Σχήμα 1. Εικόνα προϊόντος της σειράς Lanbao PDA από την επίσημη σελίδα του προϊόντος. Η εικόνα απεικονίζει την οικογένεια προϊόντων. Επιβεβαιώστε το πλήρες επίθημα μοντέλου πριν εφαρμόσετε τις προδιαγραφές. Πηγή [2].

Ξεχωριστή επαναληψιμότητα από άλλες προδιαγραφές μέτρησης

Η επαναληψιμότητα αφορά την εξάπλωση διαδοχικών παρατηρήσεων υπό ουσιαστικά αμετάβλητες συνθήκες. Η αναπαραγωγιμότητα εξετάζει τις μεταβαλλόμενες συνθήκες, όπως έναν άλλο χειριστή, μια άλλη εγκατάσταση ή μια άλλη ημέρα. Το NIST διακρίνει αυτές τις έννοιες και συνιστά να αναφέρεται ο τρόπος με τον οποίο εκφράζεται η ακρίβεια, συμπεριλαμβανομένου του σχετικού στατιστικού μέτρου.

Η ανάλυση είναι η μικρότερη υποδεικνυόμενη ή διακριτή αύξηση. Μια οθόνη μπορεί να εμφανίζει μικρές αυξήσεις, ενώ οι υποκείμενες μετρήσεις αποκλίνουν κατά μεγαλύτερο ποσό. Η απόκλιση είναι μια συστηματική διαφορά από μια τιμή αναφοράς. Η γραμμικότητα περιγράφει την απόκλιση από μια καθορισμένη σχέση σε όλο το εύρος μέτρησης. Ένας αισθητήρας μπορεί να επιστρέφει επανειλημμένα την ίδια λανθασμένη τιμή, επομένως η εξαιρετική επαναληψιμότητα δεν μπορεί να αφαιρέσει το σφάλμα βαθμονόμησης.

Διαβάστε προσεκτικά τις ποσοστιαίες προδιαγραφές. Για μια ενδεικτική πλήρη κλίμακα 30 mm, το ±0,1% αντιστοιχεί σε ±0,030 mm ή ±30 μm. Αυτός ο υπολογισμός μετατρέπει μια προδιαγραφή που βασίζεται σε εύρος σε χρήσιμες μηχανικές μονάδες. Δεν σημαίνει ότι κάθε μέτρηση έχει ακριβώς αυτό το σφάλμα και δεν μετατρέπει τη γραμμικότητα σε επαναληψιμότητα.

Ρωτήστε τι αντιπροσωπεύει στην πραγματικότητα ο αριθμός επαναληψιμότητας

Δύο προσφορές μπορούν να αναφέρουν 20 μm και να περιγράφουν διαφορετική απόδοση. Ένας προμηθευτής μπορεί να αναφέρει τρεις τυπικές αποκλίσεις. Ένας άλλος μπορεί να αναφέρει ολόκληρο το παρατηρούμενο εύρος από κορυφή σε κορυφή. Τα αποτελέσματα από κορυφή σε κορυφή εξαρτώνται επίσης από τον αριθμό των δειγμάτων και τις ακραίες τιμές. Ζητήστε τη μέθοδο υπολογισμού, τον αριθμό των δειγμάτων, τις ακατέργαστες μετρήσεις, όπου είναι διαθέσιμες, και αν ο αριθμός είναι όριο ή τυπικό αποτέλεσμα.

Το ειδικό έγγραφο της σειράς PDA-CR50 της Lanbao προσδιορίζει μια λευκή κάρτα ανακλαστικότητας 90%, συνθήκες 23 ±5°C, τροφοδοσία 24 VDC και προθέρμανση 30 λεπτών. Αναφέρει επίσης μια περίοδο δειγματοληψίας 2 ms και έναν μέσο όρο 100 δειγμάτων στις σημειώσεις δοκιμών του. [1] Πριν συγκρίνετε μια προσφορά με αυτό το έγγραφο, ρωτήστε πώς αυτές οι ρυθμίσεις σχετίζονται με τον χρόνο απόκρισης και την επαναληψιμότητα που αναφέρεται. Μην υποθέτετε ότι ένα φιλτραρισμένο εργαστηριακό αποτέλεσμα αντιπροσωπεύει τον ταχύτερο τρόπο λειτουργίας.

Για μια σύγκριση προμηθειών, παγώστε μία συνταγή μέτρησης. Ορίστε τον στόχο, την απόσταση αναφοράς, τον προσανατολισμό της επιφάνειας, τον χρόνο σταθεροποίησης, τη διάρκεια λήψης, τη διεπαφή εξόδου και το φιλτράρισμα. Ζητήστε μια ισοδύναμη δοκιμή από κάθε υποψήφιο προμηθευτή. Όπου οι ισοδύναμες ρυθμίσεις είναι αδύνατες, περιγράψτε τη διαφορά ρητά αντί να κατατάξετε τους απλούς αριθμούς.

Κατανοήστε γιατί οι πραγματικές επιφάνειες αλλάζουν το αποτέλεσμα

Πολλοί αισθητήρες μετατόπισης λέιζερ μικρής εμβέλειας χρησιμοποιούν οπτικό τριγωνισμό. Ο δέκτης παρατηρεί τη θέση του ανακλώμενου φωτός και το σύστημα επεξεργασίας αντιστοιχίζει αυτήν τη θέση στην απόσταση. Οι συνθήκες της επιφάνειας μπορούν επομένως να επηρεάσουν τη μέτρηση ακόμη και όταν η φυσική απόσταση παραμένει σταθερή. Το αποτέλεσμα πρέπει να αξιολογηθεί για τον συγκεκριμένο οπτικό σχεδιασμό και το εξάρτημα.

Μια γυαλισμένη επιφάνεια μπορεί να κατευθύνει το χρήσιμο φως μακριά από τον δέκτη ή να δημιουργήσει έντονες κατοπτρικές αντανακλάσεις. Οι σκοτεινές επιφάνειες μπορεί να παρέχουν λιγότερο επιστρεφόμενο φως. Η υφή μπορεί να αλλάξει το παρατηρούμενο σήμα καθώς διαφορετικά χαρακτηριστικά της επιφάνειας περνούν από το σημείο. Σε μια άκρη, η φωτισμένη περιοχή μπορεί να περιλαμβάνει δύο ύψη. Ένα μεγαλύτερο σημείο μπορεί να υπολογίσει την τοπική λεπτομέρεια που η επιθεώρηση έχει ως στόχο να επιλύσει.

Τοποθετήστε τον αισθητήρα έτσι ώστε οι διαδρομές εκπομπής και λήψης να παραμένουν ανεμπόδιστες καθ' όλη τη διάρκεια της αναμενόμενης κίνησης. Ελέγξτε τις τσέπες, τις υπερυψωμένες άκρες και τα εξαρτήματα για οπτική σκίαση. Χρησιμοποιήστε το πραγματικό εύρος των φινιρισμάτων επιφάνειας, συμπεριλαμβανομένης της αποδεκτής διακύμανσης παραγωγής. Η δοκιμή ενός ελκυστικού δείγματος μπορεί να κρύψει τον τρόπο αστοχίας που εμφανίζεται μετά την άφιξη της επόμενης παρτίδας υλικού.

Δημιουργήστε έναν προϋπολογισμό για σφάλματα επιθεώρησης πριν επιλέξετε υλικό

Ξεκινήστε με την ανοχή σχεδίασης και τις συνέπειες μιας ψευδούς αποδοχής ή ψευδούς απόρριψης. Καθορίστε μια επιτρεπόμενη συνεισφορά μέτρησης με την ομάδα ποιότητας. Ένας σταθερός λόγος μέτρησης προς ανοχή μπορεί να είναι ένας χρήσιμος εσωτερικός στόχος, αλλά κανένας μεμονωμένος λόγος δεν αποδεικνύει αυτόματα την καταλληλότητα για κάθε προϊόν ή επίπεδο κινδύνου.

Θεωρήστε μια ενδεικτική ανοχή ύψους από 9,80 έως 10,20 mm, με συνολικό πλάτος 0,40 mm. Ας υποθέσουμε ότι μια πιλοτική δοκιμή παράγει μια στατική τυπική απόκλιση 0,006 mm. Έξι τυπικές αποκλίσεις καλύπτουν 0,036 mm ή 9% του πλάτους ανοχής. Αυτός είναι ένας υπολογισμός διαλογής για αυτήν τη στατική δοκιμή, όχι ένα πλήρες αποτέλεσμα αποδοχής του μετρητή. Δεν λαμβάνει υπόψη την επανατοποθέτηση, την πόλωση, τη θερμοκρασία και τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις.

Εάν οι ανεξάρτητες τυπικές συνεισφορές αβεβαιότητας εκτιμηθούν ως 6 μm για τον θόρυβο του αισθητήρα, 8 μm για την επανατοποθέτηση και 4 μm για την απόκτηση, το τετραγωνικό άθροισμα ρίζας τους είναι περίπου 10,8 μm. Αυτός ο υπολογισμός είναι έγκυρος μόνο όταν οι εκτιμήσεις μοιράζονται μια συνεπή βάση και η υπόθεση ανεξαρτησίας είναι λογική. Τα συσχετισμένα φαινόμενα, η μη διορθωμένη μεροληψία και τα καθορισμένα μέγιστα όρια απαιτούν ξεχωριστή επεξεργασία. Δεν θα πρέπει να εισάγονται τυφλά στον ίδιο τύπο.

Μια χρήσιμη συζήτηση αγοράς ξεκινά επομένως με τον προϋπολογισμό της εφαρμογής. Εάν το εξάρτημα κυριαρχεί στην ποικιλία, ένας πιο ακριβός αισθητήρας μπορεί να προσθέσει μικρή αξία. Εάν κυριαρχούν τα επιφανειακά φαινόμενα, η αλλαγή της γεωμετρίας ή της τεχνολογίας ανίχνευσης μπορεί να έχει μεγαλύτερη σημασία από μια μικρότερη τιμή επαναληψιμότητας καταλόγου.

Επικυρώστε τις μετρήσεις στατικής και κινούμενης κατάστασης ξεχωριστά

Χρησιμοποιήστε μια ανιχνεύσιμη αναφορά ή ένα κατάλληλο βαθμονομημένο στάδιο μετατόπισης για να ελέγξετε τις γνωστές θέσεις. Η αβεβαιότητα αναφοράς πρέπει να είναι κατάλληλη για την απόφαση που λαμβάνεται. Καταγράψτε τις συνθήκες περιβάλλοντος και αφήστε το σύστημα να σταθεροποιηθεί σύμφωνα με τον κατασκευαστή. Διατηρήστε τις ρυθμίσεις και τα ακατέργαστα δεδομένα, ώστε το αποτέλεσμα να μπορεί να επαναληφθεί μετά την εγκατάσταση.

1. Μετρήστε επανειλημμένα μία σταθερή τιμή αναφοράς για να προσδιορίσετε τον βραχυπρόθεσμο θόρυβο.

2. Αφαιρέστε και αντικαταστήστε το ίδιο εξάρτημα για να αποκαλύψετε την απόκλιση φορτίου και εξαρτήματος.

3. Μετρήστε αντιπροσωπευτικά μέρη σε όλο το απαιτούμενο εύρος και φινιρίσματα επιφάνειας.

4. Επαναλάβετε με την ταχύτητα παραγωγής με την πραγματική ενεργοποίηση και τη διαδρομή απόκτησης.

5. Επαναλάβετε μετά την προθέρμανση, τις αλλαγές θερμοκρασίας και τον κανονικό καθαρισμό ή συντήρηση.

6. Συγκρίνετε τα αποτελέσματα με τα συμφωνημένα όρια και διερευνήστε τυχόν αστοχίες πριν από την κυκλοφορία.

Αυτές οι ποσότητες είναι προτεινόμενα σημεία εκκίνησης και όχι τυποποιημένα υποχρεωτικά μεγέθη δειγμάτων. Αυξήστε την κάλυψη ανάλογα με την ποικιλομορφία των διαδικασιών, τις απαιτήσεις εμπιστοσύνης και το κόστος μιας λανθασμένης απόφασης. Μια σύντομη δοκιμή μπορεί να εντοπίσει ένα πρόβλημα χωρίς να αποδείξει μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.

Υπολογισμός μέσου όρου ισορροπίας έναντι της ταχύτητας γραμμής

Η μέση τιμή μπορεί να μειώσει τον τυχαίο θόρυβο, αλλά μπορεί επίσης να καθυστερήσει το αποτέλεσμα και να εξομαλύνει ένα χαρακτηριστικό που θα έπρεπε να ανιχνευθεί. Για ανεξάρτητα τυχαία δείγματα, η τυπική απόκλιση ενός μέσου όρου μειώνεται με την τετραγωνική ρίζα του αριθμού των δειγμάτων. Ο συσχετισμένος θόρυβος, η αργή μετατόπιση και τα σφάλματα που εξαρτώνται από την επιφάνεια δεν ακολουθούν απαραίτητα αυτή τη βελτίωση.

Σε μια ενδεικτική επιθεώρηση κίνησης, ένα χαρακτηριστικό 5 mm που κινείται με ταχύτητα 0,5 m/s παραμένει κάτω από μια σημειακή θέση μέτρησης για περίπου 10 ms. Μια ονομαστική ρύθμιση απόκρισης 40 ms είναι μεγαλύτερη από αυτό το παράθυρο παρατήρησης. Το χαρακτηριστικό μπορεί να είναι εξασθενημένο ή να αναμειχθεί με το περιβάλλον του. Μπορεί να είναι απαραίτητη μια ταχύτερη ρύθμιση, ακολουθούμενη από μια νέα δοκιμή επαναληψιμότητας σε αυτήν τη ρύθμιση.

Λάβετε υπόψη την καθυστέρηση ενεργοποίησης, τον χρόνο σάρωσης του ελεγκτή, τις ενημερώσεις επικοινωνίας και τυχόν μέσους όρους που εκτελούνται στο PLC. Η οθόνη του αισθητήρα ενδέχεται να φαίνεται σταθερή ενώ το PLC διαβάζει παλιά ή διαφορετικά φιλτραρισμένα δεδομένα. Αξιολογήστε την τιμή που χρησιμοποιήθηκε πραγματικά για την απόφαση παραγωγής.

Ελέγξτε τους κανόνες ενσωμάτωσης και αποδοχής

Για μια αναλογική διεπαφή, επαληθεύστε την κλιμάκωση, την ανάλυση εισόδου, τη γείωση, τη δρομολόγηση καλωδίων και το φορτίο βρόχου. Για μια ψηφιακή διεπαφή, επαληθεύστε τις μονάδες, την ερμηνεία καταχωρητών, τον ρυθμό ενημέρωσης, τον χειρισμό μη έγκυρων δεδομένων και τα χρονικά όρια. Καμία από τις δύο διεπαφές δεν εγγυάται αυτόματα καλύτερο αποτέλεσμα επιθεώρησης. Η πλήρης υλοποίηση καθορίζει την απόδοση.

Ορίστε έναν σαφή κανόνα απόφασης κοντά στα όρια προδιαγραφών. Μια μέτρηση κοντά σε ένα όριο μπορεί να απαιτεί ζώνη προστασίας, επαναμέτρηση ή εναλλακτική μέθοδο επιθεώρησης, ανάλογα με την αβεβαιότητα και την συμφωνημένη πολιτική ποιότητας. Μην αποκρύπτετε αβέβαιες ταξινομήσεις μετρώντας επανειλημμένα μέχρι να εμφανιστεί μια τιμή που να περνάει.

Το τμήμα προμηθειών μπορεί να χρησιμοποιήσει την οικογένεια προϊόντων Lanbao PDA ως υποψήφιο για αξιολόγηση, ζητώντας παράλληλα το ακριβές φύλλο δεδομένων μοντέλου, τη διαμόρφωση εξόδου και τη δοκιμή εφαρμογής. [2] Απελευθερώστε τον αισθητήρα μόνο με μια καταγεγραμμένη γραμμή βάσης, ένα σχέδιο τοποθέτησης, ένα αρχείο ρυθμίσεων, μια διαδικασία επαλήθευσης και οδηγίες αντικατάστασης. Αυτά τα αρχεία βοηθούν στη διατήρηση της επικυρωμένης απόδοσης μετά τη συντήρηση.

Αναφορές

[1] Φύλλο δεδομένων και συνθήκες δοκιμής σειράς υψηλής ακρίβειας Lanbao PDA CR50

[2] Οικογένεια προϊόντων αισθητήρα μετατόπισης λέιζερ PDA Lanbao και πηγή εικόνας

Συχνές ερωτήσεις

Είναι η επαναληψιμότητα το ίδιο με την ακρίβεια;

Όχι. Η επαναληψιμότητα περιγράφει τη συμφωνία μεταξύ επαναλαμβανόμενων μετρήσεων υπό καθορισμένες συνθήκες. Η ακρίβεια αφορά τη συμφωνία με την ποσότητα που μετράται. Μια σταθερή μετατόπιση μπορεί να παράγει εξαιρετική επαναληψιμότητα, ενώ η αναφερόμενη απόσταση παραμένει ακατάλληλη για μια απόλυτη απόφαση επιθεώρησης.

Ποια επαναληψιμότητα είναι αρκετά καλή για την επιθεώρησή μου

Επιλέξτε μια απαίτηση από την ανοχή εξαρτήματος, τον προϋπολογισμό αβεβαιότητας και τις συνέπειες της λανθασμένης ταξινόμησης. Επικυρώστε ολόκληρο το εγκατεστημένο σύστημα. Μια τιμή καταλόγου από μόνη της δεν μπορεί να καθορίσει ένα κατάλληλο όριο αποδοχής για μια άγνωστη διεργασία.

Μπορεί ένας αισθητήρας με ανάλυση 10 μικρομέτρων να ελέγξει μια ανοχή 10 μικρομέτρων;

Η ανάλυση από μόνη της δεν υποστηρίζει αυτό το συμπέρασμα. Ο θόρυβος, η πόλωση, η γραμμικότητα, οι θερμικές επιδράσεις, η διακύμανση του εξαρτήματος και η συμπεριφορά λήψης μπορεί να είναι μεγαλύτερες από την εμφανιζόμενη αύξηση. Η ανοχή απαιτεί κατάλληλη μελέτη της ικανότητας μέτρησης.

Γιατί οι μετρήσεις είναι λιγότερο σταθερές σε γυαλιστερό μέταλλο

Οι ανακλαστικές επιφάνειες μπορούν να αλλάξουν το φως που φτάνει στον δέκτη καθώς αλλάζει η γωνία ή η θέση. Ελέγξτε το πραγματικό φινίρισμα και τη γεωμετρία. Μετά την αξιολόγηση της εφαρμογής, ενδέχεται να χρειαστεί διαφορετική γωνία τοποθέτησης, οπτική διάταξη ή τεχνολογία αισθητήρα.

Βελτιώνει πάντα η μέση τιμή την επαναληψιμότητα;

Η λήψη μέσου όρου συχνά μειώνει την ασυσχέτιστη τυχαία διακύμανση. Δεν εξαλείφει αξιόπιστα την απόκλιση ή το συστηματικό σφάλμα και μπορεί να μειώσει την ορατότητα σύντομων χαρακτηριστικών σε κινούμενα μέρη. Συγκρίνετε τις ρυθμίσεις στην απαιτούμενη ταχύτητα παραγωγής.

Πόσο συχνά πρέπει να ελέγχεται ο αισθητήρας

Ορίστε το διάστημα από τον κίνδυνο διεργασίας, την παρατηρούμενη απόκλιση, το περιβάλλον και το ιστορικό συντήρησης. Ελέγξτε μετά από αλλαγές στην εγκατάσταση ή αντικατάσταση αισθητήρα. Ένας έλεγχος αναφοράς σε καθορισμένα διαστήματα παραγωγής βοηθά στην αποκάλυψη αλλαγών πριν επηρεάσουν μια μεγάλη παρτίδα.

Τι πρέπει να αποσταλεί σε έναν προμηθευτή για μια χρήσιμη δοκιμή

Παρέχετε αντιπροσωπευτικά εξαρτήματα, σχέδια, ανοχές, διακύμανση επιφάνειας, περιορισμούς τοποθέτησης, ταχύτητα γραμμής, λεπτομέρειες ελεγκτή και τον επιθυμητό κανόνα απόφασης. Ζητήστε ακατέργαστες μετρήσεις και πλήρεις ρυθμίσεις, ώστε η δοκιμή να μπορεί να αναπαραχθεί στο μηχάνημα.