Mengekalkan ketebalan bahan yang betul adalah penting dalam pembuatan ketepatan. Micro-Epsilon menangani cabaran ini, mempersembahkan kerumitan dan penyelesaian untuk pengukuran ketebalan sebaris. Terokai cara penderia dan sistem termaju mereka boleh meningkatkan ketepatan dan kecekapan dalam proses pengeluaran.
Apabila memilih sistem dalam proses untuk mengukur ketebalan bahan filem, plat atau kepingan, beberapa cabaran perlu dipertimbangkan, termasuk penjajaran sensor, lineariti dan kesan perubahan haba, kata Glenn Wedgbrow, Pengurus Pembangunan Perniagaan di Micro- Epsilon UK.
Terdapat banyak sebab mengapa kita perlu mengukur ketebalan. Semua bahan mempunyai toleransi dalam pengeluaran, jadi mana-mana bahan yang terlalu nipis atau terlalu tebal boleh menyebabkan masalah lebih jauh atau di tapak pelanggan akhir. Perubahan dalam ketebalan semasa pengeluaran boleh menunjukkan haus komponen, contohnya, dalam acuan penyemperitan atau pada dirian bergolek. Trend pemantauan boleh menunjukkan tanda amaran awal.
Kaedah tradisional untuk memeriksa ketebalan selalunya mengambil sampel ukuran dari permulaan pengeluaran dan kemudian sekali lagi pada akhir. Tetapi apa yang berlaku di tengah-tengah? Jika anda mendapati bahan itu di luar toleransi, itu adalah banyak perkara yang perlu dipertimbangkan. Jadi anda mungkin memilih untuk mengambil lebih banyak bacaan semasa proses itu. Jika semakan ini dilakukan secara manual, mereka sering memerlukan barisan pengeluaran untuk berhenti. Kebanyakan kebolehubahan proses akan datang dalam fasa 'mula' dan 'berhenti', jadi mengekalkan garisan berjalan secara amnya adalah kunci untuk meningkatkan konsistensi. Akhirnya, menyemak ketebalan produk semasa ia dihasilkan memastikan bahawa pelanggan akhir menerima kualiti produk yang diharapkan.
Jenis bahan sasaran dan proses pengeluaran yang digunakan semuanya mempunyai kaitan dengan cara ketebalan produk boleh diukur. Kadang-kadang ia berdasarkan penetapan celah pada roller atau pelarasan die dalam kepala penyemperitan. Ia boleh menjadi cecair yang dituangkan dan diawet seperti kaca, getah atau logam. Ia juga boleh menjadi sebahagian daripada proses sekunder di mana bahan asas telah pun dihasilkan, tetapi kemudian digabungkan dengan bahan yang serupa atau berbeza sebagai berbilang lapisan, atau bahkan helai tenunan yang kemudiannya diikat seperti gentian karbon.
Sekarang mari kita pertimbangkan beberapa cabaran untuk mengukur ketebalan.
Pengukuran Satu Sebelah
Mungkin ukuran ketebalan yang paling mudah ialah ukuran satu sisi terhadap rujukan atau permukaan datum. Pertama, sensor disifarkan pada permukaan datum dan sasaran yang akan diukur dimasukkan. Bacaan sensor diubah atau disesarkan oleh ketebalan bahan. Terdapat beberapa ketidakpastian dengan kaedah ini. Jika rujukan atau datum bergerak selepas menguasai, bacaan akan menjadi salah. Begitu juga, jika sasaran tidak terletak dengan betul pada permukaan datum, jurang udara juga akan dimasukkan dalam pengukuran. Isu yang sama juga boleh berlaku dengan sasaran senget.
Jika kita hanya dibenarkan melihat sasaran dari satu pihak, kita mesti mempertimbangkan sama ada kita boleh menggabungkan teknologi untuk membolehkan pengukuran yang tepat. Apabila kita mempunyai campuran jenis bahan yang berbeza, kita boleh menggunakan sifat bahan yang berbeza itu untuk kelebihan kita. Contohnya, penderia arus pusar yang digabungkan dengan penderia triangulasi laser boleh digunakan untuk mengukur ketebalan kulit yang disembur. Sensor arus pusar mengukur jarak ke acuan semburan bersalut nikel dan mempunyai bukaan di tengah yang melaluinya sensor laser mengukur jarak ke bahagian yang disembur. Penderia arus pusar hanya mengukur terhadap sasaran logam dan oleh itu melihat terus melalui salutan semburan bukan logam. Penggunaan gegelung udara dalam penderia arus pusar daripada Micro-Epsilon menjadikan kombinasi ini mungkin, kerana penderia laser boleh melihat melalui penderia arus pusar pada titik pengukuran yang sama. Apabila kedua-dua isyarat ditolak, ketebalan kulit semburan yang digunakan diukur.
Satu lagi kombinasi sensor yang digunakan dengan baik dicapai dengan arus pusar dan sensor kapasitif untuk bahan bukan logam yang melepasi penggelek. Pergerakan penggelek logam dipertimbangkan oleh penderia arus pusar dan penderia kapasitif mengukur bahan atau ketebalan salutan.
Ukuran Satu Sebelah – Kes Khas
Jika sasaran adalah telus, adalah mungkin untuk membuat pengukuran mutlak ketebalan bahan dari satu sisi menggunakan hanya satu sensor dengan Interferometer atau confocal teknologi.
Penggunaan pembiasan cahaya mencipta 'tepi' atau isyarat kembali yang menunjukkan peralihan antara udara dan bahan. Mengetahui indeks biasan bahan membolehkan pengukuran ketebalan bahan yang tepat dengan syarat ia kekal dalam ukuran atau julat kerja sensor.
Mengukur dari Kedua-dua Pihak
Jika ukuran satu sisi tidak sesuai atau cabaran tidak dapat diatasi, dalam banyak kes pelanggan ingin mengetahui ketebalan bahan sebenar dengan mengukur bahan dalam 'ruang bebas', yang memerlukan ruang pada kedua-dua belah bahan supaya pengukuran boleh diambil dari kedua-dua permukaan.
Apabila anda mempertimbangkan penyediaan ini, terdapat beberapa cabaran yang mesti dipertimbangkan dan sama ada diatasi atau diterima.
Penjajaran Sensor
Penderia mesti diletakkan supaya titik pengukur bertepatan 'melalui' julat pengukuran penuh penderia. Seharusnya tiada offset, kecondongan atau kecondongan penderia berkaitan dengan objek ukuran. Contohnya, dengan offset sensor 1 mm dan kecondongan 2°, ralat berkesan bersamaan dengan 35 µm, dan pada ketebalan sasaran 10 mm meningkat kepada 41 µm.
Terutamanya dengan penderia triangulasi laser, lokasi tempat pancaran ke perumahan penderia harus diperhatikan. Ia tidak boleh diandaikan bahawa dua penderia yang nampaknya serupa akan meletakkan tempat di tempat yang sama. Perumahan sensor standard biasanya tidak cukup tepat untuk pengukuran ketebalan ketepatan melainkan masa diambil untuk menjajarkannya dengan betul. Untuk membantu pelanggan membuat tetapan ketebalan mereka sendiri, sensor ILD1900 daripada Micro-Epsilon menggunakan susunan pelekap lengan yang inovatif untuk mengetatkan jarak tempat dari perumahan ke perumahan.
Apabila anda mempunyai dua penderia melihat sasaran yang sama, anda mesti menganggap bahawa setiap penderia mempunyai masa kitaran sendiri. Jika sasaran anda bergetar atau bergerak di celah antara penderia maka sangat mudah untuk memperkenalkan ralat. Pertimbangkan sasaran berayun ke atas dan ke bawah sebanyak 1mm pada 20Hz (kali sesaat). Perbezaan dalam masa tangkapan sebanyak 1ms antara penderia anda akan menyamai ralat 125µm.
Kedudukan Penderia/Julat Pengukuran
Cabaran seterusnya ialah kedudukan relatif penderia dan julat pengukurannya.
Bergantung pada cara penderia disusun, kedudukan tepi sasaran mesti kekal dalam medan pengukur. Jika penderia ditetapkan supaya zon pengukur tidak bertindih, maka situasi boleh timbul di mana satu penderia mungkin tidak melihat sasaran. Pertimbangan juga harus diberikan untuk memproses syarat 'mula' dan 'berhenti', sebagai contoh, adakah bahan itu dipegang dalam ketegangan sepanjang masa? Perubahan kelajuan dalam barisan boleh mendorong pergerakan ke atas atau ke bawah. Adakah persediaan dapat menangkap peristiwa ini jika diperlukan? Sebaik-baiknya, julat sensor harus bertindih dan meliputi julat penuh pergerakan bahan atau sekurang-kurangnya mengawal pergerakan.
Linearity
Ketepatan penderia sering dirujuk sebagai linearitinya. Nilai lineariti menerangkan sisihan daripada lengkung ciri lurus yang ideal. Setiap penderia ukuran mempunyai ketidakpastian pengukuran sendiri, atau bukan lineariti. Ini bermakna bahawa pada mana-mana titik tertentu dalam julat ukuran bacaan sebenar daripada sensor boleh berbeza mengikut peratusan julat pengukurannya. Jadi mengambil hanya dua penderia tanpa sebarang pemprosesan tambahan bermakna ketidakpastian kedua-dua penderia perlu dipertimbangkan berkenaan dengan ketepatan yang ingin dicapai. Sebagai contoh, tanpa pelarasan, hanya menggerakkan sasaran 200 mikron ke atas atau ke bawah boleh mengakibatkan ralat 8 mikron. Kedudukan dalam julat juga berpotensi mempengaruhi nilai sebenar. Untuk menyelesaikannya, penderia mesti ditentukur bersama secara keseluruhan.
Kesan Perubahan Terma
Walaupun penderia telah diselaraskan dan disegerakkan, masih terdapat cabaran selanjutnya yang boleh menjejaskan segala-galanya - perubahan haba. Apabila mengukur ketebalan sasaran dalam ruang bebas, jurang antara penderia dan penderia bertentangan adalah kritikal, kerana ini adalah pemalar yang menjadi asas pengukuran pembezaan. Mengambil bingkai mekanikal dengan sepasang penderia dan mengitar suhu menunjukkan bahawa perubahan berkesan dengan hanya ayunan 5°C adalah sehingga 20 mikron.
Keupayaan Sistem
Cabaran terakhir - jika yang sebelumnya telah diatasi atau kesilapan yang berkaitan telah diterima - adalah untuk membuktikan keupayaan. Tepat bagaimana anda menyemak atau mengesahkan prestasi penyelesaian anda? Terdapat dua faktor yang perlu dipertimbangkan di sini: kebolehulangan sistem, iaitu berapa banyak kebolehubahan dalam sistem pengukuran disebabkan oleh peranti pengukuran, dan kebolehulangan - berapa banyak kebolehubahan disebabkan oleh pengendali yang berbeza.
Untuk maklumat lanjut, sila lawati www.micro-epsilon.co.uk atau hubungi jabatan jualan Micro-Epsilon di +44 (0)151 355 6070 atau e-mel info@micro-epsilon.co.uk.