Figura 1. Imaxe do produto da serie PDA de Lanbao da páxina oficial do produto. A imaxe ilustra a familia de produtos; confirme o sufixo completo do modelo antes de aplicar as especificacións. Fonte [2].

Repetibilidade separada doutras especificacións de medición

A repetibilidade refírese á dispersión de observacións sucesivas en condicións esencialmente inalteradas. A reproducibilidade examina as condicións modificadas, como outro operador, outra instalación ou outro día. O NIST distingue estes conceptos e recomenda indicar como se expresa a precisión, incluíndo a medida estatística pertinente.

A resolución é o incremento máis pequeno indicado ou distinguible. Unha pantalla pode mostrar incrementos finos mentres que as lecturas subxacentes divagan nunha cantidade maior. A polarización é unha diferenza sistemática cun valor de referencia. A linealidade describe a desviación dunha relación especificada en todo o rango de medición. Un sensor pode devolver repetidamente o mesmo valor incorrecto, polo que unha excelente repetibilidade non pode eliminar o erro de calibración.

Lea atentamente as especificacións porcentuais. Para unha escala completa ilustrativa de 30 mm, ±0,1 % corresponde a ±0,030 mm ou ±30 μm. Ese cálculo converte unha especificación baseada nun rango en unidades de enxeñaría útiles. Non significa que cada medición teña exactamente ese erro e non converte a linealidade en repetibilidade.

Pregunta que representa realmente o número de repetibilidade

Dúas cotizacións poden indicar 20 μm e describir un rendemento diferente. Un provedor pode informar de tres desviacións estándar; outro pode informar de todo o rango observado de pico a pico. Os resultados de pico a pico tamén dependen do reconto de mostras e dos valores atípicos. Solicite o método de cálculo, o número de mostras, as lecturas brutas se están dispoñibles e se o número é un límite ou un resultado típico.

O documento dedicado da serie PDA-CR50 de Lanbao identifica unha tarxeta branca cun 90 % de reflectividade, condicións de 23 ±5 °C, alimentación de 24 V CC e un quecemento de 30 minutos. Tamén menciona un período de mostraxe de 2 ms e unha media de 100 mostras nas súas notas de proba. [1] Antes de comparar unha cotización con ese documento, pregúntense como se relacionan eses axustes co tempo de resposta e a repetibilidade cotizados. Non se debe asumir que un resultado de laboratorio filtrado representa o modo de funcionamento máis rápido.

Para unha comparación de adquisicións, conxela unha receita de medición. Define o obxectivo, a distancia de referencia, a orientación da superficie, o tempo de estabilización, a duración da adquisición, a interface de saída e o filtrado. Solicita unha proba equivalente a cada provedor candidato. Cando sexa imposible unha configuración equivalente, describe a diferenza explicitamente en lugar de clasificar os números.

Comprender por que as superficies reais cambian o resultado

Moitos sensores de desprazamento láser de curto alcance empregan a triangulación óptica. O receptor observa a posición da luz reflectida e o sistema de procesamento mapea esa posición á distancia. Polo tanto, as condicións da superficie poden influír na medición mesmo cando a distancia física permanece constante. O efecto debe avaliarse para o deseño óptico e a peza específicos.

Unha superficie pulida pode dirixir a luz útil lonxe do receptor ou crear fortes reflexións especulares. As superficies escuras poden proporcionar menos luz devolvida. A textura pode cambiar o sinal observado a medida que diferentes características da superficie pasan polo punto. Nunha aresta, a área iluminada pode incluír dúas alturas. Un punto máis grande pode promediar os detalles locais que a inspección pretende resolver.

Monte o sensor de xeito que as traxectorias emitidas e recibidas permanezan libres de obstáculos durante todo o movemento previsto. Comprobe se hai sombreamento óptico nas bolsas, nos bordos elevados e nos elementos de fixación. Empregue o rango real de acabados superficiais, incluída a variación de produción aceptable. Probar unha mostra atractiva pode ocultar o modo de fallo que aparece despois de que chegue o seguinte lote de material.

Crea un orzamento de erros de inspección antes de seleccionar o hardware

Comeza coa tolerancia do debuxo e as consecuencias dunha falsa aceptación ou rexeitamento. Establece unha contribución de medición admisible co equipo de calidade. Unha relación fixa entre medición e tolerancia pode ser un obxectivo interno útil, pero ningunha relación por si soa demostra automaticamente a idoneidade para cada produto ou nivel de risco.

Considere unha tolerancia de altura ilustrativa de 9,80 a 10,20 mm, unha anchura total de 0,40 mm. Supoñamos que unha proba piloto produce unha desviación estándar estacionaria de 0,006 mm. Seis desviacións estándar abarcan 0,036 mm, ou o 9 % da anchura de tolerancia. Este é un cálculo de selección para esa proba estacionaria, non un resultado completo de aceptación do calibre. Exclúe o reposicionamento, o sesgo, a temperatura e os efectos a longo prazo.

Se as contribucións independentes á incerteza estándar se estiman en 6 μm para o ruído do sensor, 8 μm para o reposicionamento e 4 μm para a adquisición, a súa raíz cadrada da suma é de aproximadamente 10,8 μm. Este cálculo só é válido cando as estimacións comparten unha base consistente e a suposición de independencia é razoable. Os efectos correlacionados, o sesgo non corrixido e os límites máximos especificados requiren un tratamento separado; non se deben inserir cegamente na mesma fórmula.

Polo tanto, unha conversa útil sobre a compra comeza co orzamento da aplicación. Se a fixación domina a variación, un sensor máis caro pode achegar pouco valor. Se os efectos superficiais dominan, cambiar a xeometría ou a tecnoloxía de detección pode importar máis que un valor de repetibilidade do catálogo máis pequeno.

Validar as medicións estacionarias e móbiles por separado

Empregar unha referencia rastrexable ou unha platina de desprazamento calibrada axeitada para comprobar as posicións coñecidas. A incerteza de referencia debe ser axeitada para a decisión que se está a tomar. Rexistrar as condicións ambientais e deixar que o sistema se estabilice segundo o fabricante. Conservar os axustes e os datos brutos para que o resultado se poida repetir despois da instalación.

1. Mida unha referencia fixa repetidamente para establecer o ruído a curto prazo.

2. Retire e substitúa a mesma peza para expoñer a variación da carga e da fixación.

3. Medir pezas representativas no rango e acabados superficiais requiridos.

4. Repita á velocidade de produción co disparador e a ruta de adquisición reais.

5. Repita despois do quecemento, dos cambios de temperatura e da limpeza ou mantemento normal.

6. Comparar os resultados cos límites acordados e investigar os fallos antes do lanzamento.

Estas cantidades son puntos de partida propostos, non tamaños de mostra obrigatorios por estándares. Aumente a cobertura segundo a diversidade do proceso, os requisitos de confianza e o custo dunha decisión incorrecta. Un ensaio curto pode identificar un problema sen demostrar a fiabilidade a longo prazo.

Promediación do equilibrio fronte á velocidade da liña

A media pode reducir o ruído aleatorio, pero tamén pode atrasar o resultado e suavizar unha característica que debería detectarse. Para mostras aleatorias independentes, a desviación estándar dunha media diminúe coa raíz cadrada do reconto de mostras. O ruído correlacionado, a deriva lenta e os erros dependentes da superficie non seguen necesariamente esa mellora.

Nunha inspección móbil ilustrativa, unha característica de 5 mm que viaxa a 0,5 m/s permanece baixo unha localización de medición puntual durante uns 10 ms. Un axuste de resposta nominal de 40 ms é máis longo que esa xanela de observación. A característica pode estar atenuada ou mesturada co seu contorno. Pode ser necesario un axuste máis rápido, seguido dunha nova proba de repetibilidade nese axuste.

Ten en conta o atraso do disparo, o tempo de exploración do controlador, as actualizacións de comunicación e calquera cálculo da media realizado no PLC. A visualización do sensor pode parecer estable mentres o PLC le datos obsoletos ou filtrados de forma diferente. Avalía o valor realmente empregado para a decisión de produción.

Comprobar as regras de integración e aceptación

Para unha interface analóxica, verifica a escala, a resolución de entrada, a conexión a terra, o enrutamento dos cables e a carga do bucle. Para unha interface dixital, verifica as unidades, a interpretación dos rexistros, a taxa de actualización, o tratamento de datos non válidos e os tempos de espera. Ningunha das dúas interfaces garante automaticamente un mellor resultado da inspección; o rendemento está determinado pola implementación completa.

Establecer unha regra de decisión explícita preto dos límites de especificación. Unha medición próxima a un límite pode requirir unha banda de garda, unha nova medición ou un método de inspección alternativo, dependendo da incerteza e da política de calidade acordada. Non ocultar as clasificacións incertas medindo repetidamente ata que apareza un valor que pase.

O departamento de compras pode usar a familia de produtos PDA Lanbao como candidato para a avaliación, ao tempo que solicita a folla de datos exacta do modelo, a configuración de saída e a proba da aplicación. [2] Libera o sensor só cunha liña base rexistrada, un debuxo de montaxe, un ficheiro de configuración, un procedemento de verificación e instrucións de substitución. Eses rexistros axudan a preservar o rendemento validado despois do mantemento.

Referencias

[1] Folla de datos e condicións de proba da serie Lanbao PDA CR50 de alta precisión

[2] Familia de produtos de sensores de desprazamento láser PDA de Lanbao e fonte da imaxe

Preguntas frecuentes

É a repetibilidade o mesmo que a precisión?

Non. A repetibilidade describe a concordancia entre lecturas repetidas en condicións definidas. A precisión refírese á concordancia coa cantidade que se está a medir. Un desprazamento estable pode producir unha excelente repetibilidade mentres que a distancia informada segue sendo inadecuada para unha decisión de inspección absoluta.

Que repetibilidade é suficientemente boa para a miña inspección

Escolla un requisito a partir da tolerancia da peza, o orzamento de incerteza e as consecuencias dunha clasificación incorrecta. Valide o sistema instalado completo. Un valor de catálogo por si só non pode establecer un límite de aceptación axeitado para un proceso descoñecido.

Pode un sensor cunha resolución de 10 micrómetros inspeccionar unha tolerancia de 10 micrómetros?

A resolución por si soa non apoia esa conclusión. O ruído, a polarización, a linealidade, os efectos térmicos, a variación da fixación e o comportamento de adquisición poden ser maiores que o incremento mostrado. A tolerancia require un estudo axeitado da capacidade de medición.

Por que as lecturas son menos estables en metal brillante

As superficies reflectantes poden cambiar a luz que chega ao receptor a medida que cambia o ángulo ou a posición. Proba o acabado e a xeometría reais. Pode ser necesario un ángulo de montaxe, unha disposición óptica ou unha tecnoloxía de sensores diferentes despois da avaliación da aplicación.

A media mellora sempre a repetibilidade?

A media adoita reducir a variación aleatoria non correlacionada. Non elimina de forma fiable a deriva ou o erro sistemático e pode reducir a visibilidade de características curtas nas pezas móbiles. Compare a configuración á velocidade de produción requirida.

Con que frecuencia se debe comprobar o sensor

Define o intervalo desde o risco do proceso, a deriva observada, o ambiente e o historial de mantemento. Comprobe despois de cambios na instalación ou substitución de sensores. Unha comprobación de referencia a intervalos de produción definidos axuda a revelar os cambios antes de que afecten a un lote grande.

Que se lle debe enviar a un provedor para unha proba útil

Proporcione pezas representativas, debuxos, tolerancias, variación superficial, restricións de montaxe, velocidade da liña, detalles do controlador e a regra de decisión desexada. Solicite medidas brutas e axustes completos para que a proba se poida reproducir na máquina.