Systemy kontroli optycznej i laserowej mogą wykryć defekty, stan krawędzi, cechy powierzchni i błędy pozycji, których konwencjonalny sprzęt produkcyjny może nie wykryć. Jednak o ich wydajności nie decydują same kamery, lasery, optyka, kodery czy oprogramowanie. Platforma konstrukcyjna pod tymi komponentami musi zachować wyrównanie, gdy system się porusza, nagrzewa, chłodzi i działa w rzeczywistym środowisku produkcyjnym.
Niestandardowe precyzyjne komponenty granitowe są szeroko stosowane w automatycznej inspekcji optycznej (AOI), metrologii laserowej, inspekcji półprzewodników, obrazowaniu przemysłowym, obsłudze płytek i-systemach ruchu o wysokiej rozdzielczości. Odpowiednio zaprojektowanypodstawa granitowa, most, prowadnica lub uchwyt zapewnia stabilne geometryczne odniesienie dla całego łańcucha pomiarowego. Granit jest szczególnie przydatny, gdy wymagany jest niski poziom wibracji, kontrolowana reakcja termiczna,-długoterminowa geometria i odporność na korozję. Granit jest powszechnie wybierany w przemyśle optycznym ze względu na stabilność wymiarową, tłumienie drgań i odporność termiczną. reitz-natursteintechnik
Kluczem nie jest samo zamówienie bloku granitowego. Komponent musi zostać zaprojektowany z uwzględnieniem ścieżki optycznej systemu inspekcyjnego, architektury ruchu, obciążeń, budżetu dokładności, kontroli środowiska i sekwencji montażu.
Zacznij od wymagań pomiarowych
Pierwsze pytanie projektowe powinno brzmieć: co system musi mierzyć lub sprawdzać oraz jaki błąd konstrukcyjny jest akceptowalny w punkcie pomiaru?
W laserowym systemie przemieszczania kilka mikronów względnego ruchu pomiędzy czujnikiem, celem i osią ruchu może mieć wpływ na wyniki. Na wielkoformatowej platformie AOI-lokalna płaskość, prostość szyn, ustawienie kamery-w-scenie oraz warunki podparcia mogą mieć wpływ na spójność obrazu. W przypadku pomiarów interferometrycznych stabilność-ścieżki wiązki może być ważniejsza niż zwykła obciążalność statyczna.
Inżynierowie powinni określić wymaganą objętość roboczą, dokładność pozycjonowania, powtarzalność, dopuszczalny dryft, czas cyklu, poruszającą się masę i zakres temperatur otoczenia. Element konstrukcyjny można następnie zaprojektować tak, aby wspierał te cele.
Częstym błędem jest określanie granitu jedynie na podstawie gabarytów i płaskości. To pozostawia ważne pytania bez odpowiedzi: która powierzchnia jest głównym punktem odniesienia? Gdzie zostaną zainstalowane szyny i skale enkoderowe? Które obszary wymagają precyzyjnego docierania? Jakie obciążenia zostaną przyłożone do płytek? W jaki sposób podstawa będzie wspierana, transportowana, podnoszona i kalibrowana?
Szczegóły te należy ustalić przed rozpoczęciem obróbki końcowej. Zmiany lokalizacji wkładek gwintowanych lub punktów odniesienia prowadnicy po precyzyjnym wykończeniu mogą spowodować niepotrzebne ryzyko związane z kosztami i harmonogramem.
Stabilność termiczna jest problemem systemowym
Optyczne i laserowe systemy kontroli są wrażliwe na rozszerzalność różnicową. Problemem nie jest tylko średnia temperatura w pomieszczeniu. Nierówny przepływ powietrza, ciepło z modułów oświetleniowych, silników liniowych, elektroniki i pobliskiego sprzętu procesowego mogą powodować lokalne gradienty, które powoli wyginają się lub zniekształcają konstrukcję.
Granit ma stosunkowo niską rozszerzalność cieplną i niską przewodność cieplną. Oznacza to, że ma tendencję do wolniejszego reagowania na lokalne zmiany temperatury niż wiele konstrukcji metalowych. Jego właściwości termiczne są jednym z powodów, dla których precyzyjny granit pozostaje praktycznym materiałem na sprzęt metrologiczny, platformy optyczne i podstawy maszyn o wysokiej-dokładności. Wytyczne branżowe dotyczące optycznych konstrukcji nośnych również podkreślają, że-nierównomierne zmiany temperatury mogą powodować wyginanie konstrukcji przez długi czas, i zalecają kontrolowanie środowiska podczas projektowania konstrukcji, tak aby była-mniej wrażliwa na temperaturę. Newport
Zaleta ta nie eliminuje zarządzania ciepłem. Duże elementy granitowe mogą nadal powodować nachylenie, szczególnie tam, gdzie metalowe szyny, mocowania silnika, tory kablowe lub sprzęt laserowy-o dużej mocy są skupione po jednej stronie. Dobre projekty umieszczają, tam gdzie to możliwe, główne źródła ciepła z dala od krytycznych punktów odniesienia, umożliwiają rozsądne prowadzenie kabli i pozostawiają miejsce na czujniki temperatury i strategie kompensacji.
Dopasowanie materiałów również ma znaczenie. Wkładki ze stali nierdzewnej-, wsporniki aluminiowe, szyny stalowe i granit rozszerzają się w różny sposób. Ich wspólna konstrukcja powinna unikać wymuszania naprężeń termicznych w granicie lub przesuwania precyzyjnego interfejsu, gdy zmienia się temperatura robocza.
Kontroluj wibracje, zanim dotrą do optyki
Optyka o wysokiej-rozdzielczości może reagować na wibracje ledwo zauważalne dla operatora. Ruch pieszy, pobliskie obrabiarki, pompy, wentylatory,-systemy sprężonego powietrza, ruchome kable i szybkie przyspieszanie własnych etapów systemu mogą zakłócać pozyskiwanie obrazów lub odczyty laserowe.
Precyzyjny granit zapewnia masę, sztywność i naturalne tłumienie, które pomagają zmniejszyć przenoszenie wibracji na wrażliwe komponenty. Jest często używany jako stabilna podstawa dla konstrukcji metrologicznych, ponieważ można go obrabiać do dużej płaskości, zachowując jednocześnie odporność na rdzę i działanie chemiczne.starrett
Mimo to granit nie zastępuje pełnego-planu kontroli wibracji. Rama nośna, punkty poziomowania, izolatory, stan podłogi, środek ciężkości maszyny, ruchoma masa i profil serwa – wszystko to wpływa na końcowe zachowanie dynamiczne. W przypadku systemu kontroli laserowej-wrażliwego na drgania, przed wybraniem izolacji pasywnej lub aktywnej rozsądnie jest zmierzyć wibracje w miejscu pracy i zidentyfikować odpowiednie zakresy częstotliwości.
Pomocne mogą być również zintegrowane projekty. Gdy szyny precyzyjne są montowane bezpośrednio do granitu, system może usunąć pośrednie płyty podstawy, obniżyć wysokość roboczą, poprawić sztywność konstrukcji i zmniejszyć ryzyko wystąpienia błędów Abbego-. Ta konfiguracja jest używana w wieloosiowych-systemach kontroli płytek i podłoża.pi-usa
Wyraźnie określ odniesienia, wstawki i interfejsy
Niestandardowy komponent granitowy staje się cenny, gdy zapewnia użyteczne interfejsy, a nie tylko stabilną powierzchnię. Typowe wymagania obejmują:
Docierane płaszczyzny montażowe do prowadnic liniowych, łożysk powietrznych, kolumn optycznych lub ram kamer.
Gwintowane wkładki ze stali-nierdzewnej do wsporników, pokryw, prowadnic kabli i osprzętu.
Precyzyjne otwory, tuleje, miejsca na kołki, szczeliny lub klejone podkładki metalowe zapewniające powtarzalny montaż.
Równoległe lub prostopadłe powierzchnie odniesienia do ustawiania i kalibracji systemu.
Wnęki, przejścia kablowe, kanały próżniowe i obszary chronione dla mediów.
Otwory do podnoszenia, środki do przenoszenia i określone punkty podparcia dla bezpiecznej instalacji.
Na rysunku należy rozróżnić powierzchnie funkcjonalne od-obszarów niekrytycznych. Zastosowanie najwęższej tolerancji do każdej powierzchni zwiększa koszty, niekoniecznie poprawiając wydajność systemu. Lepszym podejściem jest zidentyfikowanie przejrzystego schematu odniesienia i określenie płaskości, prostoliniowości, równoległości, prostopadłości, dokładności położenia i wykończenia powierzchni tylko tam, gdzie mają one wpływ na układ optyczny.
W przypadku granitowych płyt powierzchniowych i powiązanych precyzyjnych konstrukcji niezbędne jest również odpowiednie podparcie. Wytyczne branżowe powszechnie zalecają umieszczanie takich produktów w określonych- lub{2}}4-punktowych lokalizacjach, aby zachować ich skalibrowaną geometrię. Duże granitowe podstawy mogą wymagać dostosowanej-ramki podporowej i planu poziomowania zamiast standardowych stóp.starrett
Weryfikacja dokładności i gotowość do pomieszczeń czystych
Menedżerowie ds. jakości powinni przed zakupem uzgodnić z dostawcą metodę kontroli. W przypadku podstawy osprzętu może wystarczyć podstawowa kontrola płaskości. Platforma do kontroli laserowej może wymagać pełniejszego raportu obejmującego prostość prowadnicy, równoległość-podkładek szynowych, współrzędne wstawiania, prostopadłość pomiędzy powierzchniami czołowymi oraz weryfikację montażu przy użyciu-sprzętu dostarczonego przez klienta.
Sprzęt kontrolny może obejmować niwelatory elektroniczne, autokolimatory, interferometry laserowe, współrzędnościowe systemy pomiarowe, czujniki zegarowe i skalibrowane artefakty referencyjne. Metodę, warunki środowiskowe, punkty odbioru i format raportowania należy określić w zamówieniu.
Korzystanie z pomieszczeń czystych wiąże się z dalszymi wymaganiami praktycznymi. Sam granit-nie rdzewieje i można go łatwo wyczyścić, ale cały zespół wymaga uwagi: materiały wkładek, masy uszczelniające, łączone złącza, strategia smarowania, osłony kabli i opakowanie powinny odpowiadać poziomowi czystości wymaganemu podczas instalacji.
W UNPARALLELED® niestandardowe, precyzyjne komponenty granitowe są zazwyczaj opracowywane na podstawie rysunków klientów lub wspólnego przeglądu układu maszyny. W przypadku systemów optycznych i laserowych przegląd zwykle koncentruje się na strukturze odniesienia, interfejsach szyn i wkładek, obsłudze, kryteriach kontroli i rzeczywistym środowisku instalacji. Jest to bardziej przydatne niż traktowanie granitu jako standardowego elementu towaru.
Dobrze-określona struktura granitu zapewnia sprzętowi do kontroli optycznej i laserowej stabilną platformę do działania. Nie zastępuje dźwiękowej konstrukcji optycznej, kontroli środowiska ani kalibracji. Ułatwia to ochronę tych inwestycji przez cały okres eksploatacji systemu.