Inžinjeri kvaliteta danas imaju na raspolaganju niz različitih tehnologija i pristupa, od kojih svaki ima svoje snage, za provođenje mjerenja i pregleda potrebnih da bi se zadovoljile stroge tolerancije dijelova i sve strožiji QC (quality control) zahtjevi. Opcije uključuju teška mjerenja, CMM s dodirnom sondom, laser, mjerenje zraka i vidljivosti, kao i mnoge druge. U ovom ćemo članku postaviti pitanje: kada je optičko mjerenje pravi pristup i zašto?
Potreba za brzinom
Za mnoge primjene optičkih mjerenja najvažnija je brzina. Optički pristupi mogu gotovo trenutno zabilježiti veliki broj podataka visoke preciznosti unutar jednog vidnog polja. To će uvijek biti brže od metoda temeljenih na kontaktima, poput CMM-a s dodirnom sondom kod kojih se dio ili sonda moraju fizički premjestiti kako bi zabilježili više podataka. Uvođenjem digitalnih optičkih komparatora, mjerenje je još brže, što je rezultat napretka objektiva, fotoaparata i softverske tehnologije koji pružaju šire vidno polje nego što je to kod tradicionalnih optičkih komparatora. Na primjer, donja slika prikazuje dio koji je velik gotovo tri inča i mjeri se u djeliću sekunde.
Dio koji je velik gotovo tri inča i mjeri se u djeliću sekunde. Izvor: VISIONx
Ovdje se na ovom otprilike 3×3 inča području zabilježe podaci o hiljadu tačaka, a razne dimenzije (tj. prečnici, uglovi, udaljenost do ivica itd.) izračunavaju se u trenutku. U ovim vrstama aplikacija, gdje optički sistem može zabilježiti podatke o velikom broju tačaka visokog značaja unutar jednog vidnog polja, brzina optičkog mjerenja jednostavno se ne može nadmašiti.
Jedno rješenje
Aplikacije mogu imati širok spektar zahtjeva, a u mnogim slučajevima sposobnost kombinovanja mjerenja i opštih mogućnosti inspekcije u jednoj mjernoj platformi je ogromna prednost kada se koristi optička tehnologija. Na primjer, mjerenje zasnovano na uočavanju (engl. vision-based measurement) omogućava mjerenje dimenzija, kao i brojne različite vrste pregleda, uključujući otkrivanje nedostataka, provjeru boja, podudaranje s uzorcima, provjeru kompletnosti sklopa, optičko prepoznavanje, površinsku inspekciju, otkrivanje prisutnosti/odsutnosti i još mnogo toga.
5-osne mogućnosti
Kao nekontaktna tehnologija, optičko mjerenje može riješiti određene izazove tamo gdje se drugi pristupi ne mogu praktično primijeniti. Jedan je primjer situacija u kojoj bi dio mogao biti izmijenjen ili deformisan kontaktom dodirne sonde. Korisnici optičkog mjerenja trebali bi postupiti oprezno ako kamera ne može prepoznati dio jer ga ne može vidjeti – npr. jer je jedan dio sakriven iza drugog. Kako bi se savladao taj izazov, nedavno su razvijeni i predstavljeni novi, napredni 5-osni digitalni optički komparativni sistemi.
5-osni digitalni optički sistem sposoban je naginjati i rotirati dijelove radi pregleda područja i dijelova koje kameri ne bi bile vidljive u 3-osnom sistemu. Ovi novi 5-osni sistemi posebno su pogodni za rad s dijelovima složene geometrije i otvaraju čitav niz aplikacija za optička mjerenja. Zahvaljujući preciznom dvostrukom rotacijskom stepenu, novi 5-osni sistemi omogućavaju pravilno gledanje dijelova sa svih strana i uglova kako bi se izvršila potpuno automatizovana kontrola i mjerenje složenih dijelova, te kako bi se dobili rezultati nezavisni od operatera.
Automatske usporedbe s CAD datotekom
Nudeći jedinstvenu pogodnost za optičko mjerenje, neki optički komparatori mogu ponuditi mogućnost obavljanja mjerenja i automatsku usporedbu dijela sa pripadajućom CAD datotekom. To je izuzetno korisno u mnogim aplikacijama, uključujući one u kojima treba provjeriti tolerancije profila. Korištenjem CAD Auto – Align alata sa sistemskim 3-osnim džojstikom, korisnik treba samo “grubo” smjestiti CAD datoteku na ekran blizu dijela. Zatim sistem automatski poreda CAD podatke na dio duž jedne ili više tačaka ili izvršava sveukupno najbolje prilagođavanje (korisnik može odrediti koji će se pristup primijeniti). A kada se CAD podaci pravilno poravnaju s dijelom na ovaj način, alat CAD Auto PASS/FAIL tada se može koristiti za automatsku usporedbu dijela sa njegovom CAD datotekom.
Uz ukupni rezultat PASS/FAIL, ovaj alat također može pružiti mjerenja odstupanja od nominalne snage, kao i mnoge druge vrste mjerenja. Na slici ispod je primjer primjene alata CAD Auto PASS/FAIL na medicinskom dijelu. Rezultati su nezavisni od operatera i puno su precizniji od onih dobivenih pomoću tradicionalne optičke usporedbe. Situacije u kojima je dio potrebno usporediti sa svojim CAD podacima poput ovog idealne su primjene za ovu optičku mjernu tehnologiju.
Primjer primjene alata CAD Auto PASS / FAIL na medicinskom dijelu. Rezultati su nezavisni od operatera i puno su precizniji od rezultata dobivenih pomoću tradicionalne optičke komparacije. Izvor: VISIONx
Slučaj kombinovanja rješenja za optička mjerenja
U nekim slučajevima postoje kombinacije optičkih mjerenja s drugim tehnologijama kako bi se dobili sveobuhvatniji rezultati od korištenja samo jedne tehnike. Dobar primjer za to je kombinacija uočavanja i lasera. Dio za uočavanje pruža brze i precizne dimenzije X, Y-ose, a laser omogućava brza i precizna mjerenja po Z-osi. Slika ispod prikazuje primjer: utor na kovanoj lopatici turbine avionskog motora. Uočavanjem se može izmjeriti širina i dužina utora, a laser može gotovo trenutno izmjeriti njegovu dubinu s velikom tačnošću. Ovo je izvrsno rješenje za aplikaciju koja se u historiji smatrala teškom i dugotrajnom u zrakoplovnoj industriji.
Utor na kovanoj lopatici turbine avionskog motora. Uočavanjem se može izmjeriti širina i dužina utora, a laser može gotovo trenutno izmjeriti dubinu s velikom tačnošću. Izvor: VISIONx
Kritična dokumentacija
Konačno, kao i mnogi drugi pristupi mjerenju, optička mjerna rješenja mogu se koristiti za pružanje kritične dokumentacije za QC proces. Izmjerene dimenzije mogu se prenositi i pohraniti u baze podataka, uključiti u izvještaje, itd. Prednost koja je jedinstvena za optički temeljene pristupe je sposobnost bilježenja slika i dobrih i loših dijelova, njihovo uključivanje u dokumentaciju zajedno sa mjerenjima, i rezultujuća statistika za grupe mjerenja.
Inžinjeri kvaliteta imaju na raspolaganju mnogo različitih tehnologija koje udovoljavaju specifičnim zahtjevima mjerenja. Nedavni napredak u optičkim mjerenjima uveliko je proširio opseg aplikacija kojima može služiti. A kao vrlo brz, precizan, fleksibilan i bezkontaktan pristup, očekuje se da će optičko mjerenje u budućnosti nastaviti širiti opseg primjene.
Članak “Optical Measurement: When & Why?”, autora Patrick-a Beauchemin-a preveden je sa bloga QualityMagazine.
