【解決方案】可視化測量-多傳感器測量技術監控生產質量

可視化的測量

多傳感器技術監控生產質量

在保證質量的情況下，不同的測量設備用于完成不同的測量任務：在生產監控中往往選擇快速測量設備，而針對公差小的零件測量則需要高精度的復合式坐標測量機。計算機斷層掃描技術可在打樣時對零件進行完整數據采集。

計算機斷層掃描技術在早期的工業應用中，常備用于零件的裂紋、空腔或者類似的缺陷的無損測量。如有設計測量尺寸就必須要結合坐標測量技術。位于德國吉森的WERTH應市場需求，在2005年推出了帶有計算機斷層掃描技術的三坐標測量機（還可選擇多種傳感器），并在百隆公司（位于奧地利的福拉爾貝格）組建了就計算機斷層掃描技術應用于尺寸測量技術領域的試點項目。該項目為百隆公司提供了多臺不同功能的CT設備。有些設備目前還在提供服務。2015年，百隆公司引進了WERTH新的小焦點300KV高射線管電壓的CT設備，用于鋼制零件的**測量。

WERTH與百隆公司的合作已經有很長的歷史?！霸缭?994年，我們就擁有了WERTH的復合式坐標測量機”，Heimo Masser（圖1）是百隆公司坐標測量技術的負責人。在過去的幾年中，陸續采購的機器數量增加到30臺?！按蠖鄶禉C器設備被安置在福拉爾貝格的生產基地，為超過6000種不同的測量程序進行三班工作制生產服務?！?br>

多樣的測試零件

供應商提供的用于家具的高品質鉸鏈、折頁和拉伸系統的大量多樣性零件進行測量，測量任務從塑料零件的針頭尺寸大小知道超過一米的導軌長度。由于不同的質量要求，需要選用不同的設備。

為了盡可能滿足對零件生產量的生產監控，配備了擁有一個中立加速度的Werth Inspector FQ機器設備。線性驅動器為其提供了很高的側昂速度：5軸定位速度為1m/s。圖像處理傳感器通過結合擁有飛行模式，在軸處于運動中時進行測量點的采集。以這種方式可以實現10倍于傳統測量設備的測量速度，達到每秒15個特征的測量頻率。

微米級的精度

測量不確定性要求為微米級的高精度測量任務需要使用WERTH的VideoCheck機器來完成。這一機型配備了空氣軸承和穩固的花崗巖橋式結構（圖2）。該機型作為多傳感器的標準構建，可以達到的高精度等級的長度。測量誤差為0.1微米左右。帶有計算機斷層掃描傳感器（CT）的TomoScope機器。這類機器都自帶保護裝置，無需再配備其他的輻射防護張志。在機器上都自帶自主研發的夾緊裝置，可以快速固定大多是被測零件。用于過程控制的測量所得數據將自動傳輸到局域網的SPC系統上，從而控制生產過程。

測量機器與時俱進

雙方在合作之初就已明確，現有的測量程序必須在軟件升級和硬件更新后能夠兼容。通過軟件維保合同以及和WERTH軟件研發及應用部門的密切合作，軟件更新工作從1994年到現在從無中斷。操作人員可以隨時獲得新的軟件功能。

由于軟件升級也需要硬件配合，在更改電子組件的同時，單個組件如光源或者較大的光柵尺系統也需要更新升級?！昂芏鄼C器設備在過去的幾年中多次升級到新狀態，以滿足不斷提升的需求”，Heimo Masser回憶道，“通過這些調整，甚至連我們的上世紀90年代的老古董幾乎也都達到了當前設備的性能水平?！?

X射線斷層掃描技術更快速

在X射線斷層掃描技術被引入之前，公司優選常規的3D測量技術，以此獲得模具制造許可。這些傳統的方式是昂貴的，并且通常要耗時幾天才能完成。使用X射線斷層掃描傳感器測量獲得的顏色編碼3D圖像顯示結果僅僅需要幾小時。因為可以通過理論-實際3D數模比對，零件的問題位置一目了然。整個零件，包含其內部的幾何形狀的測量節約了大量的時間。

Heimo Masser說，“對于我們來說，即使這些機器的**感覺很貴，但是我們還是會在短的時間進行采購?！爆F在，CT測量設備的主要應用領域是塑料零件的首件檢測以及相應的模具制造許可。當前更強大功率的設備不僅僅能測量塑料件，還可以測量鋼、鋅或者鋁制品?！凹词故峭暾惭b好的組件，也能夠測量出各部分之間的尺寸或者位置偏差?！盡asser先生說道，“零件之間的安裝位置也可以通過視覺直接評估?！?

自帶輻射防護

在實際應用中，必須根據測量對象不同材料、尺寸大小和預期的數據質量來合理選擇X射線管電壓的大小。WERTH提供了一些列X射線管電壓在130KV到300KV之間的自帶輻射防護裝置的機器設備，以及為檢測較大較重零件的450KV特殊設備。在雙方的密切合作中，還研發出了特殊的數學計算方法來糾正偽影，以盡量減少斷層掃描過程中產生的系統偏差。

通過一個集成到測量設備中的零件托盤系統，測量機可以全天候無人值守工作。因為零件更換系統被集成在測量機內部，無需額外的輻射防護措施，這一系統類似于價格高昂的機器人，由此實現了更高的運行可靠性。通過零件的自動加載功能，設備的生產率比傳統操作條件下提高了300%?！艾F在，如果充分利用我們的CT設備的話，每年可以測量超過4000個零件?！盚eimo Masser說道。

展望

不斷增加的產品復雜性體現出了3D傳感器技術在完整并且快速地測量零件的重要性。當傳統的多傳感器技術應用于快速SPC檢測時，X射線斷層掃描也提供了助力。在測量軟件上的離線編程和交互操作的先進功能具有很好的前景。重要的是，用戶和制造商之間定期進行的專業交流促成了多年來合作的成功。通過這種方式，設備在研發初期就可以根據雙方的需求來制定。

從馬蹄防滑釘到**家具五金

自1952年以來，百隆公司生產用于**家具的高品質鉸鏈、折頁和拉伸系統。在全球擁有大約6600名員工，是全球家具行業的指定供應商。在福拉爾貝格有7個工廠，其他生產基地位于波蘭、美國和巴西。為了滿足客戶的質量要求，五金制造商20多年來一直使用WERTH的復合式坐標測量機。

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