精确且可视化的测量

准确且可视化测量-多传感器测量技术监控生产质量 

准确且可视化的测量 多传感器技术监控生产质量 在保证质量的情况下，不同的测量设备用于完成不同的测量任务：在生产监控中往往选择快速测量设备，而针对公差小的零件测量则需要高精度的复合式坐标测量机。计算机断层扫描技术可在首件检测时对零件进行完整数据采集
。 计算机断层扫描技术在早期的工业应用中
，常备用于零件的裂纹
、空腔或者类似的缺陷的无损检测
。如有设计精密的测量尺寸就必须要结合坐标测量技术

。位于德国吉森的WERTH应市场需求，在2005年推出了全球创新带有计算机断层扫描技术的三坐标测量机（还可选择多种传感器），并在百隆公司（位于奥地利的福拉尔贝格）组建了就计算机断层扫描技术应用于尺寸测量技术领域的试点项目
。该项目为百隆公司提供了多台不同功能的CT设备
。有些设备目前还在为首件检测提供服务。2015年，百隆公司引进了WERTH新的小焦点300KV高射线管电压的CT设备，用于钢制零件的精准测量
。 WERTH与百隆公司的合作已经有很长的历史。“早在1994年，我们就拥有了创新台WERTH的复合式坐标测量机”
，HeimoMasser（图1）是百隆公司坐标测量技术的负责人

。在过去的几年中，陆续采购的机器数量增加到30台
。“大多数机器设备被安置在福拉尔贝格的生产基地，为超过6000种不同的测量程序进行三班工作制生产服务。” 

准确且可视化测量-多传感器测量技术监控生产质量 极端多样的测试零件 供应商提供的用于高端家具的高品质铰链

、折页和拉伸系统的大量多样性零件进行检测
，测量任务从塑料零件的针头尺寸大小知道超过一米的导轨长度
。由于不同的质量要求，需要选用不同的检测设备。 为了可能满足对零件生产量的生产监控，配备了拥有一个中立加速度的WerthInspectorFQ机器设备。线性驱动器为其提供了很高的侧昂速度
：5轴定位速度为1m/s。图像处理传感器通过结合拥有的飞行模式，在轴处于运动中时进行测量点的采集。以这种方式可以实现10倍于传统测量设备的测量速度，达到每秒15个特征的测量频率。 微米级的精度 测量不确定性要求为微米级的高精度测量任务需要使用WERTH的VideoCheck机器来完成。这一机型配备了空气轴承和稳固的花岗岩桥式结构（图2）
。该机型作为多传感器的标准构建
，可以达到的高精度等级的长度。测量误差为微米级别
。带有计算机断层扫描传感器（CT）的TomoScope机器被用于首件检测和无损检测。这类机器都自带保护装置

，无需再配备其他的辐射防护装置。在几乎所有机器上都自带自主研发的夹紧装置

，可以快速固定大多是被测零件。用于过程控制的测量所得数据将自动传输到局域网的SPC系统上，从而控制生产过程。

准确且可视化测量-多传感器测量技术监控生产质量 测量机器与时俱进 双方在合作之初就已明确
，现有的测量程序必须在软件升级和硬件更新后能够兼容。通过软件维保合同以及和WERTH软件研发及应用部门的密切合作
，软件更新工作从1994年到现在从无中断。操作人员可以随时获得新的软件功能。 由于软件升级也需要硬件配合，在更改电子组件的同时，单个组件如光源或者较大的光栅尺系统也需要更新升级
。“很多机器设备在过去的几年中多次升级到新状态，以满足不断提高的需求”，HeimoMasser回忆道
，“通过这些调整，甚至连我们的上世纪90年代的老古董几乎也都达到了当前设备的性能水平

。” X射线断层扫描技术更快速 在X射线断层扫描技术被引入之前，公司优选常规的3D测量技术，以此获得模具制造许可

。这些传统的方式是昂贵的，并且通常要耗时几天才能完成。使用X射线断层扫描传感器测量获得的颜色编码3D图像显示结果仅仅需要几小时。因为可以通过理论-实际3D数模比对
，零件的问题位置一目了然。整个零件，包含其内部的几何形状的测量节约了大量的时间。 HeimoMasser说，“对于我们来说
，即使这些机器的创新感觉很贵，但是我们还是会在短的时间进行采购。”现在，CT测量设备的主要应用领域是塑料零件的首件检测以及相应的模具制造许可。当前更强大功率的设备不仅仅能测量塑料件，还可以测量钢、锌或者铝制品
。“即使是完整安装好的组件
，也能够测量出各部分之间的尺寸或者位置偏差
。”Masser先生说道
，“零件之间的安装位置也可以通过视觉直接评估
。” 自带辐射防护 在实际应用中，必须根据测量对象不同材料、尺寸大小和预期的数据质量来合理选择X射线管电压的大小
。WERTH提供了一些列X射线管电压在130KV到300KV之间的自带辐射防护装置的机器设备
，以及为检测较大较重零件的450KV特殊设备。在双方的密切合作中，还研发出了特殊的数学计算方法来纠正伪影，以尽量减少断层扫描过程中产生的系统偏差。 通过一个集成到测量设备中的零件托盘系统，测量机可以全天候无人值守工作

。因为零件更换系统被集成在测量机内部，无需额外的辐射防护措施，这一系统类似于价格高昂的机器人，由此实现了更高的运行可靠性。通过零件的自动加载功能，设备的生产率比传统操作条件下提高了300%。“现在，如果利用我们的CT设备的话
，每年可以测量超过4000个零件。”HeimoMasser说道。 展望 不断增加的产品复杂性体现出了3D传感器技术在完整并且快速地测量零件的重要性
。当传统的多传感器技术应用于快速SPC检测时，X射线断层扫描也提供了助力。在测量软件上的离线编程和交互操作的先进功能具有很好的前景。重要的是，用户和制造商之间定期进行的交流促成了多年来合作的成功。通过这种方式
，设备在研发初期就可以根据双方的需求来制定。 从马蹄防滑钉到高端家具五金 自1952年以来
，百隆公司生产用于高端家具的高品质铰链、折页和拉伸系统
。在全球拥有大约6600名员工，是全球家具行业的指定供应商。在福拉尔贝格有7个工厂，其他生产基地位于波兰、美国和巴西。为了满足客户的质量要求，五金制造商20多年来一直使用WERTH的复合式坐标测量机
。