Использование лазерного сканирования для проверки чистоты деталей

Эти две идентичные детали имеют канавку для нанесения герметика. Деталь слева показывает низкий общий уровень загрязнения, но высокий уровень загрязнения в канавке. Правая часть показывает обратное. Это демонстрирует преимущества обнаружения изображений по сравнению с интегральными или точечными измерениями, которые в таких ситуациях могут дать ошибочные результаты.

Защита поверхностей деталей от загрязнений имеет решающее значение во многих современных производственных процессах, таких как склеивание и сварка, нанесение покрытий и вакуумная обработка. Учитывая это требование, а также растущий спрос на цифровизацию и документирование этих процессов, существует реальная потребность в измерительном оборудовании, которое может оценить чистоту всей детали.

Объединив сверхчувствительный метод лазерно-индуцированной флуоресценции с концепцией лазерного сканирования, компания Fraunhofer IPM разработала устройства для контроля деталей площадью от менее 1 кв. дюйма до десятков квадратных футов.

Одним из таких устройств является F-Scanner, который использует фиолетовый или ультрафиолетовый лазерный луч для придания флуоресценции органическим остаткам, таким как волочильные и охлаждающие смазки, масла для смазки, антиадгезивы, флюсы и отпечатки пальцев. Эти загрязнения затем излучают собственный свет, который контрастирует с чистой голой металлической поверхностью, которая сама по себе не проявляет флуоресценции.

Для покрытий и известных загрязнений устройство можно откалибровать для получения количественных данных измерений. Предел его обнаружения составляет от 0,1 до 1 мг/кв. футов, что соответствует всего нескольким нанометрам толщины слоя. Для калибровки требуются эталонные значения, например, гравиметрические измерения с использованием точных весов. Если устройство не откалибровано, на заводе устанавливается стандарт флуоресценции, чтобы гарантировать, что результаты, полученные от одних и тех же или разных устройств, всегда будут сопоставимы.

Мощная оптика сканера и быстрое обнаружение сигнала флуоресценции позволяют устройству выполнять более 1 миллиона отдельных измерений в секунду. Это достаточно быстро, чтобы справиться с высокоскоростными задачами, такими как обработка полосового металла. На основе данных измерений программное обеспечение создает цифровую карту загрязнения или ландшафта покрытия по всей поверхности. Для неподвижных деталей оптическое разрешение зависит от требуемого времени цикла и обычно составляет от 200 до 1000 мкм.

Сканер доступен в автономной и встроенной версиях, а также может быть интегрирован в производственное оборудование. Автономная версия основана на блоке 2D или блоке перемещения 1D, в зависимости от размера детали. Он оснащен камерой для образцов соответствующего размера, что обеспечивает лазерную безопасность класса 1.

Встроенная версия, обычно основанная на блоке 1D, предлагает настраиваемые механические, электрические и программные интерфейсы. Его монолитная конструкция подходит для работы как в чистых, так и в суровых условиях и может включать заменяемое без инструментов окно, водяное охлаждение, систему продувочного газа и амортизаторы. Лазерная система класса 3b должна быть закрыта или соответствующим образом экранирована для обеспечения безопасной работы с лазером. Система оснащена безопасными входами и выходами, которые могут быть подключены к логике блокировки, а также управлением лазером с помощью ключа.

Благодаря скорости сканирования до 400 строк в секунду 1D-модель может захватывать детали или полосу металла со скоростью обработки 150 м/мин. с ¼ дюйма. разрешение. Это соответствует более чем 2000 измерениям на квадратный фут. Его также можно установить на роботе, линейной оси или портале, что обеспечивает гибкий и высокоскоростной захват сложных деталей практически произвольного размера, например, в процессе литья под давлением или формирования панелей. Для небольших деталей размером до 24 на 24 дюйма наиболее подходит 2D-модель с присущим ей режимом 2D-сканирования.

Быстрый и полный флуоресцентный контроль поверхностей деталей с помощью лазерных сканеров помогает производителям обеспечить непрерывный контроль качества в сложных процессах и отраслях. Это может сократить количество брака и улучшить качество, безопасность и срок службы продукции. Более того, это может проложить путь к более устойчивым процессам очистки и нанесения покрытий, основанным на данных, которые могут выиграть от прямой обратной связи с контрольным устройством.