Figura 1. Imatge del producte de la sèrie PDA Lanbao de la pàgina oficial del producte. La imatge il·lustra la família de productes; confirmeu el sufix complet del model abans d'aplicar les especificacions. Font [2].

Repetibilitat separada d'altres especificacions de mesura

La repetibilitat fa referència a la dispersió d'observacions successives en condicions essencialment inalterades. La reproductibilitat examina les condicions canviants, com ara un altre operador, una altra instal·lació o un altre dia. El NIST distingeix aquests conceptes i recomana indicar com s'expressa la precisió, incloent-hi la mesura estadística pertinent.

La resolució és l'increment més petit indicat o distingible. Una pantalla pot mostrar increments fins mentre que les lectures subjacents divergeixen en una quantitat més gran. El biaix és una diferència sistemàtica respecte a un valor de referència. La linealitat descriu la desviació d'una relació especificada a través del rang de mesura. Un sensor pot retornar repetidament el mateix valor incorrecte, de manera que una repetibilitat excel·lent no pot eliminar l'error de calibratge.

Llegiu atentament les especificacions percentuals. Per a una escala completa il·lustrativa de 30 mm, ±0,1% correspon a ±0,030 mm o ±30 μm. Aquest càlcul converteix una especificació basada en un rang en unitats d'enginyeria útils. No vol dir que cada mesura tingui exactament aquest error i no converteix la linealitat en repetibilitat.

Pregunteu què representa realment el número de repetibilitat

Dues cotitzacions poden indicar 20 μm i descriure un rendiment diferent. Un proveïdor pot informar de tres desviacions estàndard; un altre pot informar de tot el rang observat de pic a pic. Els resultats de pic a pic també depenen del recompte de mostres i dels valors atípics. Pregunteu pel mètode de càlcul, el nombre de mostres, les lectures en brut si estan disponibles i si el nombre és un límit o un resultat típic.

El document dedicat de la sèrie PDA-CR50 de Lanbao identifica una targeta blanca amb un 90% de reflectivitat, condicions de 23 ±5 °C, alimentació de 24 V CC i un escalfament de 30 minuts. També esmenta un període de mostreig de 2 ms i una mitjana de 100 mostres a les seves notes de prova. [1] Abans de comparar un pressupost amb aquest document, pregunteu com es relacionen aquests paràmetres amb el temps de resposta i la repetibilitat citats. No suposeu que un resultat de laboratori filtrat representa el mode de funcionament més ràpid.

Per a una comparació de compres, congeleu una recepta de mesura. Definiu l'objectiu, la distància de referència, l'orientació de la superfície, el temps d'estabilització, la durada de l'adquisició, la interfície de sortida i el filtratge. Sol·liciteu una prova equivalent a cada proveïdor candidat. Quan sigui impossible una configuració equivalent, descriviu la diferència explícitament en lloc de classificar els números.

Entendre per què les superfícies reals canvien el resultat

Molts sensors de desplaçament làser de curt abast utilitzen triangulació òptica. El receptor observa la posició de la llum reflectida i el sistema de processament assigna aquesta posició a la distància. Per tant, les condicions de la superfície poden influir en la mesura fins i tot quan la distància física roman constant. L'efecte s'ha d'avaluar per al disseny òptic i la peça específics.

Una superfície polida pot dirigir la llum útil lluny del receptor o crear fortes reflexions especulars. Les superfícies fosques poden proporcionar menys llum retornada. La textura pot canviar el senyal observat a mesura que diferents característiques de la superfície passen pel punt. En una vora, l'àrea il·luminada pot incloure dues altures. Un punt més gran pot promediar els detalls locals que la inspecció pretén resoldre.

Munteu el sensor de manera que les trajectòries emeses i rebudes romanguin sense obstacles durant tot el moviment previst. Comproveu si hi ha ombres òptiques a les bosses, les vores elevades i els elements de fixació. Utilitzeu la gamma real d'acabats superficials, inclosa la variació de producció acceptable. Provar una mostra atractiva pot ocultar el mode de fallada que apareix després que arribi el següent lot de material.

Crea un pressupost d'errors d'inspecció abans de seleccionar el maquinari

Comenceu amb la tolerància del dibuix i les conseqüències d'una acceptació falsa o un rebuig fals. Establiu una contribució de mesura admissible amb l'equip de qualitat. Una relació fixa entre mesura i tolerància pot ser un objectiu intern útil, però cap relació per si sola demostra automàticament l'adequació per a cada producte o nivell de risc.

Considerem una tolerància d'alçada il·lustrativa de 9,80 a 10,20 mm, una amplada total de 0,40 mm. Suposem que una prova pilot produeix una desviació estàndard estacionària de 0,006 mm. Sis desviacions estàndard abasten 0,036 mm, o el 9% de l'amplada de la tolerància. Aquest és un càlcul de cribratge per a aquesta prova estacionària, no un resultat complet d'acceptació del calibre. Exclou el reposicionament, el biaix, la temperatura i els efectes a llarg termini.

Si les contribucions independents a la incertesa estàndard s'estimen com a 6 μm per al soroll del sensor, 8 μm per al reposicionament i 4 μm per a l'adquisició, la seva suma arrel quadràtica és d'aproximadament 10,8 μm. Aquest càlcul només és vàlid quan les estimacions comparteixen una base coherent i la suposició d'independència és raonable. Els efectes correlacionats, el biaix no corregit i els límits màxims especificats requereixen un tractament separat; no s'han d'inserir a cegues a la mateixa fórmula.

Per tant, una discussió útil sobre la compra comença amb el pressupost de l'aplicació. Si el dispositiu domina la variació, un sensor més car pot afegir poc valor. Si els efectes de superfície dominen, el canvi de geometria o la tecnologia de detecció poden ser més importants que un valor de repetibilitat de catàleg més petit.

Validar les mesures estacionàries i mòbils per separat

Utilitzeu una referència rastrejable o una platina de desplaçament calibrada adequada per comprovar les posicions conegudes. La incertesa de referència ha de ser adequada per a la decisió que es pren. Registreu les condicions ambientals i deixeu que el sistema s'estabilitzi segons les instruccions del fabricant. Conserveu la configuració i les dades en brut perquè el resultat es pugui repetir després de la instal·lació.

1. Mesureu una referència fixa repetidament per establir el soroll a curt termini.

2. Traieu i substituïu la mateixa peça per exposar la variació de càrrega i fixació.

3. Mesureu peces representatives en tot el rang i els acabats superficials requerits.

4. Repetiu a velocitat de producció amb el disparador real i la ruta d'adquisició.

5. Repetiu després de l'escalfament, els canvis de temperatura i la neteja o el manteniment normals.

6. Comparar els resultats amb els límits acordats i investigar les fallades abans del llançament.

Aquestes quantitats són punts de partida proposats, no mides de mostra estàndard obligatòries. Augmenteu la cobertura segons la diversitat del procés, els requisits de confiança i el cost d'una decisió incorrecta. Un assaig curt pot identificar un problema sense demostrar la fiabilitat a llarg termini.

Promediació de l'equilibri respecte a la velocitat de la línia

La mitjana pot reduir el soroll aleatori, però també pot retardar el resultat i suavitzar una característica que s'hauria de detectar. Per a mostres aleatòries independents, la desviació estàndard d'una mitjana disminueix amb l'arrel quadrada del recompte de mostres. El soroll correlat, la deriva lenta i els errors dependents de la superfície no necessàriament segueixen aquesta millora.

En una inspecció il·lustrativa en moviment, una característica de 5 mm que viatja a 0,5 m/s roman sota una ubicació de mesura puntual durant uns 10 ms. Una configuració de resposta nominal de 40 ms és més llarga que aquesta finestra d'observació. La característica pot estar atenuada o barrejada amb el seu entorn. Pot ser necessari un ajust més ràpid, seguit d'una nova prova de repetibilitat en aquest ajust.

Tingueu en compte el retard del disparador, el temps d'escaneig del controlador, les actualitzacions de comunicació i qualsevol promig realitzat al PLC. La pantalla del sensor pot semblar estable mentre el PLC llegeix dades obsoletes o filtrades de manera diferent. Avalueu el valor realment utilitzat per a la decisió de producció.

Comprovar les regles d'integració i acceptació

Per a una interfície analògica, verifiqueu l'escala, la resolució d'entrada, la connexió a terra, l'encaminament del cable i la càrrega del bucle. Per a una interfície digital, verifiqueu les unitats, la interpretació dels registres, la freqüència d'actualització, el maneig de dades no vàlides i els temps d'espera. Cap de les dues interfícies garanteix automàticament un millor resultat d'inspecció; la implementació completa determina el rendiment.

Establiu una regla de decisió explícita a prop dels límits d'especificació. Una mesura a prop d'un límit pot requerir una banda de guarda, una nova mesura o un mètode d'inspecció alternatiu, depenent de la incertesa i la política de qualitat acordada. No amagueu les classificacions incertes mesurant repetidament fins que aparegui un valor aprovat.

El departament de compres pot utilitzar la família de productes PDA Lanbao com a candidat per a l'avaluació, tot sol·licitant la fitxa tècnica exacta del model, la configuració de sortida i la prova d'aplicació. [2] Només cal alliberar el sensor amb una línia de base registrada, un dibuix de muntatge, un fitxer de configuració, un procediment de verificació i instruccions de substitució. Aquests registres ajuden a preservar el rendiment validat després del manteniment.

Referències

[1] Fitxa tècnica i condicions de prova de la sèrie d'alta precisió Lanbao PDA CR50

[2] Família de productes de sensors de desplaçament làser PDA de Lanbao i font d'imatge

Preguntes freqüents

La repetibilitat és el mateix que la precisió?

No. La repetibilitat descriu la concordança entre lectures repetides en condicions definides. La precisió es refereix a la concordança amb la quantitat que es mesura. Un desplaçament estable pot produir una repetibilitat excel·lent mentre que la distància informada continua sent inadequada per a una decisió d'inspecció absoluta.

Quina repetibilitat és prou bona per a la meva inspecció

Trieu un requisit de la tolerància de peça, el pressupost d'incertesa i les conseqüències d'una classificació incorrecta. Valideu el sistema instal·lat complet. Un valor de catàleg per si sol no pot establir un límit d'acceptació adequat per a un procés desconegut.

Pot un sensor amb una resolució de 10 micròmetres inspeccionar una tolerància de 10 micròmetres?

La resolució per si sola no dóna suport a aquesta conclusió. El soroll, el biaix, la linealitat, els efectes tèrmics, la variació del dispositiu de fixació i el comportament d'adquisició poden ser més grans que l'increment mostrat. La tolerància requereix un estudi de capacitat de mesura adequat.

Per què les lectures són menys estables en metall brillant?

Les superfícies reflectants poden canviar la llum que arriba al receptor a mesura que canvia l'angle o la posició. Proveu l'acabat i la geometria reals. Després de l'avaluació de l'aplicació, pot ser necessari un angle de muntatge, una disposició òptica o una tecnologia de sensors diferents.

La mitjana sempre millora la repetibilitat?

La mitjana sovint redueix la variació aleatòria no correlacionada. No elimina de manera fiable la deriva o l'error sistemàtic i pot reduir la visibilitat de les característiques curtes a les peces mòbils. Compareu la configuració a la velocitat de producció requerida.

Amb quina freqüència s'ha de comprovar el sensor

Establiu l'interval a partir del risc del procés, la deriva observada, l'entorn i l'historial de manteniment. Comproveu després de canvis d'instal·lació o substitució de sensors. Una comprovació de referència a intervals de producció definits ajuda a revelar canvis abans que afectin un lot gran.

Què s'ha d'enviar a un proveïdor per a una prova útil

Proporcioneu peces representatives, dibuixos, toleràncies, variació de la superfície, restriccions de muntatge, velocitat de línia, detalls del controlador i la regla de decisió desitjada. Sol·liciteu mesures en brut i la configuració completa perquè la prova es pugui reproduir a la màquina.