Фигура 1. Изображение на продукта от серията Lanbao PDA от официалната страница на продукта. Изображението илюстрира продуктовото семейство; проверете пълния суфикс на модела, преди да приложите спецификациите. Източник [2].

Отделете повторяемостта от другите спецификации за измерване

Повторяемостта се отнася до разпределението на последователни наблюдения при практически непроменени условия. Възпроизводимостта изследва променените условия, като например друг оператор, друга инсталация или друг ден. NIST разграничава тези понятия и препоръчва да се посочи как се изразява прецизността, включително съответната статистическа мярка.

Разделителната способност е най-малкото показано или различимо увеличение. Дисплеят може да показва фини увеличения, докато основните показания се отклоняват с по-голямо количество. Отклонението е систематична разлика от референтната стойност. Линейността описва отклонение от зададена зависимост в целия диапазон на измерване. Сензорът може многократно да връща една и съща грешна стойност, така че отличната повторяемост не може да премахне грешката при калибриране.

Прочетете внимателно процентните спецификации. За илюстративна пълна скала от 30 mm, ±0,1% съответства на ±0,030 mm или ±30 μm. Това изчисление преобразува спецификацията, базирана на диапазон, в полезни инженерни единици. Това не означава, че всяко измерване има точно тази грешка и не преобразува линейността в повторяемост.

Попитайте какво всъщност представлява числото за повторяемост

Две оферти могат едновременно да посочват 20 μm и да описват различни характеристики. Един доставчик може да докладва три стандартни отклонения; друг може да докладва целия наблюдаван диапазон от пик до пик. Резултатите от пик до пик също зависят от броя на пробите и отклоненията. Попитайте за метода на изчисление, броя на пробите, суровите показания, където са налични, и дали броят е граничен или типичен резултат.

Специализираният документ на Lanbao за серията PDA-CR50 идентифицира бяла карта с 90% отражателна способност, условия 23 ±5°C, захранване 24 VDC и 30-минутно загряване. В бележките за теста се споменава също период на семплиране от 2 ms и осредняване на 100 семплирания. [1] Преди да сравните оферта с този документ, попитайте как тези настройки се отнасят до цитираното време за реакция и повторяемост. Не приемайте, че филтриран лабораторен резултат представлява най-бързия режим на работа.

За сравнение на доставки, замразете една рецепта за измерване. Определете целта, референтното разстояние, ориентацията на повърхността, времето за стабилизиране, продължителността на събиране на данни, изходния интерфейс и филтрирането. Поискайте еквивалентен тест от всеки кандидат доставчик. Когато еквивалентните настройки са невъзможни, опишете разликата изрично, вместо да класирате голите числа.

Разберете защо реалните повърхности променят резултата

Много лазерни сензори за отместване с малък обхват използват оптична триангулация. Приемникът наблюдава позицията на отразената светлина, а системата за обработка съпоставя тази позиция с разстояние. Следователно условията на повърхността могат да повлияят на измерването, дори когато физическото разстояние остава постоянно. Ефектът трябва да бъде оценен за конкретния оптичен дизайн и детайл.

Полираната повърхност може да отклони полезната светлина от приемника или да създаде силни огледални отражения. Тъмните повърхности могат да осигуряват по-малко отразена светлина. Текстурата може да промени наблюдавания сигнал, когато различни повърхностни характеристики преминават през петното. В ръба осветената област може да включва две височини. По-голямо петно ​​може да осредни локалните детайли, които инспекцията е предназначена да разреши.

Монтирайте сензора така, че излъчените и приеманите пътища да останат безпрепятствени по време на очакваното движение. Проверете джобовете, повдигнатите ръбове и приспособленията за оптично засенчване. Използвайте действителния диапазон от повърхностни обработки, включително приемливите производствени вариации. Тестването на една атрактивна проба може да скрие режима на повреда, който се появява след пристигането на следващата партида материал.

Създайте бюджет за грешки при проверка, преди да изберете хардуер

Започнете с допустимото отклонение на чертежа и последствията от погрешно приемане или погрешно отхвърляне. Установете допустим принос на измерването с екипа по качеството. Фиксираното съотношение на измерване към допустимо отклонение може да бъде полезна вътрешна цел, но никое едно съотношение не доказва автоматично пригодността за всеки продукт или ниво на риск.

Да разгледаме илюстративен толеранс на височина от 9,80 до 10,20 мм, с обща ширина 0,40 мм. Да предположим, че пилотен тест дава стационарно стандартно отклонение от 0,006 мм. Шест стандартни отклонения обхващат 0,036 мм или 9% от ширината на толеранса. Това е скринингово изчисление за този стационарен тест, а не пълен резултат от приемането на габарита. То изключва препозициониране, отклонение, температура и дългосрочни ефекти.

Ако независимите приноси на стандартната неопределеност се оценят на 6 μm за шум на сензора, 8 μm за препозициониране и 4 μm за заснемане, тяхната сума квадрат е приблизително 10,8 μm. Това изчисление е валидно само когато оценките споделят последователна основа и предположението за независимост е разумно. Корелираните ефекти, некоригираното отклонение и определените максимални граници изискват отделно третиране; те не трябва да се вмъкват сляпо в една и съща формула.

Следователно, полезното обсъждане на покупката започва с бюджета на приложението. Ако приспособлението доминира в вариациите, по-скъпият сензор може да добави малка стойност. Ако доминират повърхностните ефекти, промяната в геометрията или технологията на сензорите може да има по-голямо значение от по-малката стойност на повторяемост в каталога.

Валидирайте стационарните и движещите се измервания отделно

Използвайте проследима референтна точка или подходяща калибрирана платформа за преместване, за да проверите известните позиции. Неопределеността на референтната точка трябва да е подходяща за вземаното решение. Запишете условията на околната среда и оставете системата да се стабилизира съгласно указанията на производителя. Запазете настройките и суровите данни, за да може резултатът да се повтори след монтажа.

1. Измерете многократно един фиксиран референтен източник, за да установите краткосрочен шум.

2. Отстранете и сменете същата част, за да видите вариациите в натоварването и закрепването.

3. Измерете представителни части в необходимия диапазон и с необходимите повърхностни обработки.

4. Повторете с производствена скорост с реалния спусък и пътя на придобиване.

5. Повторете след загряване, промени в температурата и нормално почистване или поддръжка.

6. Сравнете резултатите с договорените ограничения и проучете евентуалните неуспехи преди пускането им в експлоатация.

Тези количества са предложени отправни точки, а не стандартно зададени размери на извадките. Увеличете обхвата според разнообразието на процесите, изискванията за доверие и цената на неправилно решение. Кратко проучване може да идентифицира проблем, без да доказва дългосрочна надеждност.

Осредняване на баланса спрямо скоростта на линията

Осредняването може да намали случайния шум, но също така може да забави резултата и да изглади характеристика, която трябва да бъде открита. За независими случайни извадки стандартното отклонение на средната стойност намалява с корен квадратен от броя на извадките. Корелираният шум, бавното отклонение и грешките, зависещи от повърхността, не следват непременно това подобрение.

При илюстративна проверка на движение, 5-милиметров обект, движещ се със скорост 0,5 m/s, остава под точката на измерване за около 10 ms. Номиналната настройка за време на реакция от 40 ms е по-дълга от този прозорец за наблюдение. Обектът може да бъде затихнал или смесен с околната среда. Може да е необходима по-бърза настройка, последвана от нов тест за повторяемост при тази настройка.

Вземете предвид закъснението на задействане, времето за сканиране на контролера, актуализациите на комуникацията и всяко осредняване, извършено в PLC. Дисплеят на сензора може да изглежда стабилен, докато PLC отчита остарели или различно филтрирани данни. Оценете действително използваната стойност за решението за производство.

Проверете правилата за интеграция и приемане

За аналогов интерфейс проверете мащабирането, входната резолюция, заземяването, прокарването на кабелите и натоварването на контура. За цифров интерфейс проверете мерните единици, интерпретацията на регистрите, честотата на актуализиране, обработката на невалидни данни и времето за изчакване. Нито един от интерфейсите не гарантира автоматично по-добър резултат от проверката; пълната имплементация определя производителността.

Задайте изрично правило за вземане на решения близо до границите на спецификацията. Измерване близо до граница може да изисква защитна зона, повторно измерване или алтернативен метод за проверка, в зависимост от неопределеността и договорената политика за качество. Не крийте несигурните класификации чрез многократно измерване, докато се появи преминаваща стойност.

Отделът за снабдяване може да използва продуктовата фамилия Lanbao PDA като кандидат за оценка, като същевременно изисква точния информационен лист за модела, конфигурацията на изхода и теста на приложението. [2] Сензорът се пуска само със записана базова линия, монтажен чертеж, файл с настройки, процедура за проверка и инструкции за подмяна. Тези записи помагат за запазване на валидираната производителност след поддръжка.

Референции

[1] Технически данни и условия на изпитване за високопрецизна серия Lanbao PDA CR50

[2] Семейство продукти и източник на изображение за лазерни сензори за изместване на Lanbao PDA

Често задавани въпроси

Повторяемостта същото ли е като точността

Не. Повторяемостта описва съответствие между повтарящи се показания при определени условия. Точността се отнася до съответствието с измерваното количество. Стабилното отместване може да доведе до отлична повторяемост, докато отчетеното разстояние остава неподходящо за вземане на абсолютно решение при проверка.

Каква повторяемост е достатъчно добра за моята инспекция

Изберете изискване от допустимото отклонение на детайлите, бюджета за неопределеност и последствията от неправилна класификация. Валидирайте цялата инсталирана система. Само каталожна стойност не може да установи подходяща граница на приемане за неизвестен процес.

Може ли сензор с резолюция от 10 микрометра да инспектира толеранс от 10 микрометра?

Само разделителната способност не подкрепя това заключение. Шумът, отклонението, линейността, топлинните ефекти, вариациите на приспособлението и поведението при заснемане може да са по-големи от показаното увеличение. Толерансът изисква подходящо проучване на възможностите за измерване.

Защо показанията са по-нестабилни върху лъскав метал

Отражателните повърхности могат да променят светлината, достигаща до приемника, при промяна на ъгъла или позицията. Тествайте действителното покритие и геометрията. След оценка на приложението може да е необходим различен ъгъл на монтаж, оптично разположение или сензорна технология.

Осредняването винаги ли подобрява повторяемостта

Осредняването често намалява некорелираните случайни вариации. То не премахва надеждно дрейфа или систематичната грешка и може да намали видимостта на къси детайли върху движещи се части. Сравнете настройките при необходимата производствена скорост.

Колко често трябва да се проверява сензорът

Задайте интервала въз основа на технологичния риск, наблюдаваното отклонение, околната среда и историята на поддръжката. Проверявайте след промени в инсталацията или подмяна на сензора. Референтна проверка през определени производствени интервали помага за разкриване на промените, преди те да засегнат голяма партида.

Какво трябва да се изпрати на доставчик за полезен пробен период

Предоставете представителни части, чертежи, толеранси, вариации на повърхността, ограничения за монтаж, скорост на линията, подробности за контролера и желаното правило за вземане на решения. Заявете сурови измервания и пълни настройки, за да може пробното изпитване да бъде възпроизведено на машината.