Измерване на диаметър и дебелина върху въртящи се детайли

В индустриалното производство измерването на разстояние, диаметър и дебелина играе централна роля. Независимо дали става дума за осигуряване на качеството на кръгли части, мониторинг на производствените стъпки или контрол на процеса – технологията на измервателните сензори осигурява основата за възпроизводими резултати. Но как могат да се постигнат прецизни измервания, когато повърхностите са въртящи, грапави или променливи? И как всъщност работи измерването на дебелината с лазерен сензор за разстояние? Тази статия дава отговори на тези въпроси.

Лазерният сензор за разстояние измерва дебелината на материала на намотка в индустриална производствена среда без контакт
Безконтактно измерване на дебелината с лазерен сензор за разстояние

Измерване на дебелината с лазерни сензори за разстояние – така работи

Измерването на дебелината с лазерни сензори за разстояние се базира на записване на две стойности на разстоянието от противоположни страни на обект и изчисляване на разликата от тях. За разлика от класическите методи с тактилни измервателни глави, оптичното измерване предлага няколко предимства:

  • Безконтактен: Няма механично напрежение върху детайла
  • Висока измервателна честота: Подходящо за динамични процеси
  • Независимо от цвета/материала , до известна степен
  • Почти никакво износване: Няма движещи се части в измервателната глава

На практика два сензора са разположени така, че всеки да осветява едната страна на обекта. Стойностите на разстоянието се изваждат в контролната система и се извеждат директно като дебелина на материала.

Това включва приложения като:

  • Контрол на дебелината на филми или ленти
  • Инспекция на ширината и дебелината на ламарина или плочи
  • Контрол на качеството на екструдирани профили

Лазерна триангулация – специална здравина за контури

Лазерните триангулационни сензори са специална форма на лазерно измерване на разстояние. Те работят според ъгловия принцип: лазерен лъч удря повърхността, а приемният детектор определя разстоянието чрез позицията на отражението. Този принцип е идеален за:

  • Подробни измервателни задачи
  • Повърхности с неравномерно или леко отразяващо поведение
  • Измерване на точки с висока резолюция

За разлика от простите сензори за време на полет (измерване на време на полет), триангулацията осигурява по-висока прецизност – идеална за изчисляване на дебелина и диаметър в диапазона от десети до стотни от милиметър.

Измерване на въртящи се детайли – защо динамиката помага

При въртящи се приложения, като инспекция на завъртени части, движението на обекта няма негативен ефект, но често има положителен ефект. Когато детайлът се завърти, лазерната точка се плъзга по повърхността. Малки аномалии като зърно, локална неравност или отделни чипове се „усредняват“, което увеличава стабилността на измерването. Освен това, дисбалансите или формалните грешки са веднага разпознаваеми, защото редовно се повтарят в измервателния сигнал.

Случай на употреба: Измерване на диаметри на въртящия се механизъм

Практичен пример показва това много добре: Трябва да се тества въртяща се дървена мандрел за своя диаметър. Лазерен триангулационен сензор от серията P3 се използва директно върху процеса. Поради въртенето, стойността на разстоянието води до значима измерителна област, от която диаметърът се изчислява чрез геометрията.

Лазерният сензор за разстояние измерва дебелината на въртящ се детайл в тестовата система
Измерване на дебелината на въртящи се компоненти

Възможни са две концепции:

  1. Единично измерване (изчисляване на радиуса): Сензор измерва разстоянието до повърхността. Тъй като диаметърът на въртенето е известен, дебелината или диаметърът може да се изчисли чрез геометрията.
  2. Концепция с два сензора (директно измерване на дебелината): Два сензора едновременно измерват противоположните страни на детайла. Разстоянието между измервателните точки директно води до дебелината/диаметъра.

И двата метода могат да се използват гъвкаво в производствени или тестови процеси – въпреки че отделната система обикновено е по-икономична и по-лесна за интеграция.

Практични съвети за стабилни резултати

За да се гарантира, че измервателните задачи работят надеждно и при реални условия, има няколко неща, които трябва да се вземат предвид:

  • Позиция на сензора и ъгъл на гледане: Ъгълът на гледане спрямо повърхността, който е възможно най-перпендикулярен, намалява грешките при измерване.
  • Спазвайте работното разстояние: Лазерните триангулационни сензори имат оптимален обхват на измерване – в този прозорец стабилността и прецизността са най-високи.
  • Разгледайте повърхността: Силно лъскави или отразяващи повърхности могат да затруднят отразяващите измервания – подходящи сензори с адаптивна оценка заобикалят това.
  • Защита срещу външни влияния: Прах, смазочни материали или вибрации могат да пречат на измервателните сигнали – подходящи механични щитове или филтри в оценката могат да помогнат тук.

Заключение

Лазерните триангулационни сензори предлагат много надежден метод за инспекция на дебелина и диаметър – независимо дали върху въртящи се детайли или неподвижни обекти. Тяхната висока измервателна честота, прецизност и безконтактна работа ги правят предпочитаното решение за производствени и качествени задачи в широк спектър от индустрии.

Автор

Picture of Макс Мустерман

Макс Мустерман

Длъжност