Блог

Mar 23, 2024

Комплексное 3D-измерение станков

Производство прецизионных компонентов требует точности, которую не могут обеспечить даже самые современные обрабатывающие станки. Таким образом, контроль качества предполагает высокоточное измерение

Производство прецизионных компонентов требует точности, которую не могут обеспечить даже самые современные обрабатывающие станки. Поэтому контроль качества предполагает высокоточные измерения компонентов. Обычно это делается с помощью координатно-измерительных машин в специальных измерительных помещениях вдали от станка. Такое тактильное измерение является громоздким, медленным и возможным только в случайных выборках. И что еще хуже: после проведения испытания заготовку необходимо снова установить на станок для возможной необходимой доработки.

Альтернатива координатному измерению Mвсе еще

Оптический датчик HoloTop NX, разработанный Fraunhofer IPM, предлагает решение проблемы: он измеряет топографию только что обработанной поверхности детали непосредственно на станке. Во время измерения заготовка может оставаться в установленном положении. Оптический датчик определяет поверхность и глубину траекторий фрезерования на большой площади и выявляет неточные настройки инструмента с точностью до микрометра.

Таким образом, ошибки процесса выявляются непосредственно в результате обработки и немедленно исправляются посредством обратной связи с производственным процессом. Впервые измерительная система HoloTop NX обеспечивает настоящий 100-процентный контроль качества в производственном процессе.

Многоволновая голография для высокоточных топографических измерений

В системе используется цифровая многоволновая голография, а благодаря использованию гибкого механического интерфейса ее можно интегрировать во многие существующие станки. Могут быть измерены измерительные поля размером 12,5 x 12,5 мм². Топография поверхности регистрируется с высокой точностью от микрометра до миллиметра, а также с беспрецедентной скоростью измерения и надежностью.

Семейство датчиков HoloTop также обеспечивает быстрое и высокоточное трехмерное измерение поверхностей компонентов непосредственно на производственной линии. В настоящее время доступны системы для обнаружения поверхностей площадью от 15 × 15 мм² до 200 × 150 мм² с поперечным разрешением от 3 до 30 мкм и точностью до менее 0,2 мкм (3σ). Кроме того, системы HoloTop могут использоваться для контроля качества прецизионных металлических поверхностей (особенно уплотнительных поверхностей) или электронных компонентов (структур микровыступов или сильноточных печатных плат).

На выставке Control в начале этого года была представлена ​​готовая к использованию система HoloTop 9M18, которая позволила измерить площадь 18×18 мм² с 9 миллионами 3D-точек менее чем за 60 мс. Одноточечная повторяемость менее 1 мкм (3σ), достигнутая в производственных условиях.

Измерение макроскопической топографии с микроскопической точностью

Тактильные измерения или оптические датчики, которые в настоящее время являются обычным явлением, строго ограничены количеством точек измерения и значительным временем измерения, которое это влечет за собой. Кроме того, эти методы имеют очень ограниченные возможности для измерения сложных структур, таких как уклоны, глубокие канавки, высокие края или отверстия. Оптические альтернативы обычно требуют отдельной системы измерения, а это означает, что детали необходимо повторно устанавливать после проверки. HoloTop NX устанавливает здесь новые стандарты – датчик полностью интегрируется и может похвастаться очень большим рабочим расстоянием, большим диапазоном измерения и высокой точностью измерения.

Цифровая многоволновая голография основана на принципе интерферометрии, при котором свет лазера разделяется на измерительный луч и опорный луч. В то время как измерительный луч попадает на поверхность объекта-образца, опорный луч проходит по точно определенному оптическому пути внутри датчика. Затем с помощью камеры накладываются измерительный луч и опорный луч. Возникающая интерференционная картина содержит информацию о топографии объекта-образца. При использовании соответствующих численных методов форму технической поверхности можно рассчитать по интерференционной картине всего за доли секунды. Мало того: поскольку цифровая голография точно и полно фиксирует как интенсивность, так и фазу измерительного луча, можно также численно рассчитать его пространственное распространение. Таким образом можно измерить поверхность объекта, даже если она не отображается в высоком разрешении на чипе камеры. Используя несколько лазеров с различными длинами волн, HoloTop может выполнять однозначные измерения как до сантиметра, так и до субмикрометра.