Slika 1. Slika izdelka serije Lanbao PDA z uradne strani izdelka. Slika prikazuje družino izdelkov; pred uporabo specifikacij preverite celotno pripono modela. Vir [2].

Ločite ponovljivost od drugih merilnih specifikacij

Ponovljivost se nanaša na razpršenost zaporednih opazovanj v bistveno nespremenjenih pogojih. Ponovljivost preučuje spremenjene pogoje, kot so drug operater, druga naprava ali drug dan. NIST razlikuje ta dva koncepta in priporoča navedbo načina izražanja natančnosti, vključno z ustrezno statistično mero.

Ločljivost je najmanjši prikazani ali razločljivi korak. Zaslon lahko prikazuje drobne korake, medtem ko osnovni odčitki odstopajo za večjo količino. Pristranskost je sistematična razlika od referenčne vrednosti. Linearnost opisuje odstopanje od določenega razmerja v celotnem merilnem območju. Senzor lahko večkrat vrne isto napačno vrednost, zato odlična ponovljivost ne more odpraviti napake pri kalibraciji.

Pazljivo preberite odstotne specifikacije. Za ilustrativno 30 mm celotno skalo ±0,1 % ustreza ±0,030 mm oziroma ±30 μm. Ta izračun pretvori specifikacijo na podlagi območja v uporabne inženirske enote. To ne pomeni, da ima vsaka meritev natanko to napako, in ne pretvori linearnosti v ponovljivost.

Vprašajte, kaj dejansko predstavlja število ponovljivosti

Dve ponudbi lahko navajata 20 μm in opisujeta različno delovanje. En dobavitelj lahko poroča o treh standardnih odklonih, drugi pa o celotnem opazovanem območju od vrha do vrha. Rezultati od vrha do vrha so odvisni tudi od števila vzorcev in odstopanj. Vprašajte po metodi izračuna, številu vzorcev, surovih odčitkih, kjer so na voljo, in ali je število mejni ali tipičen rezultat.

Lanbaojev dokument za serijo PDA-CR50 opredeljuje belo kartico z 90-odstotno odbojnostjo, pogoje 23 ±5 °C, napajanje 24 V enosmernega toka in 30-minutno ogrevanje. V svojih testnih opombah omenja tudi 2 ms vzorčenje in povprečenje 100 vzorcev. [1] Preden primerjate ponudbo s tem dokumentom, se pozanimajte, kako so te nastavitve povezane z navedenim odzivnim časom in ponovljivostjo. Ne domnevajte, da filtriran laboratorijski rezultat predstavlja najhitrejši način delovanja.

Za primerjavo nabave zamrznite en recept za meritve. Določite cilj, referenčno razdaljo, orientacijo površine, čas stabilizacije, trajanje zajemanja, izhodni vmesnik in filtriranje. Od vsakega kandidata za dobavitelja zahtevajte enakovreden test. Kjer enakovredne nastavitve niso mogoče, namesto razvrščanja golih številk izrecno opišite razliko.

Razumeti, zakaj dejanske površine spremenijo rezultat

Številni laserski senzorji premika kratkega dosega uporabljajo optično triangulacijo. Sprejemnik opazuje položaj odbite svetlobe, sistem za obdelavo pa ta položaj preslika v razdaljo. Površinske razmere lahko zato vplivajo na meritev, tudi če fizična razdalja ostane konstantna. Učinek je treba oceniti za specifično optično zasnovo in del.

Polirana površina lahko koristno svetlobo usmeri stran od sprejemnika ali ustvari močne zrcalne odseve. Temne površine lahko oddajajo manj odbite svetlobe. Tekstura lahko spremeni opazovani signal, ko skozi piko prehajajo različne površinske značilnosti. Na robu lahko osvetljeno območje vključuje dve višini. Večja pika lahko povpreči lokalne podrobnosti, ki jih je treba razrešiti s pregledom.

Senzor namestite tako, da oddajna in sprejeta pot ostaneta neovirani skozi celotno pričakovano gibanje. Preverite žepe, dvignjene robove in vpenjala za optično senčenje. Uporabite dejanski razpon površinskih obdelav, vključno s sprejemljivimi proizvodnimi odstopanji. Testiranje enega privlačnega vzorca lahko prikrije način napake, ki se pojavi po prihodu naslednje serije materiala.

Pred izbiro strojne opreme sestavite proračun za napake pri pregledu

Začnite z toleranco risbe in posledicami napačnega sprejetja ali napačne zavrnitve. Z ekipo za kakovost določite dovoljeni prispevek meritev. Fiksno razmerje med meritvami in tolerancami je lahko uporaben interni cilj, vendar nobeno posamezno razmerje ne dokazuje samodejno primernosti za vsak izdelek ali raven tveganja.

Razmislite o ilustrativni toleranci višine od 9,80 do 10,20 mm, skupni širini 0,40 mm. Recimo, da pilotni preskus ustvari stacionarni standardni odklon 0,006 mm. Šest standardnih odklonov obsega 0,036 mm ali 9 % tolerančne širine. To je presejalni izračun za ta stacionarni preskus, ne pa popoln rezultat sprejemljivosti merila. Izključuje premestitev, pristranskost, temperaturo in dolgoročne vplive.

Če so neodvisni prispevki standardne negotovosti ocenjeni na 6 μm za šum senzorja, 8 μm za premestitev in 4 μm za zajemanje, je njihova vsota kvadratov približno 10,8 μm. Ta izračun je veljaven le, če imajo ocene konsistentno osnovo in je predpostavka o neodvisnosti razumna. Korelirani učinki, nepopravljena pristranskost in določene najvišje mejne vrednosti zahtevajo ločeno obravnavo; ne smejo se slepo vstavljati v isto formulo.

Koristna razprava o nakupu se zato začne s proračunom aplikacije. Če prevladuje vpenjalo, lahko dražji senzor doda malo vrednosti. Če prevladujejo površinski učinki, je lahko sprememba geometrije ali tehnologije zaznavanja pomembnejša od manjše vrednosti ponovljivosti v katalogu.

Ločeno potrjujte stacionarne in gibljive meritve

Za preverjanje znanih položajev uporabite sledljivo referenco ali ustrezno kalibrirano premično mizico. Referenčna negotovost mora biti primerna za odločitev. Zabeležite okoljske pogoje in pustite, da se sistem stabilizira v skladu z navodili proizvajalca. Shranite nastavitve in surove podatke, da bo mogoče rezultat ponoviti po namestitvi.

1. Večkrat izmerite eno fiksno referenco, da ugotovite kratkotrajni šum.

2. Odstranite in zamenjajte isti del, da odkrijete razlike v obremenitvi in ​​vpenjanju.

3. Izmerite reprezentativne dele v zahtevanem območju in površinski obdelavi.

4. Ponovite s produkcijsko hitrostjo z dejanskim sprožilcem in potjo zajemanja.

5. Ponovite po ogrevanju, spremembah temperature in običajnem čiščenju ali vzdrževanju.

6. Rezultate primerjajte z dogovorjenimi omejitvami in pred izdajo raziščite morebitne napake.

Te količine so predlagana izhodišča in ne standardno predpisane velikosti vzorcev. Povečajte pokritost glede na raznolikost procesov, zahteve glede zaupanja in stroške napačne odločitve. Kratek poskus lahko odkrije težavo, ne da bi dokazal dolgoročno zanesljivost.

Povprečevanje ravnovesja glede na hitrost linije

Povprečevanje lahko zmanjša naključni šum, lahko pa tudi zakasni rezultat in zgladi značilnost, ki bi jo bilo treba zaznati. Pri neodvisnih naključnih vzorcih se standardni odklon povprečja zmanjšuje s kvadratnim korenom števila vzorcev. Korelirani šum, počasen premik in napake, odvisne od površine, ne sledijo nujno temu izboljšanju.

Pri ilustrativnem pregledu gibanja ostane 5 mm velik element, ki potuje s hitrostjo 0,5 m/s, pod merilno točko približno 10 ms. Nominalna nastavitev odziva 40 ms je daljša od tega opazovalnega okna. Element je lahko oslabljen ali pomešan z okolico. Morda bo potrebna hitrejša nastavitev, ki ji sledi nov test ponovljivosti pri tej nastavitvi.

Upoštevajte zakasnitev sprožilca, čas skeniranja krmilnika, posodobitve komunikacije in morebitno povprečenje, izvedeno v PLC-ju. Prikaz senzorja je lahko videti stabilen, medtem ko PLC bere zastarele ali drugače filtrirane podatke. Ocenite vrednost, ki je bila dejansko uporabljena za odločitev o proizvodnji.

Preverite pravila integracije in sprejemanja

Za analogni vmesnik preverite skaliranje, vhodno ločljivost, ozemljitev, napeljavo kablov in obremenitev zanke. Za digitalni vmesnik preverite enote, interpretacijo registrov, hitrost posodabljanja, ravnanje z neveljavnimi podatki in časovne omejitve. Noben vmesnik samodejno ne zagotavlja boljšega rezultata pregleda; celotna izvedba določa delovanje.

Določite eksplicitno pravilo odločanja blizu mejnih vrednosti specifikacije. Meritev blizu mejne vrednosti lahko zahteva zaščitni pas, ponovno meritev ali alternativno metodo pregleda, odvisno od negotovosti in dogovorjene politike kakovosti. Negotovih razvrstitev ne skrivajte s ponavljajočimi se meritvami, dokler se ne pojavi prehodno vrednost.

Nabava lahko uporabi družino izdelkov Lanbao PDA kot kandidata za oceno, pri čemer zahteva natančen podatkovni list modela, konfiguracijo izhoda in preizkus uporabe. [2] Senzor izdajte le z zabeleženo osnovno linijo, montažno risbo, datoteko z nastavitvami, postopkom preverjanja in navodili za zamenjavo. Ti zapisi pomagajo ohraniti potrjeno delovanje po vzdrževanju.

Reference

[1] Podatkovni list in pogoji testiranja za visoko precizno serijo Lanbao PDA CR50

[2] Družina izdelkov in vir slike laserskega senzorja premika Lanbao PDA

Pogosto zastavljena vprašanja

Je ponovljivost enaka kot natančnost?

Ne. Ponovljivost opisuje ujemanje med ponovljenimi odčitki pod določenimi pogoji. Natančnost se nanaša na ujemanje z merjeno količino. Stabilen odmik lahko zagotovi odlično ponovljivost, medtem ko poročana razdalja ostane neprimerna za absolutno odločitev o pregledu.

Kakšna ponovljivost je dovolj dobra za moj pregled?

Izberite zahtevo iz tolerance dela, proračuna negotovosti in posledic napačne klasifikacije. Validirajte celoten nameščen sistem. Kataloška vrednost sama po sebi ne more določiti ustrezne meje sprejemljivosti za neznan proces.

Ali lahko senzor z ločljivostjo 10 mikrometrov preveri toleranco 10 mikrometrov?

Samo ločljivost ne podpira tega sklepa. Šum, pristranskost, linearnost, toplotni učinki, spremembe vpenjalne naprave in vedenje zajemanja so lahko večji od prikazanega koraka. Toleranca zahteva ustrezno študijo merilne zmogljivosti.

Zakaj so odčitki na svetleči kovini manj stabilni

Odsevne površine lahko spremenijo svetlobo, ki doseže sprejemnik, ko se spremeni kot ali položaj. Preverite dejansko površino in geometrijo. Po oceni uporabe bo morda potreben drugačen kot montaže, optična razporeditev ali tehnologija senzorja.

Ali povprečenje vedno izboljša ponovljivost

Povprečevanje pogosto zmanjša nekorelirano naključno variacijo. Ne odstrani zanesljivo odnašanja ali sistematične napake in lahko zmanjša vidnost kratkih značilnosti na gibljivih delih. Primerjajte nastavitve pri zahtevani proizvodni hitrosti.

Kako pogosto je treba preverjati senzor

Interval nastavite na podlagi procesnega tveganja, opaženega premika, okolja in zgodovine vzdrževanja. Preverite po spremembah namestitve ali zamenjavi senzorja. Referenčni pregled v določenih proizvodnih intervalih pomaga odkriti spremembe, preden vplivajo na veliko serijo.

Kaj je treba poslati dobavitelju za uporaben preizkus

Zagotovite reprezentativne dele, risbe, tolerance, odstopanja površine, omejitve pri montaži, hitrost linije, podrobnosti o krmilniku in želeno pravilo odločanja. Zahtevajte surove meritve in celotne nastavitve, da bo mogoče poskus reproducirati na stroju.