Оптический компаратор

Оптический компаратор (часто называемый в контексте просто компаратором ) или профильный проектор — это устройство, которое применяет принципы оптики к контролю изготовленных деталей. В компараторе увеличенный силуэт детали проецируется на экран, а размеры и геометрия детали измеряются в заданных пределах . Это полезный предмет в механическом цехе небольших деталей или на производственной линии для инспекционной группы контроля качества .

Измерение происходит любым из нескольких способов. Простейший способ заключается в том, что градуировки на экране, накладываясь на силуэт, позволяют зрителю измерить, как если бы по изображению была наложена четкая линейка. Другой способ заключается в том, что различные точки на силуэте выстраиваются в линию с сеткой в ​​​​центральной точке экрана, одна за другой, путем перемещения предметного столика, на котором находится деталь, и цифровой индикатор сообщает, как далеко предметный столик продвинулся, чтобы достичь этих точек.

точки. Наконец, наиболее технологически продвинутые методы включают в себя программное обеспечение, которое анализирует изображение и сообщает об измерениях. Первые два метода являются наиболее распространенными; третий новее и не так широко распространен, но его внедрение продолжается в эпоху цифровых технологий.

Первый коммерческий компаратор был разработан Джеймсом Хартнессом и Расселом У. Портером . ^[2] Длительная работа Хартнесса в качестве председателя Национальной комиссии по резьбе США привела его к тому, что он применил свое знакомство с оптикой (из своих увлечений астрономией и строительством телескопов ) для решения проблемы контроля резьбы . Компаратор винтовой резьбы Hartness в течение многих лет был прибыльным продуктом для компании Jones and Lamson Machine Company, президентом которой он был.

В последующие десятилетия оптические компараторы производились многими компаниями и применялись для контроля различных деталей. Сегодня их можно найти во многих механических магазинах. ^[3]

Идея смешивания оптики и измерения, а также использование термина « компаратор» для метрологического оборудования существовали в других формах до работы Хартнесса; но они остались в сфере чистой науки (такой как телескопия и микроскопия ) и узкоспециализированной прикладной науки (такой как сравнение эталонов эталонов). Компаратор Хартнесса, предназначенный для рутинной проверки обрабатываемых деталей, стал естественным следующим шагом в эпоху, когда прикладная наука широко интегрировалась в промышленное производство.

Профильный проектор широко используется для штамповки сложной формы , зубчатых колес, кулачков, резьбы и сравнения измеренной контурной модели. Таким образом, профильный проектор широко используется в производстве точного машиностроения, включая авиацию , аэрокосмическую промышленность , производство часов и часов, электронику , приборостроение , научно-исследовательские институты и контрольно-измерительные станции на всех уровнях и т. д.

---

Патентные чертежи оптического компаратора Hartness с винтовой резьбой (нумерация удалена для ясности). ^[1]

Компаратор J&L с DRO .

Профильный проектор, также известный как контурный компаратор, широко используется для измерения двумерных данных.

Рабочая структура профильного проектора

ОПТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТОР. Патент № RU 2106063 МПК H04B10/02 | Биржа патентов

Реферат

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при создании оптических вычислительных машин. Сущность изобретения: в устройство введены второй дефлектор, коллимирующая линза, прямоугольная призма и три выходных разветвителя, управляющие входы обоих дефлекторов являются входами компаратора, информационный вход первого дефлектора соединен с источником постоянного коллимированного одномерного светового потока, а выход оптически связан через нижнюю полуплоскость линзы и отражающую грань призмы с верхней полуплоскостью информационного входа второго дефлектора, оптический центр выхода которого оптически связан со входом второго выходного разветвителя, обе полуплоскости выхода — со входами первого и третьего, а выходы выходных разветвителей являются выходами устройства. 1 ил.

Формула изобретения

Оптический компаратор, содержащий первый дефлектор света, отличающийся тем, что в устройство введены второй дефлектор света, коллимирующая линза, прямоугольная призма и три выходных оптических разветвителя, управляющие входы обоих дефлекторов света являются входами оптического компаратора, информационный вход первого дефлектора света оптически соединен с источником постоянного коллимированного одномерного светового потока, а выход оптически подключен к нижней полуплоскости коллимирующей линзы, выход которой оптически подключен к отражающей грани прямоугольной призмы, оптически связанной с информационным входом второго дефлектора света, оптический центр выхода которого оптически связан с входом второго выходного оптического разветвителя, верхняя и нижняя оптические полуплоскости выхода второго дефлектора света соединены с входами первого и третьего выходных оптических разветвителей, а выходы выходных оптических разветвителей являются выходами устройства.

Описание

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при создании оптических вычислительных машин.

Известны различные компараторы, предназначенные для сравнения аналоговых входных сигналов и формирования признака их равенства в виде выходного сигнала заданного уровня (Титце У. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. -М. Мир, 1983). Недостатком таких компараторов является низкое быстродействие, обусловленное их электронным исполнением, ограничивающим, в свою очередь, скорость обработки входной информации временем неизбежных переходных процессов. Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является обычный дефлектор света (нелинейно-, акусто-, электрооптический и т.

д.) (Семенов А.С. и др. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. М. Радио и связь, 1990. с. 194; Ванюрихин А.И. Герчановская В. П. Оптикоэлектронные поляризационные устройства. -Киев, Техника, 1984. -рис. 36, с. 76), позволяющий осуществлять амплитудное сравнение аналогового сигнала с известной величиной (соответствующей заданному положению луча на выходе дефлектора). Недостатком такого устройства является невозможность осуществления процесса сравнения при неизвестных переменных значениях обоих сравниваемых сигналов.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи сравнения по амплитуде аналоговых как электрических сигналов, так и оптических. Подобная задача возникает при создании оптических систем обработки информации и связи, а также полностью оптических вычислительных машин, все операции которых осуществляются только световыми сигналами при оптическом управлении.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство введены второй дефлектор, коллимирующая линза, прямоугольная призма и три выходных разветвителя, управляющие входы обоих дефлекторов являются входами компаратора, информационный вход первого дефлектора соединен с источником постоянного коллимированного одномерного светового потока, а выход оптически связан через нижнюю полуплоскость линзы и отражающую грань призмы с верхней полуплоскостью информационного входа второго дефлектора, оптический центр выхода которого оптически связан со входом второго выходного разветвителя, обе полуплоскости выхода со входами первого и третьего, а выходы выходных разветвителей являются выходами устройства.

На чертеже приведена функциональная схема оптического компаратора (ОК).

ОК содержит первый дефлектор 1, коллимирующую линзу 2, прямоугольную призму 3, второй дефлектор 4, три выходных разветвителя 5

1 5₃, выходы которых являются выходами устройства.

Дефлекторы могут быть выполнены на основе нелинейно-оптических кристаллов ( в этом случае сравниваемые сигналы U₁, U₂ являются оптическими), использования акусто- или электрооптических эффектов и т.д. На чертеже в качестве варианта исполнения дефлекторов приведена реализация дефлекторов 1, 4 в виде отражающих дефлекторов, управляемых электрическими сигналами (А.И. Ванюрихин, В.П. Герчановская. Оптико-электронные поляризационные устройства. Киев: Техника, 1984. рис. 36, с. 76).

org/tables/exchange/1.0″ xmlns:ns3=»http://www.w3.org/1998/Math/MathML3″ com:pnumber=»8″> Управляющие входы дефлекторов 1, 4 являются входами ОК для сравниваемых сигналов U₁, U₂. Информационный вход дефлектора 1 соединен с источником коллимированного одномерного (точечного) светового потока 1, а выход через нижнюю полуплоскость коллимирующей линзы 2 и оптически связанную с ней отражающую грань прямоугольной призмы 2 связан с верхней полуплоскостью информационного входа дефлектора 4. Верхняя полуплоскость выхода дефлектора 4 оптически связана с первым выходным разветвителем 5₁, центральная часть выхода со вторым 5₂, нижняя полуплоскость выхода с третьим 5₃.

Устройство работает следующим образом. Сравниваемые по амплитуде сигналы U₁, U₂ поступают на управляющие входы дефлекторов 1, 4. Коллимированный световой поток 1, поступающий на информационный вход дефлектора 1, отклоняется на его выходе на угол, пропорциональный величине U₁, и поступает далее в нижнюю полуплоскость линзы 2. Расстояние светового потока на выходе линзы 2 от ее фокусной оси оказывается в этом случае пропорциональным углу отклонения потока на входе линзы 2 и, следовательно, U₁. Выходной поток линзы 2, параллельный ее фокусной оси, поступает на отражающую грань призмы 3 и далее на информационный вход дефлектора 4. Ориентация призмы 3 относительно входа дефлектора 4 обеспечивает поступление светового потока с нижней точки линзы 2 (т. е. при максимально возможном значении U₁) на верхнюю точку плоскости информационного входа дефлектора 4, с центра линзы 2 (при U₁ 0) на среднюю точку входа дефлектора 4. При идентичности характеристик дефлекторов 1 и 4 (на чертеже они условно показаны в разном масштабе для наглядности принципа действия устройства) поступление выходных сигналов дефлектора 1 в верхнюю полуплоскость входа дефлектора 4 определяет следующие положения световых потоков на выходе дефлектора 4: при U₁ > U₂ в нижней полуплоскости выхода (отклонение луча за счет сигнала U₂ оказывается меньше отклонения за счет U₁ , при U₁ U₂ в центре выхода (отклонение скомпенсировано), при U₂ > U₁ в верхней полуплоскости выхода. Оптические сигналы с выхода дефлектора 4 поступают на вход разветвлений следующих выходных разветвителей: с верхней полуплоскости выхода на входы разветвителя 5₁, с центра на вход 5₂, с нижней полуплоскости на входы 5₃. Таким образом, оптические сигналы признаки сравнения, снимаются: при U₂ > U₁ с выхода разветвителя 5₁; при U₂ U₁ c выхода 5₂; при U₂ <U₁ с выхода 5₃.

Быстродействие данного ОК определяется, по существу, быстродействием одного дефлектора и при использовании, например, в качестве дефлекторов нелинейно-оптических кристаллов может достигать 10^-12 с.

Оптический компаратор (профильный проектор) | КЕЙЕНС Америка

Система измерения размеров изображения серии IM-8000, способная создавать изображения высокой четкости, имеет в три раза более высокую производительность обнаружения по сравнению с обычными системами без ущерба для простоты работы; просто поместите деталь на сцену и нажмите одну кнопку. Благодаря 20-мегапиксельному CMOS-датчику и новому алгоритму стабильного определения границ теперь возможно высокоточное измерение до 300 объектов за секунды. Недавно разработанное дополнительное автоматизированное поворотное приспособление позволяет проводить измерения на 360-футовой поверхности с различными размерами и формами. Мгновенно выполняйте точные и воспроизводимые измерения с помощью операции «помести и нажми»; это гарантирует стабильные результаты независимо от опыта оператора. Быстрый, точный и простой в использовании интерфейс этого продукта решает различные проблемы, связанные с измерениями.

Каталоги Цена

Характеристики

Автоматическое измерение до 300 элементов деталей за секунды

Любой может измерить деталь, просто поместив ее на столик и нажав одну кнопку.
Независимо от навыков оператора, устройство мгновенно обеспечивает точные и воспроизводимые измерения.

01 | Поместите часть на сцену

02 | нажать на кнопку

03 | Измерьте 300 функций за секунды

Измерение маленьких, больших и трехмерных деталей

Поворотный блок в сочетании с расширенными возможностями обнаружения поддерживает широкий спектр форм. Трехмерные детали могут быть точно измерены.

Механически обработанная деталь

Винт и болт

Прессованная деталь

Литая деталь

Соединитель

Высокоточная система мгновенных измерений серии LM представляет собой автоматизированную систему контроля, которая может выполнять измерения с точностью +/- 0,7 мкм и воспроизводимостью +/- 0,1 мкм при нажатии кнопки. Подобно серии IM, устройство имеет встроенное определение границ с автоматической фокусировкой и подсветкой. Устройство также автоматически записывает данные измерений и создает подробные отчеты об инспекциях. На изображении представлена ​​наша последняя модель LM-1100 с двойными телецентрическими линзами высокого разрешения для точного оптического контроля и большим 9поле зрения х 5 дюймов.

Каталоги Цена

Характеристики

Проще в эксплуатации и с более высокой степенью точности

• Сложно провести точные измерения
• Трудно использовать
• Измерение занимает много времени

• ±0,1 мкм, высокая точность
• Простое управление для любого пользователя
• Мгновенное измерение одним нажатием кнопки

Металлорежущие части

Обеспечивает четкую проверку срезов краев поверхности.

Система мгновенного измерения серии IM представляет собой автоматизированный оптический компаратор, который может выполнять до 99 размерных измерений за 3 секунды или менее при нажатии кнопки. Устройство также автоматически записывает данные измерений и создает подробные отчеты об инспекциях. Наша последняя модель IM-7030T имеет область измерения 8×12 дюймов для большого или большего пространства для нескольких мелких деталей. Устройство также имеет встроенный автоматический измеритель высоты для измерений по оси Z.

Снятая с производства серия

• Система измерения размеров изображения

  Серия ИМ-6000

  Снято с производства

Оптические компараторы представляют собой тип оптических измерительных приборов. Принцип измерения подобен оптическому микроскопу. Мишень помещается на сцену, и снизу на мишень направляется свет. Это приводит к тому, что профиль или тень цели проецируется на экран. Телецентрическая оптическая система используется для обеспечения точных измерений.
Оптические компараторы изначально были разработаны для проверки контуров целей. Позднее появились модели, оснащенные функциями измерения. Некоторые крупные оптические компараторы имеют диаметр экрана, превышающий 1 м.
Оптические компараторы также широко известны как профильный проектор или теневой проектор.

Принцип оптического компаратора (телецентрическая оптическая система)

Типовой оптический компаратор освещает снизу и проецирует тень от объекта измерения, размещенного на столике, через проекционный объектив на проекционный экран. По этой причине он также известен как профильный проектор или теневой проектор.
В это время размер проецируемого изображения представляет собой изображение, увеличенное с правильным увеличением от объекта измерения, и размер объекта измерения измеряется путем измерения этого изображения.
В оптическом компараторе используется оптическая система, называемая «телецентрической оптической системой», поэтому ее можно проецировать с точным увеличением из любого положения на сцене. С обычным объективом ближние предметы кажутся большими, а дальние — маленькими, что позволяет судить о перспективе. Телецентрические линзы, наоборот, проецируют одинаковый размер для ближних и дальних объектов.
Этот телецентрический объектив позволяет отбрасывать тень объекта при правильном увеличении без искажения изображения.

A: Проекционный экран, B: Проекционный объектив, C: Подвижный столик, D: Ручки перемещения столика (рукоятки X и Y)

Меры предосторожности, обслуживание и калибровка

Обычные оптические компараторы требуют регулярного обслуживания для непрерывного и точного выполнения измерений. Техническое обслуживание часто выполняется на месте техническим специалистом, поскольку инструмент, как правило, слишком велик, чтобы его можно было отправлять для регулярного обслуживания.
Кроме того, требуется регулярная калибровка для подтверждения того, что точность соответствует заявленной. Калибровочный цикл оптического компаратора составляет от 6 месяцев до 3 лет. Как и в случае технического обслуживания, калибровка обычно выполняется на месте.

Подробнее

Основная особенность оптических компараторов заключается в том, что они имеют возможность измерения в двух измерениях (направления X и Y), в отличие от ручных инструментов, таких как микрометры, штангенциркули или штангенциркули или штангенрейсмасы, которые ограничены измерениями только в одном направлении за раз.

Преимущество заключается в том, что он позволяет инспекторам удвоить свою производительность по сравнению с однонаправленными ручными инструментами. Операторы могут выровнять нижний левый угол изображения с центральной линией экрана, чтобы установить исходную точку и получить одновременное считывание длины и ширины, что помогает оптимизировать процессы проверки.

Оптические компараторы

используют бесконтактное измерение, которое не искажает измерения гибких частей и не повреждает чувствительные части. В процессе проверки деталь не касается ничего, кроме света, поэтому деталь не деформируется или не меняет форму.

Основным преимуществом, помимо целостности деталей, является то, что бесконтактные манометры также устраняют «фактор чувствительности» и возникающую в результате человеческую ошибку ручных манометров. После устранения этой субъективности компании видят улучшение согласованности своих измеренных значений.

Компании могут получить экономическую выгоду за счет использования оптических компараторов. Один из способов заключается в том, что они могут сократить время контроля с помощью оптических компараторов, измеряя быстрее, чем обычные портативные приборы.

Экономия времени и повышение производительности могут существенно повлиять на рентабельность. Еще одна экономия средств достигается за счет жестких калибров. Более широко используя оптические методы, вы значительно снижаете износ твердых калибров. Кроме того, в связи с повышенным износом и необходимостью периодической повторной сертификации возникает потребность в дополнительных заменяющих инструментах для использования в эти периоды простоя, которые теперь могут быть устранены с помощью оптических методов.

Поместите предмет на сцену.
Масштаб применяется к увеличенному изображению, проецируемому на экран, для измерения размеров. В качестве альтернативы вы можете использовать столик XY вместе и измерять размеры по количеству движения.
Оптический компаратор с компьютеризированной функцией расчета позволяет получать различные результаты измерений, такие как ширина, диаметр и угол, беря точки измерения при перемещении предметного столика.

Как измерить длину/ширину

Поместите измеряемый объект на экран и отрегулируйте высоту стола для фокусировки.
Затем выровняйте ориентацию стороны, которую вы хотите измерить на проецируемом изображении, с ориентацией опорной линии экрана и установите значение этапа XY на 0.
Затем переместите столик с помощью ручки перемещения столика и совместите другую сторону измеряемого проецируемого изображения с опорной линией экрана.
В это время величина перемещения сцены отображается в каждом из направлений X и Y, поэтому это значение становится измеренным значением. В случае простого измерения только в одном направлении используется величина перемещения только в направлении X или Y.

Как измерить радиус/диаметр

Поместите измеряемый объект на экран и отрегулируйте высоту стола для фокусировки.
Затем совместите центральную точку круга на проецируемом изображении с точкой общедоступной опорной линии экрана.
В случае радиуса возьмите здесь 0 точек и переместите сцену, чтобы проверить величину движения в точке, где край круга находился в центре сцены. В случае диаметра переместите сцену один раз отсюда к краю круга, возьмите 0 точек и переместитесь к противоположному краю, чтобы проверить величину движения. В любом случае обычно измеряют в четырех направлениях в форме креста.
Также возможно измерить, приложив к экрану концентрически градуированный лист, называемый «диаграммой».
В случае оптического компаратора с функцией вычисления диаметр и радиус вычисляются автоматически путем взятия трех точек измерения на краю круга.

Как измерять углы

Существует несколько способов измерения угла.
Метод проверки степени вращения предметного столика путем поворота предметного столика в направлении θ путем совмещения прямой линии проецируемого изображения с опорной линией экрана.
Существует метод проверки путем размещения на экране листа под названием «диаграмма» с мелким масштабом, похожим на транспортир.
В оптическом компараторе с функцией вычисления угол вычисляется путем задания двух прямых линий.

Как использовать накладки

Существует несколько типов диаграмм.
Для измерения диаметра и радиуса есть отметки концентрических окружностей, для измерения углов есть радиальные отметки, и то, и другое. Кроме того, некоторые шкалы записываются в сетке, чтобы увидеть значения координат XY. Оба помещаются на экран и измеряются путем сопоставления их с проецируемым изображением.

Медицинская промышленность

См. тематические исследования и информационные документы медицинских компаний, внедривших автоматический оптический компаратор серии IM в свои процессы контроля. Многим медицинским компаниям требуется одобрение FDA для использования, поэтому KEYENCE сделала обычно трудную задачу быстро и легко с помощью своего преданного персонала службы поддержки. Примеры применения включают медицинские трубки, стенты, иглы, флаконы, ортопедические винты и многое другое.

Подробнее

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

См. тематические исследования и информационные документы аэрокосмических и оборонных компаний. Встроенное в систему программное обеспечение SPC автоматически собирает данные и создает подробные отчеты об инспекциях, чтобы соответствовать требованиям AS9100. Примеры применения включают прецизионно обработанные и токарные компоненты, такие как фланцы и крепежные детали.

Подробнее

Автомобильная промышленность

См. тематические исследования и информационные документы автомобильных компаний. Компании используют серию IM для соответствия требованиям к конструкции и спецификациям процесса утверждения производственных деталей (PPAP). Примеры применения включают электрические соединители, пружины/штамповки, уплотнительные кольца, шестерни, клапаны и т. д.

Подробнее

Компараторы оптические

предназначены для визуального двумерного контроля. По этой причине деталь необходимо будет переориентировать и повторно измерить для трехмерных элементов. Другим методом может быть использование комбинации таких инструментов, как оптический компаратор, штангенциркули/микрометры и штангенрейсмасы. Например; Вы можете измерить любую двумерную функцию с помощью оптического компаратора, а затем переместить деталь на высотомер, чтобы получить необходимые высоты или глубины. Окончательные измеренные результаты могут быть вручную записаны в отчет или введены в существующую платформу отчетности.

Автоматический оптический компаратор KEYENCE серии IM измеряет до 99 размеров детали менее чем за 3 секунды при нажатии кнопки с точностью +/- 2 мкм. После измерения детали система автоматически записывает данные и создает отчет о проверке. Наше последнее устройство имеет встроенный измеритель высоты для измерений по оси Z. По сравнению с традиционным оптическим компаратором компании отмечают значительное сокращение времени проверки, субъективного отношения оператора к браку и доработке. Преимущества в скорости измерения, точности и простоте использования очевидны.

Светильники

Приспособления, используемые для оптических компараторов, используются для фиксации измеряемого объекта в правильной ориентации. Например, круглый объект можно зафиксировать горизонтально, зажав его, или зафиксировать объект, нижняя поверхность которого не является плоской, в ориентации, пригодной для измерения.
Существуют различные типы приспособлений, включая зажимы, зажимы и магниты.

Диаграмма наложения майлара

Наложенная диаграмма используется путем сопоставления ее с изображением измерений, проецируемым на экран. Существуют различные типы графиков. Например, обычно используются те, которые имеют сетку или концентрическую шкалу.
Кроме того, путем наложения диаграммы диаграммы, в которой расчетное значение объекта измерения увеличено с тем же увеличением, можно увидеть, насколько контур расчетного значения отличается от фактического объекта измерения путем наложения его на проецируемое изображение.

Освещение поверхности

Оптический компаратор может не только освещать снизу и передавать свет для создания тени, но также может освещать сверху (со стороны линзы) для проецирования контуров.
Даже если цель измерения трудно измерить с помощью только изображения на просвет (с задней подсветкой), ее можно измерить с помощью эпи-освещения.

Занавес

Шторы Blackout используются для блокировки света снаружи. Он используется для более точного проецирования формы за счет блокировки окружающего света.

Хотя оптический компаратор является удобным измерительным прибором, который может выполнять различные измерения, пользователи могут столкнуться с некоторыми препятствиями.

Стабильность измерений

Позиция для фокусировки различается в зависимости от человека, что приводит к ошибке измерения.
Эффективность труда и измеренные значения различаются в зависимости от навыков человека.

Оперативность

При сравнении фигур необходимо наложить увеличенный в 10 раз рисунок на проецируемое изображение и визуально подтвердить разницу.
Невозможно получить числовые значения отличий по размерам и чертежам с помощью измерительного прибора.
Трудно хранить и сравнивать данные, такие как перенос контурных форм на копировальную бумагу.

Затраты и усилия

Требуется время, чтобы вручную переместить столик XY, чтобы отрегулировать положение и ориентацию целевого объекта и получить координаты точек измерения одну за другой для измерения.
В случае объекта со ступенькой необходимо ориентироваться на каждое изменение высоты точки измерения.
Написание различных документов и контурных фигур — ручной процесс, требующий много человеко-часов.

Система мгновенных измерений KEYENCE серии IM была разработана как оптический компаратор нового поколения.

Простота использования — просто поместите деталь на платформу системы и нажмите кнопку, чтобы полностью осмотреть деталь.
Скорость — система автоматически измеряет деталь за 3 секунды или меньше.
Точность — Высокоточная оптика и камеры обеспечивают точность до +/- 2 мкм

Что такое оптический компаратор и как он работает?

Оптический компаратор (проектор профиля) использовался для контроля качества в обрабатывающей промышленности с тех пор, как он был впервые запатентован в 1925 году. Общая конструкция за это время мало изменилась, за исключением некоторых цифровых и программных усовершенствований. Неизменная популярность этого устройства свидетельствует о его полезности для оптической проверки деталей на соответствие и деформации.

 

Здесь мы обсудим, что такое компараторы, а также следующие вопросы: для чего используется оптический компаратор, как он работает и чем традиционные модели отличаются от цифровых?

 

Содержание

1. Что такое оптический компаратор?
2. Как работает оптический компаратор?
3. Недостатки традиционных оптических компараторов
Сравнение цифровых оптических компараторов
4. и традиционных оптических компараторов
5. Использование цифровых оптических компараторов
6. Цифровые оптические компараторы VisionGauge®

Определение

Оптические компараторы, также называемые компараторами или проекторами профилей, представляют собой измерительные инструменты, используемые в обрабатывающей промышленности. Компараторы проверяют, измеряют и сравнивают размеры изготовленных деталей. Эти измерительные инструменты работают по принципам оптики, используя освещение, линзы и зеркала для проецирования увеличенного силуэта детали на экран. При этом деталь сравнивается с заданными пределами.

Оптические компараторы используются для проверки точности размеров и дефектов поверхности, таких как царапины и вмятины. Короче говоря, они позволяют проводить бесконтактные измерения и наблюдения, сводя к минимуму манипуляции, но при этом обеспечивая тщательный осмотр.

 

Существуют две основные конфигурации оптических компараторов: горизонтальная и вертикальная. Вот как они работают:

 

• Горизонтальные компараторы:  В горизонтальной модели свет оптического компаратора распространяется горизонтально, поэтому зритель смотрит на силуэт сбоку детали. Эта модель лучше всего подходит для деталей, удерживаемых в фиксированном положении — некоторые примеры включают винты, которые фиксируются на месте, или отливки, которые необходимо удерживать в тисках.
• Вертикальные компараторы:  В вертикальной модели свет от оптического компаратора распространяется вертикально, поэтому зритель смотрит на деталь сверху вниз. Это лучше всего подходит для плоских компонентов, которые могут лежать на рабочем столе, таких как прокладки. Они также хорошо работают с гибкими или мягкими элементами, которые должны лежать на плоской поверхности, чтобы обеспечить точное измерение.

 

Оптические компараторы обоих типов можно найти в производственных цехах и лабораториях, связанных с контролем качества. Они наиболее популярны в промышленных секторах, включая научную, автомобильную, медицинскую, аэрокосмическую и оборонную промышленность.

Как работает оптический компаратор?

Оптические компараторы мало изменились с момента их изобретения в 1920-х годах — причина этого в том, что в технологии используется оптика, которая изменилась только по качеству, а не по функциям. Проекторы с оптическим профилем работают так же, как диапроекторы, обычно используемые в классах. Свет направляется через сцену к ряду линз и зеркал, которые затем проецируют силуэт того, что находится на сцене, на экран.

 

Оптические компараторы используют тот же принцип. Деталь прикреплена к сцене, и на нее падает источник света, в результате чего получается теневое изображение детали. Тень увеличивается с помощью линз и отражается зеркалами на заднюю часть экрана. Этот экран фиксируется на известном расстоянии для целей измерения.

 

Оптические компараторы могут различаться по размеру и увеличению проецируемого изображения. Обе эти метрики зависят от оптики и размера экрана компаратора. Размеры экрана оптических компараторов варьируются от 12 до 36 дюймов, хотя доступны модели с большими экранами. Однако большие размеры экрана возможны только с большими корпусами, поскольку требуется большее расстояние для создания большего изображения без искажений.

 

Еще одним отличием оптических компараторов является используемый ими процесс измерения. Для компараторов существует три разных процесса измерения:

1. Измерение силуэта:  Самый простой метод измерения — проецирование силуэта изображения на экран для измерения. Поскольку увеличение известно, силуэт можно использовать для получения точных измерений.
2. Сравнение точек:  Второй метод измерения заключается в сравнении силуэта изображения с заданными точками плана на экране. Силуэт детали находится в центре экрана, и пользователь перемещает сцену, чтобы попасть в различные точки на экране. Это измеряет, насколько сцена должна была переместиться, чтобы привести часть в соответствие с точкой.
3. Программный анализ:  Последний процесс измерения является цифровым, с использованием программного обеспечения для анализа и измерения изображения, созданного оптическим компаратором.

 

Первые два метода используются традиционными оптическими компараторами и являются наиболее распространенными в промышленности. Третий используется цифровыми оптическими компараторами, которые управляют всем процессом в электронном виде.

Недостатки традиционных оптических компараторов

Профильные проекторы, как правило, просты и требуют небольшого обучения для использования. Традиционные оптические компараторы, которые используют измерение силуэта или сравнение точек, просто требуют, чтобы пользователь зафиксировал деталь на месте и наблюдал за изображением на экране.

 

Хотя традиционные оптические компараторы просты в использовании и эксплуатации, они также имеют недостатки из-за своей простоты. Некоторые основные недостатки традиционных оптических компараторов включают следующее:

• Требуемая ограниченная сложность: Производимые детали становятся все более сложными, и наблюдение за ними под разными углами становится все более необходимым. Однако традиционные компараторы плохо справляются с этим.
• Менее точный:  Насколько точен оптический компаратор? Хотя традиционные оптические компараторы могут получать очень точные измерения, современные современные детали требуют более жестких допусков, что уменьшает возможность ошибки, которая допускается при любом ручном методе измерения.
• Трудоемкость: Традиционные оптические компараторы могут измерять только одну деталь за раз. Это создает проблему при необходимости проверки большого количества деталей, что часто требуется в обрабатывающей промышленности. Это особенно актуально при одновременном осмотре большого количества деталей, поскольку система машинного зрения позволяет размещать несколько деталей для осмотра на рабочей площадке одновременно.
• Ограничения 2D:  Традиционные оптические компараторы могут проецировать на экран только 2D-изображения, что может создавать проблемы при одновременном анализе нескольких измерений.

 

Хотя эти ограничения не представляют проблемы для неповторяющихся задач, используемых для анализа 2D-деталей, все, что находится за пределами этого определенного рабочего круга, является препятствием для традиционных оптических компараторов. Для крупномасштабного комплексного анализа необходима другая модель.

Цифровые оптические компараторы и традиционные оптические компараторы

Там, где традиционные проекторы с оптическим профилем не справляются, цифровые модели компенсируют недостаток. Технология ручного компаратора очень полезна в приложениях с небольшим количеством, но с появлением более сложных деталей и крупномасштабного производства необходима автоматизация. Цифровые оптические компараторы представляют собой решение.

 

Цифровые оптические компараторы обладают следующими преимуществами:

 

• Возможности автоматизации:  В этих моделях для анализа и измерения деталей используются программное обеспечение и камеры вместо человеческих глаз. Программное обеспечение автоматизирует процесс измерения и выполняет его быстрее, чем это может сделать человек.
• Возможности 3D:  Цифровые оптические компараторы могут использовать несколько методов освещения и методов 3D-контроля для анализа деталей во всех трех измерениях.
• Управление количеством:  Автоматический характер цифровых оптических компараторов означает, что они могут автоматически анализировать несколько деталей без вмешательства человека.
• Точность:  Благодаря устранению возможности человеческой ошибки цифровые оптические компараторы обеспечивают исключительную точность измерений, что необходимо для многих современных отраслей промышленности и технологий.

 

Эти преимущества максимально увеличивают точность измерений оптического компаратора при сокращении трудозатрат.

Использование цифровых оптических компараторов

Компании в различных отраслях промышленности используют цифровые оптические компараторы для решения различных задач. Ниже приведены некоторые распространенные области применения цифровых оптических компараторов :

 

• Аэрокосмическая промышленность: Производители аэрокосмической отрасли используют оптические компараторы для проверки и измерения дисков и пазов турбин, отверстий для пятиосные детали. Цифровые оптические компараторы повышают точность и повторяемость, увеличивают пропускную способность и собирают электронную документацию — все это важные функции в аэрокосмической отрасли.
• Автомобильная промышленность: В автомобильной промышленности цифровые оптические компараторы проверяют гибкие автомобильные уплотнения и отделку, измеряют и проверяют различные компоненты и детали. Цифровые оптические компараторы идеально подходят для сравнения уплотнений с данными САПР, особенно когда компоненты трудно проверить.
• Подшипники: Точность в производстве имеет решающее значение для прецизионных подшипников. Цифровой оптический компаратор проверяет подшипники в цеху и работает намного быстрее и эффективнее, чем традиционные методы.
• Обработка: Цифровые оптические компараторы включают в себя инструменты, предназначенные для проверки обрабатываемых деталей. Запатентованное устройство VisionGauge ^® Tooth Checker проверяет зубья винтов.
• Медицинские устройства: Доступны различные инструменты для проверки и измерения медицинских устройств и имплантатов с цифровыми оптическими компараторами. Например, инструмент для проверки зубов VisionGauge ^® может проверять винты имплантатов. Оптические компараторы также могут проверять стенты, медицинские рашпили, ортопедические имплантаты и многое другое.
• Оборона/военные: Оборудование, используемое в военных и оборонных целях, также выигрывает от проверки с помощью цифрового оптического компаратора. VisionGauge ^® может эффективно автоматизировать проверку деталей с большим количеством отверстий или других элементов и работает намного быстрее, чем другие системы.
• Энергетика и энергетика: Контроль микроотверстий также применяется в электроэнергетике. Кроме того, инструменты для проверки и измерения охлаждающих отверстий измеряют расположение просверленных лазером отверстий и отверстий для согласования с помощью электрического разряда (EDM).
• Инструмент и краситель: Цифровые оптические компараторы идеально подходят для проверки резьбонакатных плашек. Вы можете настроить систему на автоматическое определение и проверку функций в соответствии с вашими требованиями.

 

Цифровые оптические компараторы имеют множество применений помимо перечисленных выше. Ниже приведена лишь небольшая выборка отраслей, которые получают выгоду от использования этих систем для измерения и контроля:

 

• Биомедицинский
• Электроника
• Полупроводник
• Телекоммуникации

Цифровые оптические компараторы VisionGauge®

Если ваша компания заинтересована в цифровых оптических компараторах, использующих возможности оптического контроля и функции автоматизации, обратите внимание на цифровой оптический компаратор VisionGauge®.

 

Цифровой оптический компаратор VisionGauge® от VISIONx, Inc. представляет собой усовершенствованный инструмент оптического анализа, который максимально использует возможности технологии оптического компаратора. Эти проекторы с цифровым профилем чрезвычайно точны, но просты в использовании и обеспечивают быстрые и высококачественные результаты. Некоторые основные преимущества линейки цифровых оптических компараторов VisionGauge® включают следующее:

 

• Более высокая производительность:  Система VisionGauge® полностью автоматизирована, быстро и надежно выполняет измерения, чтобы максимизировать производительность и обрабатывать как можно больше деталей.
• Работа напрямую с данными САПР (майлар не требуется):  Система захватывает изображения изготовленных деталей и сравнивает их непосредственно с их чертежами САПР. Это означает, что больше нет наложений или шаблонов, что экономит время проверки.
• Повышенная точность:  Используя нашу технологию определения субпиксельных краев и используя файл САПР детали, система цифрового оптического компаратора обеспечивает максимальную точность измерений и сравнений.
• Автоматическая отчетность:  Система программного обеспечения получает полную электронную документацию измерений, а также несколько вариантов отчетности, включая отчеты, диаграммы, статистику и многое другое.
• Простота программирования, простота использования:  Цифровой оптический компаратор VisionGauge® быстро устанавливается и прост в использовании, что означает, что операторы могут быстро приступить к работе. Наши интуитивно понятные опции Program Toolbox упрощают настройку программ автоматизированной проверки.

 

Цифровые оптические компараторы VisionGauge® используют новейшие технологии, чтобы каждый раз получать высокоточные результаты измерений и проверок.

 

Узнайте больше сегодня о цифровых оптических компараторах

Компания VISIONx, Inc. продает несколько цифровых оптических компараторов. Каждая модель обладает конкурентными преимуществами и включает программное обеспечение VisionGauge® с широким спектром применения. Помимо наших оптических компараторов, VISIONx, Inc. разрабатывает, продает и поддерживает программное обеспечение, системы и оборудование для других автоматизированных решений для обработки изображений, визуального контроля и измерений.