Els sistemes d'inspecció òptica i làser poden resoldre defectes, condicions de vora, característiques de la superfície i errors de posició que els equips de producció convencionals poden no detectar. El seu rendiment, però, no està determinat només per càmeres, làsers, òptiques, codificadors o programari. La plataforma estructural sota aquests components ha de preservar l'alineació mentre el sistema es mou, escalfa, refreda i funciona en un entorn de producció real.
Els components de granit de precisió personalitzats s'utilitzen àmpliament en inspecció òptica automatitzada (AOI), metrologia làser, inspecció de semiconductors, imatges industrials, manipulació d'hòsties i sistemes de moviment d'alta -resolució. Un dissenyat correctamentbase de granit, pont, guia o accessori proporciona una referència geomètrica estable per a la cadena de mesura completa. El granit és especialment rellevant quan es requereix una vibració baixa, una resposta tèrmica controlada, una geometria-a llarg termini i una resistència a la corrosió. El granit es selecciona habitualment a la indústria òptica per a l'estabilitat dimensional, l'amortiment de vibracions i la resistència tèrmica. reitz-natursteintechnik
La clau no és simplement demanar un bloc de granit. El component s'ha de dissenyar al voltant de la ruta òptica del sistema d'inspecció, l'arquitectura de moviment, les càrregues, el pressupost de precisió, els controls ambientals i la seqüència de muntatge.
Comenceu amb el requisit de mesura
La primera pregunta de disseny hauria de ser: què ha de mesurar o inspeccionar el sistema i quin error estructural és acceptable en el punt de mesura?
En un sistema de desplaçament làser, uns quants micres de moviment relatiu entre el sensor, l'objectiu i l'eix de moviment poden afectar els resultats. En una plataforma AOI de-format gran, la planitud local, la rectitud del rail, l'alineació de la càmera-a-l'escenari i les condicions de suport poden influir en la coherència de la imatge. Per a la mesura interferomètrica, l'estabilitat del camí-del feix pot ser més important que la capacitat de càrrega estàtica simple.
Els enginyers haurien de definir el volum de treball requerit, la precisió de posicionament, la repetibilitat, la deriva admissible, el temps de cicle, la massa en moviment i el rang de temperatura ambiental. Aleshores, el component estructural es pot dissenyar per donar suport a aquests objectius.
Un error comú és especificar el granit només per les dimensions generals i la planitud. Això deixa preguntes importants sense resposta: quina superfície és la dada mestre? On s'instal·laran els rails i les bàscules codificadores? Quines àrees necessiten una precisió de lligadura? Quines càrregues s'aplicaran a les insercions? Com es suportarà, enviarà, aixecarà i calibrarà la base?
Aquests detalls s'han d'establir abans de començar el mecanitzat final. Els canvis a les ubicacions de les insercions roscades o a les dades de les guies després d'un acabat de precisió poden generar un cost i un risc de programació innecessaris.
L'estabilitat tèrmica és un problema del sistema
Els sistemes d'inspecció òptica i làser són sensibles a l'expansió diferencial. La preocupació no és només la temperatura mitjana de l'habitació. El flux d'aire desigual, la calor dels mòduls d'il·luminació, els motors lineals, l'electrònica i els equips de procés propers poden crear gradients locals que dobleguen o distorsionen lentament una estructura.
El granit té una expansió tèrmica relativament baixa i una conductivitat tèrmica baixa. Això significa que tendeix a respondre més lentament als canvis de temperatura locals que moltes estructures metàl·liques. El seu comportament tèrmic és una de les raons per les quals el granit de precisió segueix sent un material pràctic per a equips de metrologia, plataformes òptiques i bases de màquines d'alta-precisió. Les directrius de la indústria per a estructures de suport òptic també subratllen que els canvis de temperatura no-uniformes poden doblegar una estructura durant llargs períodes de temps i recomana controlar l'entorn mentre es dissenya l'estructura perquè sigui menys sensible a la temperatura-. Newport
Aquest avantatge no elimina la gestió tèrmica. Els components grans de granit encara poden desenvolupar gradients, especialment quan es concentren rails metàl·lics, suports de motor, vies de cable o equips làser de gran-potència. Els bons dissenys allunyen les principals fonts de calor de les dades crítiques sempre que sigui possible, permeten un encaminament de cables raonable i deixen espai per a sensors de temperatura i estratègies de compensació.
La combinació de materials també és important. Les insercions-d'acer inoxidable, els suports d'alumini, els rails d'acer i el granit s'expandeixen de manera diferent. El seu disseny conjunt ha d'evitar forçar l'estrès tèrmic al granit o moure una interfície de precisió quan canvia la temperatura de funcionament.
Controla la vibració abans que arribi a l'òptica
Les òptiques d'alta-resolució poden reaccionar a vibracions que els operadors gairebé no perceben. El trànsit a peu, les màquines-eina adjacents, les bombes, els ventiladors, els sistemes d'aire comprimit-, els cables mòbils i l'acceleració ràpida de les etapes pròpies del sistema poden pertorbar l'adquisició d'imatges o les lectures làser.
El granit de precisió ofereix massa, rigidesa i amortiment natural que ajuden a reduir la transmissió de vibracions als components sensibles. S'utilitza amb freqüència com a base estable per a estructures de metrologia perquè es pot mecanitzar fins a una gran planitud mentre es manté resistent a l'òxid i als atacs químics.
Tot i així, el granit no és un substitut d'un pla de control-de vibracions complet. El marc de suport, els punts d'anivellament, els aïlladors, l'estat del sòl, el centre de gravetat de la màquina, la massa mòbil i el perfil del servo contribueixen al comportament dinàmic final. Per a un sistema d'inspecció làser sensible a la vibració-, és convenient mesurar la vibració del lloc i identificar els intervals de freqüència rellevants abans de seleccionar l'aïllament passiu o actiu.
Els dissenys integrats també poden ajudar. Quan els rails de precisió es munten directament al granit, el sistema pot treure plaques de base intermèdies, reduir l'alçada de treball, millorar la rigidesa estructural i reduir determinades contribucions d'error Abbe-. Aquesta configuració s'utilitza en sistemes d'inspecció de substrats i hòsties multi-eixos.pi-usa
Especifiqueu les dades, les insercions i les interfícies amb claredat
Un component de granit personalitzat esdevé valuós quan proporciona interfícies utilitzables, no només una superfície estable. Els requisits típics inclouen:
Plans de muntatge solapats per a guies lineals, coixinets d'aire, columnes òptiques o marcs de càmera.
Insercions d'acer inoxidable-roscades per a suports, cobertes, portacables i accessoris.
Forats de precisió, casquilles, ubicacions de tacs, ranures o coixinets metàl·lics units per a un muntatge repetible.
Cares de referència paral·leles o perpendiculars per a l'alineació i calibratge del sistema.
Rebaixats, passatges de cables, canals de buit i àrees protegides per a serveis públics.
Forats d'elevació, provisions de manipulació i punts de suport definits per a una instal·lació segura.
El dibuix ha de distingir entre superfícies funcionals i àrees no-crítiques. Aplicar la tolerància més estreta a cada cara augmenta el cost sense millorar necessàriament el rendiment del sistema. Un millor enfocament és identificar un esquema de dades clar i especificar la planitud, la rectitud, el paral·lelisme, l'esquerre, la precisió de la ubicació i l'acabat de la superfície només quan influeixen en el sistema òptic.
Per a plaques de superfície de granit i estructures de precisió relacionades, també és essencial un suport adequat. La guia del sector recomana habitualment donar suport a aquests productes en ubicacions especificades de tres- o quatre-punts per preservar la seva geometria calibrada. Les bases de granit grans poden requerir un marc de suport-personalitzat i un pla d'anivellament en lloc de peus genèrics.starrett
Verificació de la precisió i preparació de la sala neta
Els gestors de qualitat haurien d'acordar amb el proveïdor el mètode d'inspecció abans de comprar. Una inspecció bàsica de planitud pot ser suficient per a una base de fixació. Una plataforma d'inspecció per làser pot requerir un informe més complet que inclogui la rectitud de les guies, el paral·lelisme del-coixinet del carril, les coordenades d'inserció, la perpendicularitat entre les cares i la verificació del muntatge amb el maquinari-subministrat pel client.
Els equips d'inspecció poden incloure nivells electrònics, autocolimadors, interferòmetres làser, sistemes de mesura de coordenades, indicadors de marca i artefactes de referència calibrats. El mètode, les condicions ambientals, els punts d'acceptació i el format d'informe s'han d'especificar a la comanda de compra.
L'ús de sales netes introdueix més requisits pràctics. El granit en si no s'-rovella i es pot netejar fàcilment, però el conjunt complet necessita atenció: els materials d'inserció, els compostos de segellat, les interfícies unides, l'estratègia de lubricació, les cobertes de cables i l'embalatge han de ser compatibles amb el nivell de neteja requerit per la instal·lació.
A UNPARALLELED®, els components de granit de precisió personalitzats es desenvolupen normalment a partir de dibuixos del client o d'una revisió conjunta de la disposició de la màquina. Per als sistemes òptics i làser, la revisió normalment se centra en l'estructura de dades, les interfícies de ferrocarril i d'inserció, la manipulació, els criteris d'inspecció i l'entorn real d'instal·lació. Això és més útil que tractar el granit com a peça estàndard.
Una estructura de granit-ben especificada ofereix als equips d'inspecció òptica i làser una plataforma estable des de la qual actuar. No substitueix el disseny òptic sonor, el control ambiental o el calibratge. Fa que aquestes inversions siguin més fàcils de protegir durant la vida útil del sistema.