FocusVariation Optické 3D měření

Transkript

1 FocusVariation Optické 3D měření Hannes Geidl-Strallhofer únor 2012

2 2 Společnost

3 Alicona co děláme 3 Optické 3D měření s vysokým rozlišením Podpůrné systémy založené na Focus-Variation (změna zaostření) Otevření nových perspektiv pro optické měření v laboratorních podmínkách i ve výrobě Hnací silou v oblasti optického měření drsnosti Mezinárodní spolupráce

4 Milníky 2001 Založení Alicony v Rakousku a Německu 2004 Založení Alicony v USA Založení Alicony v UK Založení Alicony v Asii Založení Alicony ve Francii Aplikační laboratoř v USA 4

5 Alicona hlavní sídlo Alicona dceřiné společnosti Certifikovaní prodejci firmy Alicona Sídla Alicony 5

6 Přehled produktů 6 IF-ToolPrecision IF-Sensor InfiniteFocus G4 IF-EdgeMaster IF-RotationGrip IF-Portable IF-CalibrationTool MeX IF-VerificationTool

7 7 Technologie

8 Focus-Variation jako měřící technika 8

9 Focus-Variation Technická specifikace 9 Optické 3D měření povrchu založené na barevných ohniskových senzorech Vertikální rozlišení >10nm Horizontální rozlišení >400nm Scanovací výška <22mm Scanovací oblast 100mm x 100mm Měření povrchu za méně než 16 s. (2 miliony měřených bodů)

10 10 Informace z měření 3D- pozice (x, y, z) opakovatelnost pravdivá barevná informace

11 Optické 3D-měření PROČ?

12 Reference 12

13 Povrch Co dělá mobilní telefon sexy? 13

14 Jak se nosorožec dostane na mobilní telefon? 14?

15 Nákup pro zákazníky v jednom kroku 15 & Reálný povrch Digitalizace povrchu Ověření kvality AgieCharmilles stroje

16 3D- datová sada pro následnou výrobu laserem 16

17 17 Měření drsnosti

18 Drsnost 18 Měření profilové a plošné drsnosti

19 Představení dotykových přístrojů 19 Dotykové přístroje měří na základě kontaktu mezi snímacím hrotem a povrchem vzorku. Měření probíhá prostřednictvím pohybu snímacího hrotu po profilu nebo ploše. Ramínko Směr snímání povrchu Vzorek Snímací hrot

20 Představení dotykových přístrojů 20 Snímací hrot není ostrý, ale zaoblený: Reálný povrch Měřený povrch Špička neměří povrch, ale kontaktní body špičky a povrchu

21 Omezení dotykových systémů 21 Měřící hrot vytváří rýhy Měřící hrot se odchyluje Images courtesy by Prof. Dr.-Ing. Jörg Seewig, Techn. Univ. Kaiserslautern, Germany

22 Plošné versus profilové měření 22 plocha profil Profilové měření povrchu poskytuje pouze omezené informace Plošné měření poskytuje jednoznačnou charakteristiku povrchu =

23 Broušený povrch Důležité měření drsnosti 23?

24 Parametry popisující povrch Parametry profilu (Ra, Rq, Rz,..): ISO 4287, 4288, 13565,.. Parametry plošné textury povrchu (ISO 25178,..) Výškové parametry (Sa, Sq,..) Prostorové parametry (Sdq, Sdr,..) Funkční parametry (Sk, parametry objemu,..) Představitele povrchu (oblast uzavřené prohloubení: Sda,..) Vlastní parametery povrchu Parametry tvaru Poloměr ostří Objem 24

25 Přiřazení hodnot povrchu 25 Vrchol/prohloubení rozdíl výšky Rozteč vrcholů Objem prohloubení Spád povrchu

26 Drsnost nerovných povrchů 26

27 Drsnost velmi malých povrchů 27 Vzorky Micro Fluidic e ř Mě Rauheitsmessung i t s o n s r d ní

28 Měření drsnosti Micro Fluidic 28 Sa: nm Sq: nm Sk: Spk: Svk: µm nm nm Nosná křivka plochy Sz: 12.66µm

29 Měření v drážce závitníku 29 3D měření 5mm profil drsnosti Díky velké pracovní vzdálenosti je možné měřit drsnost povrchu bez kolizí. 10.1mm Příklad objektivu se zvětšením 50x: pracovní vzdálenost 10.1mm primární profil

30 Pracovní vzdálenost InfiniteFocus 2,5x 5x 10x 20x 50x 100x 8.8mm 23.5mm 17.5mm 13.0mm 10.1mm 3.5mm pracovní vzdálenost objektivy 30

31 Příklad: Měření drsnosti na závitu Skenovací výška: 1.4mm 31 Měření drsnosti na hřbetě Měření drsnosti na malém průměru závitu

32 Měřící úloha Uzavřený ventil 32 otevřený ventil Utěsněný? Je přívod paliva uzavřeného ventilu přerušený? Okrajové podmínky: mnohonásobné střiky malých objemů, tlak do 2000barů

33 Těsnící plocha Možnost měření těsnící plochy Možnost měření na těsnící ploše 3D měření těsnící plochy Příklad 1: Měření vstřikovací palivové trysky 33

34 rovinnost FLTt: µm Rovinnost vizualizace po Form Removal 34

35 Kruhovitost/těsnost otvoru ventilu únik únik 3D měření ventilu

36 36 Měření geometrie

37 Náhrada měření pomocí eliptické aproximace 37

38 38

39 39 InfiniteFocus standardní měření

40 InfiniteFocus & 40 3D rotační jednotka +

41 41 Reálná 3D měření jednotlivá měření jsou sloučena do jedné skupiny dat

42 Seskupení reálných 3D datových skupin 2 3 Barevný znak 1 42

43 Měření geometrie na vrtáku Hlavní rádius 128.8µm (kružnice 1) Rádius jádra 59.2µm (kružnice 2) Rádius kružnice µm Rádius kružnice µm Podobné hodnoty 43

44 Měření na řezu šroubovice 44 Řez šroubovice zjednodušuje profil měření Reliéf: 73.01µm

45 Měření na podélném řezu závitníku µm 1580µm Tyto parametry jsou měřeny automaticky, když je vytažena kontura. 2044µm

46 Měření na podélném řezu závitníku 71.16µm µm Stoupání závitu Úhel hřbetu Zploštění na velkém průměru Zploštění na malém průměru µm 46

47 47 Měření tvaru na závitníku Měření úhlu náběhu pomocí robustního kónického měření Automatický výběr bodů/ zrušení automatického výběru Úhel náběhu

48 48 Možnosti hodnocení

49 Pěkné, ale mohu věřit výsledkům? 49 Focus-Variation je přidaný v návrhu ISO jako nezávislá technologie PTB používá InfiniteFocus pro kalibraci počítačový tomografický standard

50 Objektiv: 50x, vertikální rozlišení: 50nm, obrazové pole 10x1 Jsou optická měření hodnotitelá? 50

51 Normy drsnosti 51 Kalibrace standardu drsnosti povrchu Structura je měřená referenčním měřícím přístrojem hodnota drsnosti pro certifikaci (ověření shody) Zajišťuje odkaz na národní normy Zajišťuje opakovatelnost s jinými měřícími zařízeními Instituce pro kalibraci DAkkS (prior DKD) PTB NIST

52 Výhody Focus-Variation + 52 Měření tvaru a Drsnosti v jednom +Drsné a hladké povrchy +Barevná informace +Strmé boky +Různorodost materiálů +Rozsáhlé měřící oblasti

53 53 Závěr

54 54 Děkuji za pozornost!