Micrometri ottici / Micrometri a scansione laser

I sistemi di misura telecentrici ad alta velocità consentono di effettuare misurazioni dimensionali in più punti catturando istantaneamente immagini proiettate di oggetti in movimento senza dover fermare la linea, riducendo notevolmente il tempo di ispezione.

La sorgente luminosa LED verde ad alta intensità, il sistema ottico telecentrico e il CMOS ad alta sensibilità consentono alla Serie TM-X5000 di misurare con precisione le dimensioni partendo da silhouette dai bordi netti catturate senza dover fermare oggetti in rapido movimento. I diversi strumenti di misura possono essere combinati per supportare più punti di misura e diversi elementi di ispezione. È possibile effettuare un’ispezione al 100% senza alcun impatto negativo sul tempo di elaborazione, cosa non possibile con sistemi di misura dimensionali solo offline come i comparatori ottici convenzionali.

Tradizionalmente, utilizzando un sistema di misura telecentrico in linea, le immagini proiettate risultavano sfocate o fuori fuoco a causa del disallineamento degli oggetti in movimento. Una grande profondità di campo elimina questa preoccupazione, permettendo a questi sistemi di misurare in modo stabile catturando immagini nitide dei bordi senza necessità di grandi regolazioni della posizione dell’oggetto.

L’ottica telecentrica utilizzata sia nel trasmettitore che nel ricevitore consente ai sistemi di misura telecentrici Serie TM-X5000 di catturare immagini realistiche dei bordi. Le immagini vengono acquisite con precisione costante e una profondità di campo massima di ±15 mm (0,59"), anche quando l’oggetto è disallineato. Le lenti a bassa distorsione e il nostro algoritmo proprietario eliminano la necessità di regolare la posizione dell’oggetto e di calibrare fattori come l’illuminazione. Di conseguenza, gli errori di misura dovuti al disallineamento e la conseguente diminuzione del tasso di rendimento possono essere eliminati prima che si verifichino.

Con un sistema di misura del diametro esterno, è possibile eseguire in modo continuo misurazioni dimensionali in linea di oggetti a forma di filo, asta o nastro come cavi, prodotti estrusi e fogli. L’esposizione costante consente una misurazione ininterrotta, assicurando che nessuna ispezione o difetto venga perso.

I sistemi di misura del diametro esterno possono misurare in modo continuo. Una misurazione stabile è necessaria per eliminare ispezioni e difetti mancati. Con un micrometro ottico a passaggio di fascio che utilizza un sistema di scansione laser, possono verificarsi ispezioni mancanti per oggetti microscopici perché le variazioni non possono essere rilevate quando si trovano fuori dal percorso della linea di scansione. Per eliminare questo problema, i micrometri digitali ad alta velocità e alta precisione Serie LS-9000 e Serie LS-7000 sono dotati di una sorgente luminosa LED verde ad alta intensità e misurano su tutto il campo visivo durante il tempo di esposizione. Questo garantisce che nessuna variazione temporanea di valore o ispezione venga persa e consente una misurazione precisa.

Un robot di saldatura che opera continuamente per lungo tempo deforma il profilo della punta dell’elettrodo (il suo angolo o la sua curvatura), causando difetti di saldatura. Installare un sistema di misura telecentrico Serie TM-X5000 nella cabina del robot di saldatura. Considerando il carico applicato alla punta dell’elettrodo, aggiungere un movimento che faccia passare questa punta attraverso la luce trasmessa della Serie TM-X5000 ogni 50 cicli di saldatura continui. Anche se l’oggetto è in movimento, la Serie TM-X5000 può misurare i profili con immagini nitide, così può rilevare con precisione i cambiamenti del profilo dell’elettrodo, prevenendo difetti di saldatura e riducendo al minimo l’impatto sul tempo di lavorazione. Oltre alle macchine di saldatura, vi sono applicazioni anche per l’ispezione del profilo degli utensili di vari robot e macchine automatiche.

Un iniettore è assemblato da più parti, quindi le ispezioni richiedono la misurazione del diametro esterno in più punti. I normali sistemi di misura del diametro esterno comportano costi di installazione elevati e aumentano il tempo di ispezione perché è necessario installare più unità o spostare il sistema di misura per coprire tutti i punti. Inoltre, per garantire l’accuratezza del sistema di misura, i meccanismi mobili devono essere mantenuti, richiedendo tempo e sforzi. Un sistema di misura telecentrico può misurare istantaneamente i diametri esterni di più punti all’interno del campo visivo e può anche ispezionare simultaneamente più elementi come la coassialità.

L’allineamento dei substrati di vetro richiede un’elevata precisione e, convenzionalmente, è stato effettuato solo tramite sistemi di visione. Tuttavia, il posizionamento di oggetti trasparenti è difficile e può richiedere pre-allineamenti e calibrazioni complicate per migliorare i tempi di lavorazione mantenendo un’elevata precisione. I micrometri ottici ad alta velocità Serie LS-9000 offrono una modalità per la misurazione di oggetti trasparenti, oltre all’impostazione di una soglia di rilevamento del bordo a due livelli, consentendo una misurazione e un posizionamento stabili con applicazioni semplici anche nella gestione dei profili del bordo su un substrato di vetro sottile.

Con un tempo di esposizione di soli 100 μs (0,1 ms), i sistemi di misura telecentrici Serie TM-X5000 possono misurare simultaneamente fino a 100 elementi in un singolo scatto catturando rapidamente immagini 2D a fuoco senza dover fermare le linee veloci. È disponibile una vasta selezione di oltre 100 strumenti. Questi strumenti possono essere combinati per la misurazione in batch di diametro esterno, larghezza, altezza e raggio di profili complessi e, ad esempio, di passo, altezza, angolo, ecc. di più filetti da immagini proiettate acquisite in linea.

I sistemi di misura telecentrici Serie TM-X5000 offrono un funzionamento intuitivo per l’impostazione degli elementi di misura desiderati: basta selezionare le icone per combinare strumenti di base, strumenti elemento, strumenti ausiliari, strumenti applicativi e strumenti GD&T. Tra gli strumenti GD&T, è possibile selezionare e combinare i seguenti con altri strumenti per ispezioni in linea di varie istruzioni di disegno:

- Tolleranza di forma: rettilineità e circolarità
- Tolleranza di orientamento: perpendicolarità e parallelismo
- Tolleranza di posizione: concentricità

È supportata un’ampia gamma di misurazioni richieste per le ispezioni in linea, tra cui confronti con il master per l’identificazione dei prodotti e misurazioni della distanza di particelle estranee per i controlli visivi.

I micrometri ottici ad alta velocità Serie LS-9000 sono dotati di serie di un’unità di purga d’aria per una progettazione resistente agli ambienti che soddisfa lo standard IP67. Altamente resistenti a vapore, polvere, contaminazione da sostanze come olio, nebbia, urti e variazioni di temperatura, questi prodotti garantiscono misurazioni stabili del diametro esterno anche in ambienti difficili. Una volta installati in vari processi, possono misurare continuamente con esposizione costante, permettendo l’identificazione in tempo reale e la gestione tempestiva degli errori. Poiché le misurazioni possono essere eseguite durante i processi, grandi quantità di difetti non vengono più rilevate nelle ispezioni post-processo, migliorando il tasso di rendimento in diversi ambienti.

I micrometri ottici e laser sono noti per la loro elevata precisione; la Serie LS-9000 rileva oggetti fino a 0,08 mm o 80 µm con una precisione di ±2 µm. Nella maggior parte dei casi, i micrometri ottici e laser di fascia alta raggiungono spesso una precisione nell’ordine dei micron, generalmente tra 0,1 µm e 10 µm. Questo livello di accuratezza rende i micrometri ottici e laser estremamente preziosi per i settori che richiedono misurazioni esatte, come la produzione di semiconduttori e l’ingegneria di precisione.

Sebbene entrambi i sistemi vengano utilizzati per misurazioni di precisione, sono fondamentalmente diversi nei principi di funzionamento e nelle applicazioni. I micrometri ottici utilizzano una sorgente laser per misurare un oggetto specifico. La luce viene diretta sull’oggetto da misurare, che proietta l’ombra o la silhouette dell’oggetto su un ricevitore di luce; la dimensione dell’ombra fornisce la misurazione. Pertanto, i micrometri ottici e laser offrono misurazioni rapide e molto precise.
I sistemi di visione retroilluminati, invece, si basano su una retroilluminazione che viene utilizzata per illuminare l’oggetto, creando una silhouette nitida. Tuttavia, invece di un ricevitore che raccoglie i dati e li invia all’elaborazione, la silhouette nei sistemi di visione retroilluminati viene acquisita da una telecamera e il suo software elabora l’immagine per misurare l’oggetto. Questi sistemi sono certamente ottimi per misurazioni 2D complesse o per il controllo qualità, ma sono notevolmente più lenti e meno precisi rispetto ai micrometri ottici.

Entrambi i tipi di dispositivi appartengono alla gamma di prodotti di misura laser, ma hanno vantaggi distinti. I micrometri laser sono generalmente più veloci, poiché misurano l’intero profilo dell’oggetto in un’unica passata o scatto. Questo li rende ideali per i processi in linea in cui la velocità è fondamentale. I micrometri a scansione laser, invece, si basano su un fascio laser in movimento che scansiona l’oggetto. Il vantaggio è che le scansioni laser possono fornire misurazioni di profili eccezionalmente dettagliate, soprattutto nella scansione di geometrie complesse e superfici intricate. Tuttavia, sono anche notevolmente più lenti rispetto ai micrometri laser in linea e richiedono manutenzione a causa delle parti mobili.

I micrometri ottici sono estremamente versatili e in grado di misurare una vasta gamma di oggetti. Ciò include oggetti cilindrici, come fili, aste e tubi, ma anche oggetti trasparenti e opachi, come lastre di vetro o metallo. È possibile misurare anche componenti elettronici, materiali semiconduttori, fibre ottiche e qualsiasi materiale in cui sia preferibile o addirittura necessario un metodo di misurazione senza contatto per evitare danni o contaminazione del pezzo. Tuttavia, anche se l’elenco dei materiali misurabili dai micrometri ottici è ampio, è comunque necessario assicurarsi che la dimensione dell’oggetto rientri nell’intervallo di misura del micrometro.