Sensori di misurazione
Misurazione della planarità e della deformazione
Punti chiave
- Distinguere la planarità (misura 2D) dalla deformazione (misura 3D) per una corretta scelta metrica.
- Metodi: regolo/spessimetro, piastra, CMM, sensori ottici e laser ad alta precisione.
- La misurazione multitestina riduce gli errori dovuti alle vibrazioni e accelera il ciclo produttivo.
- La testa singola richiede lo scorrimento del pezzo, mentre la soluzione laser 2D misura i profili senza spostamento.
- La scelta del sistema deve basarsi sulla precisione richiesta, sull’ambiente operativo e sull’integrazione di linea (CMM/sensori laser).
La planarità e la deformazione sono concetti distinti nella scienza dei materiali e nella metrologia, ma nel contesto dell'ingegneria, della produzione e del controllo qualità sono correlati, poiché sono entrambi associati alla precisione geometrica delle superfici e dei componenti.
Nell’individuare la soluzione migliore per misurare la deformazione e la planarità, è importante considerare il tipo di sistema di misurazione da utilizzare e l'ambiente di installazione. La scelta di strumenti che non soddisfano adeguatamente le vostre esigenze può comportare una precisione insufficiente e un aumento delle ore di lavoro durante la produzione.
Questa pagina è stata ideata per guidare gli utenti nella ricerca di un sistema di misurazione della deformazione e della planarità e per individuare la soluzione migliore per effettuare misurazioni affidabili.
Scelta del caso di misurazione della planarità e della deformazione
Che cos'è la misurazione della planarità?
La misurazione della planarità consiste nell'analizzare la superficie di un oggetto per determinare in che misura essa aderisce a un piano perfettamente piatto, assicurando che la superficie sia il più piana possibile (o almeno entro determinate tolleranze).
È importante notare che la misurazione della planarità è una forma di misurazione 2D e non deve essere confusa con la rugosità superficiale, che è una misura 2D delle piccole irregolarità superficiali di un determinato oggetto.
Le misurazioni della planarità sono fondamentali in molti settori industriali, poiché spesso garantiscono che le parti delle macchine si adattino e funzionino correttamente insieme. Una scarsa planarità spesso porta a problemi operativi come un montaggio improprio delle parti, una maggiore usura e, in ultima analisi, il guasto completo di un componente o di un sistema.
Come misurare la planarità
Le misurazioni della planarità possono essere effettuate utilizzando strumenti tradizionali come un regolo di precisione e uno spessimetro, che sono particolarmente adatti per scopi ingegneristici generali, oppure una piastra di superficie e un indicatore, che offrono risultati di precisione media.
Le macchine di misura a coordinate, o CMM, sono comunemente utilizzate per misurazioni ad alta precisione in ambito industriale. Queste macchine si avvalgono di una sonda per toccare diversi punti sulla superficie del pezzo e la planarità viene calcolata sulla base di tali punti.
Gli oggetti sensibili e fragili possono essere misurati utilizzando strumenti di misura ottici quali sensori di misura e laser.
Che cos'è la misurazione della deformazione?
La deformazione si riferisce alla distorsione o alla deformazione di vari materiali, tra cui plastica, metalli, vetro e legno, causata da vari fattori produttivi o ambientali. La deformazione può causare piegature, curvature, torsioni o altre deformazioni di parti e componenti, con potenziali complicazioni nell'assemblaggio finale della parte o del prodotto.
La misurazione della deformazione è il processo di analisi delle distorsioni che riguardano l'oggetto su più piani. A differenza della planarità, che è quasi sempre una misurazione 2D in uno spazio 3D, la misurazione della deformazione è esclusivamente 3D.
Tali misurazioni vengono tipicamente effettuate utilizzando strumenti a tasteggio e attrezzature di posizionamento, ma possono essere ottenute anche da CMM e laser ad alta precisione. La misurazione della deformazione è fondamentale in numerosi settori, come quello manifatturiero, dove garantisce il corretto inserimento e funzionamento dei vari pezzi prodotti.
Come misurare la deformazione
La deformazione viene solitamente analizzata visivamente, confrontando un oggetto con una superficie di riferimento piatta nota, ma questo metodo è adatto solo per deformazioni grandi e evidenti. Misurazioni più precise richiedono l'uso di un righello e di uno spessimetro, che garantiscono un livello di precisione limitato.
Per una misurazione più precisa della deformazione, le CMM misurano anche diversi punti sulla superficie del pezzo per determinarne la deformazione, mentre i sensori di spostamento laser si basano sul calcolo delle variazioni di altezza/distanza tra la testa del sensore e la superficie del pezzo.
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Misurazione della deformazione/planarità utilizzando più testine sensori
La deformazione e la planarità vengono misurate calcolando la differenza di altezza ottenuta da più testine sensori in diversi punti del pezzo. Non si verificano errori di misurazione causati dalle vibrazioni generate dallo spostamento di una singola testina sensore nei diversi punti di misurazione. Poiché le testine sensori non vengono spostate, i tempi dei cicli di ispezione sono rapidi. Non è necessario alcun meccanismo per lo spostamento della testina sensore.
Misurazione della planarità del telaio
Sensore di spostamento confocale Serie CL-3000
Misurazione della deformazione/planarità utilizzando una sola testa sensore (sensore di spostamento laser 1D)
Il target o il sensore devono essere spostati, la deformazione e la planarità vengono calcolate dai dati raccolti in ciascuna posizione di misurazione. Viene utilizzata una sola testa, quindi i costi possono essere ridotti. Le vibrazioni causate dallo spostamento delle teste sensore provocano errori di misurazione. È necessario un meccanismo per lo spostamento della testa sensore.
Misurazione della deformazione di un circuito stampato
Sensore di spostamento confocale Serie CL-3000
Misurazione della deformazione/planarità utilizzando una testa sensore (sensore di spostamento laser 2D)
Un raggio laser viene proiettato sulla superficie del target e la deformazione viene calcolata misurando le differenze di altezza sul profilo riflesso. La deformazione può essere misurata senza spostare la testa sensore.
Misurazione della deformazione dei bordi del materiale
Profilometro laser 2D/3D Serie LJ-X8000
Sensore di spostamento confocale Serie CL-3000
Perché è importante controllare la planarità e la deformazione?
Come spiegato sopra, le misurazioni della planarità e della deformazione sono fondamentali in vari settori e applicazioni, soprattutto in quelli che richiedono alta precisione e montaggio accurato, così come nelle macchine che si basano sulla planarità e sull'assenza di deformazioni per garantire l'affidabilità operativa, l'assemblaggio perfetto e l'integrazione tra le parti.
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