất lượng ở các phòng thí nghiệm. Sự kết hợp của công nghệ ánh sáng có cấu trúc, với các ưu điểm của CMM, dường như là một sự kết hợp hợp lý tiếp theo trong quá trình phát triển không ngừng của CMM.
Renishaw cho ra mắt cảm biến ánh sáng có cấu trúc REVO RFP đại diện một bước khởi đầu trong lộ trình chuyển đổi của CMM sang quét ánh sáng có cấu trúc. Đầu dò cảm biển RFP được thiết kế để kiểm tra các bề mặt dạng tự do và hình dạng phức tạp, nhanh chóng cung cấp các bản quét dữ liệu bề mặt với mật độ điểm cao. Đầu dò cảm biến biên RFP không yêu cầu các điểm dánh dấu tham chiếu để ghép các bề mặt này với nhau từ các vùng được quét khác nhau, điều này được thực hiện tự động bởi hệ thống REVO. Bù sáng tự động đảm bảo kết quả dữ liệu tối ưu cho các vật liệu, màu sắc bề mặt và kết cấu khác nhau mà không cần lớp phủ không bóng.
Mặc dù quét vạch bằng tia laze đã đóng một vai trò to lớn trong đo lường di chuyển được, cả hai đều được tích hợp trong cánh tay đo CMM và như máy quét cầm tay, cho cả kỹ thuật đảo ngược và kiểm soát chất lượng. Những cố gắng để di chuyển công nghệ này lên máy đo CMM, như một cảm biến chính, đã phải rất cố gắng để đạt được sự gia nhập thị trường rộng lớn. Mặc dù ngày nay, tất cả các CMM OEM’s đều cung cấp máy quét dòng laze, nhưng sự thu hút của chúng vẫn tương đối thấp so với phần trăm doanh số hằng năm của các bộ phận CMM mới.
Với sự ra đời của tính năng quét ánh sáng cấu trúc di chuyển sang máy đo CMM, người ta phải đặt câu hỏi rằng nếu máy quét dòng laze có đánh mất cơ hội trở thành công nghệ cảm biến CMM chính hay không. Để chắc chắn rằng phần mềm CMM không có khả năng xử lý dữ liệu ban đầu được tạo ra đã hạn chế công nghệ này, tuy nhiên, ngày nay, điều này không còn đúng nữa và giá so với tiền công dường như là yếu tố hạn chế trong việc thu hút khách hàng.
Một số sự đổi mới của cảm biến CMM được giới thiệu đã cho thấy ứng dụng của chức năng cụ thể đã được giải quyết. Gần đây, Hexagon Manufacturing Intelligence đã giới thiệu cảm biến ánh sáng trắng màu HP-OW cùng với khả năng đo lường các thành phần có lớp hoàn thiện bề mặt trong suốt, đánh bóng, độ nhám đồng thời giúp dễ dàng đo nhanh chóng và chính xác các bộ phận được làm vật liệu tinh xảo là một ví dụ. ZEISS DotScan cung cấp khả năng chụp các bề mặt dạng tự do, cũng sử dụng ánh sáng trắng có màu, cho các ứng dụng đặc biệt khi cảm biến máy ảnh hoặc styli chạm đến giới hạn của chúng trên bề mặt cảm ứng, mềm, phản chiếu hoặc độ tương phản thấp.
Renishaw cung cấp đầu cảm biến kiểm tra video RVP là một trong nhiều cảm biến REVO của họ trong đó đối với các ứng dụng nhất định, kiểm tra không tiếp xúc mang lại lợi thế rõ ràng hơn so với các kỹ thuật đầu dò xúc giác truyền thống. Các thành phần hoặc bộ phận kim loại tấm mong có nhiều lỗ, đôi khi nhỏ đến 0.5mm, là các bộ phận không phù hợp với phép đo xúc giác.
CMM tiếp tục đáp ứng nhu cầu sản xuất luôn thay đổi thông qua sự ra đời của các cảm biến tiên tiến mới. Chắc chắn đây là một lĩnh vực sẽ tiếp tục mở rộng của phép đi CMM bên ngoài phòng thí nghiệm chất lượng, nâng cao hơn nữa khả năng đo CMM, đồng thời cũng cung cấp khả năng giảm độ phức tạp của chương trình CMM đồng thời CMM được điều chỉnh để tích hợp trực tiếp vào các quy trình sản xuất.
Khi bạn xuất các báo cáo đo lường CMM tiếp theo, đây là các câu hỏi cần xem xét trong tương lai:
Câu hỏi 1: “Bạn có muốn thêm khả năng đo cho phép đo của mình hôm nay không?”
Câu hỏi 2: “Bạn dự định đo trực tiếp trên dây chuyền sản xuất hay mang mẫu ra đo ngoài khu vực sản xuất?
Nguồn: Metrology News
(84) 896 555 247
Tiếng Việt
English