計測機器を間近で見る：視覚検査システム

視覚検査システムは、今日のデジタルおよびデータ駆動型テクノロジーの影響を非常に受けています。それがどのように変化し、エラーが発生しにくくなり、効率的かつ自動化された方法で部品の品質を向上させるのに役立ったかを学びましょう。

部品を検査するためのツールと機械は、かなり大きな方向に進化してきました。今日の視力検査システム技術をよりよく理解するには、それがどのように変化したか、そしてその理由を理解するのに役立ちます。

ミツトヨのエンジニアリングと製品のスペシャリストに相談しました。

計測機器の進化：プロファイル投影コンパレータと視覚検査システム

最初のコンパレータは、一般に「シャドウグラフ」として知られていました。これらは、「ワークピースの拡大画像からオーバーレイチャートを使用して画面に投影する」影を介した測定を可能にします。QualityMagazineは、記事「コンパレータ：目を満たす以上のもの」に書いています。

「その技術は1950年代から存在していましたが、今日でも店で使用されています」とMitutoyoの製品スペシャリストであるMarkSawko氏は言います。 Sawkoは15年間会社に在籍しており、元光学アプリケーションエンジニアでした。

ミツトヨは今でもコンパレーターを販売していますが、テクノロジー自体は長い道のりを歩んできました。以前は非常に大型の6〜7フィートの機械で、部品を後ろから照らす大きなライトが付いていました。

今日のコンパレータは小型です。

出典：ミツトヨ

「それが簡単なので、人々はまだそれを好きです」とSawkoは言います。 「彼らは、機械工場でプロとしての生活全体でコンパレータを使用してきました。一部のショップは、自分たちにとって快適なものを使い続けたいと考えています。」

今日のコンパレータもデジタルです。画面上の十字線をパーツの一方の端に合わせてから、デジタル表示または「DRO」を取得します。

「つまり、その十字線をパーツの片側に移動し、たとえばDROのX値をゼロにした後、十字線をパーツの反対側に移動して、その数値の値で読み取ります。それはあなたの距離であり、インチ、ミリメートル、あなたが測定しているものは何でもです」とSawkoは説明します。

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コンピューターとデータが視力検査システムにどのように影響したか

コンパレータは非常に簡単な測定方法であり、その目的を十分に果たします。しかし、落とし穴があります。それらにはいくつかの組み込みの制限があります。

「コンパレータの精度は、オペレータが十字線をパーツのエッジにどれだけうまく合わせることができるかに制限されます」とSawko氏は言います。 「ビジョンシステムを使用すると、オペレーターをビジョンシステムから外し、コンパレーターを使用した場合よりもはるかに高い精度を得ることができます。」

ビジョンシステムでは、パーツのエッジが自動的に決定されます。今日の高度なコンピュータソフトウェアと、投影される逆光部分よりもはるかに詳細をキャプチャできるカメラを使用しています。

「カメラはコンパレータよりもよく光を集めます」とSawko氏は言います。コンパレータはプロファイルライティングを使用します。これは、外側のエッジを確認するのには適していますが、パーツの表面を確認するのには適していません。

今日のコンパレータの中には複数の光源を備えているものもありますが、それでも投影であるため、ミラーリングされた光によって制限されます。優れたカメラを備えたビジョンシステムにより、品質検査官または機械オペレーターは、プロファイル照明と均一な表面照明（カメラの端の周りにリングライトを含むものもあります）を利用して、より多くの部品をより多くの部品で確認および測定できます。確実性のレベル。

また、今日の視覚検査システムは自動化されているため、部品の品質の測定がはるかに効率的になります。エラーの余地が少なくなり、検査プロセスがはるかに高速になります。そして、今日の製造業の誰もが知っているように、スピードが重要です。

「ほとんどのビジョンシステムはCNCです。つまり、電動化され、コンピューターによって制御されます。つまり、基本的にプログラムを作成すると、マシンが自動的に動き回り、エッジとサーフェスを測定します」とSawko氏は言います。

今日の検査技術では他に何が起こっていますか？ 「計測学が今日の精密製造と出会う場所」をお読みください。

非常に高度な視力検査システムでは、パレット化できるため、コンパレータよりも多くの部品を一度に検査できる可能性があります。そして、それらは機械でプログラム可能であるため、効率は実際に向上します。

「プログラムを作成すると、ソフトウェアがマシンとカメラに通知します。OK、この場所に移動し、今すぐ測定を行い、次の場所に移動するなどです」とSawko氏は言います。 「つまり、基本的には、オペレーターに上に歩いてもらい、ビジョンマシンに部品を置き、プログラムを呼び出し、「実行」ボタンを押すと、そのマシンがその部品のいずれかを測定している間に、オペレーターが離れて何か他のことを行うことができます。または、いくつかのパーツのパレットがあります。」

さまざまな視覚システムを理解する

ミツトヨは製品ラインを3つの異なる分野に分けています。常にCNCベースであり、「クイックビジョン」と呼ばれるものがあります。スピードや自動化を必要としない、または予算が少ないショップ向けに、「クイックスコープ」と「クイックイメージ」があります。スコープラインは常に手動操作です。クイックイメージ製品ラインは、手動または電動にすることができます。

「クイックビジョン」は、他のすべてよりも精度を優先しているショップ向けです。ミツトヨによると、最上位は「ウルトラ」として知られており、「世界で最も正確な視覚システムの1つ」として知られています。このハイエンド製品は、基準を満たすための高度な測定のために政府によって多く使用されています。米国国立標準技術研究所であるNISTを考えてみてください。

出典：ミツトヨ

光ファイバーで働くメーカーも、ハイエンドのウルトラシステムを使用しています。

「小さなファイバーの束を軽く走らせていて、あるファイバーの一方の端が別のファイバーのもう一方の端に並んでいる場合、両端が正確に並んでいないと、信号が失われます。光はそれを通り抜けません」とSawkoは説明します。 「したがって、これらのコネクタは困難です。ファイバーが可能な限り正確にスナップすることを保証するために、許容誤差は非常に厳密です。」

一方、Quick Imageは、「テレセントリック」光学系を使用して、被写界深度をすばやく正確に撮影します。

「測定中は、すべての部分に焦点が合っています」とSawko氏は言います。 「つまり、コンパレータよりもはるかに高速で、より多くの部分を見ることができます。」

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