Şekil 1. Lanbao PDA serisi ürün görseli, resmi ürün sayfasından alınmıştır. Görsel, ürün ailesini göstermektedir; özellikleri uygulamadan önce model son ekini eksiksiz olarak doğrulayın. Kaynak [2].

Tekrarlanabilirliği diğer ölçüm özelliklerinden ayrı tutun.

Tekrarlanabilirlik, esasen değişmeyen koşullar altında ardışık gözlemlerin yayılımıyla ilgilidir. Yeniden üretilebilirlik ise, başka bir operatör, başka bir kurulum veya başka bir gün gibi değişen koşulları inceler. NIST bu kavramları birbirinden ayırır ve ilgili istatistiksel ölçü de dahil olmak üzere hassasiyetin nasıl ifade edildiğinin belirtilmesini önerir.

Çözünürlük, gösterilen veya ayırt edilebilen en küçük artıştır. Bir ekran ince artışlar gösterebilirken, altta yatan okumalar daha büyük bir miktarda sapma gösterebilir. Sapma, referans değerinden sistematik bir farktır. Doğrusallık, ölçüm aralığı boyunca belirtilen bir ilişkiden sapmayı tanımlar. Bir sensör aynı yanlış değeri tekrar tekrar döndürebilir, bu nedenle mükemmel tekrarlanabilirlik kalibrasyon hatasını ortadan kaldıramaz.

Yüzde cinsinden belirtilen değerleri dikkatlice okuyun. Örnek olarak 30 mm'lik tam ölçek için, ±0,1% ±0,030 mm veya ±30 μm'ye karşılık gelir. Bu hesaplama, aralık tabanlı bir özelliği kullanışlı mühendislik birimlerine dönüştürür. Bu, her ölçümün tam olarak bu hataya sahip olduğu anlamına gelmez ve doğrusallığı tekrarlanabilirliğe dönüştürmez.

Tekrarlanabilirlik sayısının aslında neyi temsil ettiğini sorun.

İki farklı fiyat teklifi de 20 μm değerini belirtebilir ancak farklı performans tanımlayabilir. Bir tedarikçi üç standart sapma bildirebilir; diğeri ise gözlemlenen tüm tepe-tepe aralığını bildirebilir. Tepe-tepe sonuçları ayrıca örnek sayısına ve aykırı değerlere de bağlıdır. Hesaplama yöntemini, örnek sayısını, varsa ham okumaları ve sayının bir sınır mı yoksa tipik bir sonuç mu olduğunu sorun.

Lanbao'nun özel PDA-CR50 serisi dokümanı, %90 yansıtıcılığa sahip beyaz kart, 23 ±5°C koşulları, 24 VDC besleme ve 30 dakikalık ısınma süresinden bahsetmektedir. Ayrıca test notlarında 2 ms örnekleme periyodu ve 100 örnek ortalaması da belirtilmektedir. [1] Bir teklifi bu dokümanla karşılaştırmadan önce, bu ayarların teklif edilen yanıt süresi ve tekrarlanabilirlik ile nasıl ilişkili olduğunu sorun. Filtrelenmiş bir laboratuvar sonucunun en hızlı çalışma modunu temsil ettiğini varsaymayın.

Tedarik karşılaştırması için, bir ölçüm reçetesini dondurun. Hedefi, referans mesafeyi, yüzey yönünü, stabilizasyon süresini, veri toplama süresini, çıkış arayüzünü ve filtrelemeyi tanımlayın. Her aday tedarikçiden eşdeğer bir test isteyin. Eşdeğer ayarların mümkün olmadığı durumlarda, sadece rakamları sıralamak yerine farkı açıkça tanımlayın.

Gerçek yüzeylerin sonucu neden değiştirdiğini anlayın.

Birçok kısa menzilli lazer yer değiştirme sensörü optik üçgenleme kullanır. Alıcı, yansıyan ışığın konumunu gözlemler ve işleme sistemi bu konumu mesafeye dönüştürür. Bu nedenle, fiziksel mesafe sabit kalsa bile yüzey koşulları ölçümü etkileyebilir. Bu etki, belirli optik tasarım ve parça için değerlendirilmelidir.

Parlatılmış bir yüzey, yararlı ışığı alıcıdan uzaklaştırabilir veya güçlü yansımalar oluşturabilir. Koyu yüzeyler daha az geri dönen ışık sağlayabilir. Doku, farklı yüzey özellikleri spot ışığından geçerken gözlemlenen sinyali değiştirebilir. Bir kenarda, aydınlatılan alan iki yüksekliği içerebilir. Daha büyük bir spot ışığı, incelemenin çözmeyi amaçladığı yerel ayrıntıları ortalayabilir.

Sensörü, yayılan ve alınan yolların beklenen hareket boyunca engellenmeden kalacak şekilde monte edin. Optik gölgelenme açısından cepleri, yükseltilmiş kenarları ve bağlantı elemanlarını kontrol edin. Kabul edilebilir üretim varyasyonu da dahil olmak üzere, gerçek yüzey kaplama aralığını kullanın. Tek bir çekici numuneyi test etmek, bir sonraki malzeme partisi geldikten sonra ortaya çıkan arıza modunu gizleyebilir.

Donanım seçimine başlamadan önce bir denetim hatası bütçesi oluşturun.

Öncelikle çizim toleransını ve yanlış kabul veya yanlış redin sonuçlarını ele alın. Kalite ekibiyle birlikte kabul edilebilir bir ölçüm katkısı belirleyin. Sabit bir ölçüm-tolerans oranı faydalı bir iç hedef olabilir, ancak hiçbir tek oran her ürün veya risk seviyesi için uygunluğu otomatik olarak kanıtlamaz.

Örnek olarak, 9,80 ile 10,20 mm arasında bir yükseklik toleransı ve toplam 0,40 mm genişlik ele alalım. Bir pilot testin 0,006 mm'lik sabit bir standart sapma ürettiğini varsayalım. Altı standart sapma 0,036 mm'lik bir aralığı veya tolerans genişliğinin %9'unu kapsar. Bu, sabit test için bir tarama hesaplamasıdır, tam bir ölçüm cihazı kabul sonucu değildir. Yeniden konumlandırma, sapma, sıcaklık ve uzun vadeli etkileri dışlar.

Bağımsız standart belirsizlik katkıları sensör gürültüsü için 6 μm, yeniden konumlandırma için 8 μm ve veri toplama için 4 μm olarak tahmin edilirse, bunların karekök toplamı yaklaşık 10,8 μm olur. Bu hesaplama, yalnızca tahminler tutarlı bir temele sahip olduğunda ve bağımsızlık varsayımı makul olduğunda geçerlidir. İlişkili etkiler, düzeltilmemiş sapma ve belirtilen maksimum sınırlar ayrı bir işlem gerektirir; bunlar aynı formüle körü körüne eklenmemelidir.

Bu nedenle, faydalı bir satın alma görüşmesi uygulama bütçesiyle başlar. Eğer armatür varyasyona hakimse, daha pahalı bir sensörün değeri az olabilir. Eğer yüzey etkileri baskınsa, geometri veya algılama teknolojisindeki değişiklikler, daha düşük katalog tekrarlanabilirlik değerinden daha önemli olabilir.

Sabit ve hareketli ölçümleri ayrı ayrı doğrulayın.

Bilinen konumları kontrol etmek için izlenebilir bir referans veya uygun şekilde kalibre edilmiş bir yer değiştirme aşaması kullanın. Referans belirsizliği, alınacak karara uygun olmalıdır. Ortam koşullarını kaydedin ve üreticiye göre sistemin stabilize olmasını bekleyin. Ayarları ve ham verileri saklayın, böylece kurulumdan sonra sonuç tekrarlanabilir.

1. Kısa vadeli gürültüyü belirlemek için sabit bir referans noktasını tekrar tekrar ölçün.

2. Yükleme ve fikstür varyasyonunu ortaya çıkarmak için aynı parçayı çıkarın ve tekrar takın.

3. İstenilen aralık ve yüzey kalitesine uygun olarak temsili parçaların ölçümlerini yapın.

4. Gerçek tetikleyici ve veri toplama yoluyla üretim hızında tekrarlayın.

5. Isınma, sıcaklık değişiklikleri ve normal temizlik veya bakım işlemlerinden sonra tekrarlayın.

6. Sonuçları belirlenen sınırlar ile karşılaştırın ve piyasaya sürmeden önce olası hataları araştırın.

Bu miktarlar önerilen başlangıç ​​noktalarıdır, standart olarak zorunlu kılınan örneklem büyüklükleri değildir. Süreç çeşitliliğine, güven gereksinimlerine ve yanlış bir kararın maliyetine göre kapsamı artırın. Kısa bir deneme, uzun vadeli güvenilirliği kanıtlamadan bir sorunu belirleyebilir.

Hat hızına karşı ortalama denge

Ortalama alma işlemi rastgele gürültüyü azaltabilir, ancak aynı zamanda sonucu geciktirebilir ve tespit edilmesi gereken bir özelliği yumuşatabilir. Bağımsız rastgele örnekler için, bir ortalamanın standart sapması örnek sayısının kareköküyle azalır. İlişkili gürültü, yavaş kayma ve yüzeye bağlı hatalar bu iyileşmeyi mutlaka takip etmez.

Örnek bir hareketli incelemede, 0,5 m/s hızla hareket eden 5 mm'lik bir özellik, yaklaşık 10 ms boyunca bir nokta ölçüm konumunun altında kalır. Nominal 40 ms'lik yanıt süresi, bu gözlem penceresinden daha uzundur. Özellik zayıflayabilir veya çevresiyle karışabilir. Daha hızlı bir ayar gerekebilir ve ardından bu ayarda yeni bir tekrarlanabilirlik testi yapılmalıdır.

Tetikleme gecikmesini, kontrol cihazı tarama süresini, iletişim güncellemelerini ve PLC'de yapılan ortalama alma işlemlerini hesaba katın. Sensör ekranı sabit görünse de PLC eski veya farklı şekilde filtrelenmiş verileri okuyabilir. Üretim kararı için gerçekten kullanılan değeri değerlendirin.

Entegrasyon ve kabul kurallarını kontrol edin.

Analog arayüz için ölçeklendirme, giriş çözünürlüğü, topraklama, kablo yönlendirmesi ve döngü yükünü doğrulayın. Dijital arayüz için birimleri, kayıt yorumlamasını, güncelleme hızını, geçersiz veri işlemeyi ve zaman aşımı sürelerini doğrulayın. Her iki arayüz de otomatik olarak daha iyi bir denetim sonucu garanti etmez; performansı belirleyen şey eksiksiz uygulamadır.

Spesifikasyon sınırlarına yakın yerlerde açık bir karar kuralı belirleyin. Sınıra yakın bir ölçüm, belirsizliğe ve kabul edilen kalite politikasına bağlı olarak bir koruma bandı, yeniden ölçüm veya alternatif bir muayene yöntemi gerektirebilir. Geçerli bir değer görünene kadar tekrar tekrar ölçüm yaparak belirsiz sınıflandırmaları gizlemeyin.

Tedarik birimi, kesin model veri sayfası, çıkış yapılandırması ve uygulama testini talep ederken, Lanbao PDA ürün ailesini değerlendirme adayı olarak kullanabilir. [2] Sensörü yalnızca kaydedilmiş bir temel, montaj çizimi, ayar dosyası, doğrulama prosedürü ve değiştirme talimatlarıyla birlikte serbest bırakın. Bu kayıtlar, bakım sonrasında doğrulanmış performansı korumaya yardımcı olur.

Referanslar

[1] Lanbao PDA CR50 yüksek hassasiyetli seri veri sayfası ve test koşulları

[2] Lanbao PDA lazer yer değiştirme sensörü ürün ailesi ve görüntü kaynağı

Sıkça Sorulan Sorular

Tekrarlanabilirlik, doğrulukla aynı şey midir?

Hayır. Tekrarlanabilirlik, tanımlanmış koşullar altında tekrarlanan okumalar arasındaki uyumu tanımlar. Doğruluk ise ölçülen miktarla uyumu ilgilendirir. Sabit bir sapma mükemmel tekrarlanabilirlik sağlayabilirken, bildirilen mesafe mutlak bir inceleme kararı için uygun olmayabilir.

Benim incelemem için hangi tekrarlanabilirlik yeterlidir?

Parça toleransı, belirsizlik bütçesi ve yanlış sınıflandırmanın sonuçları arasından bir gereksinim seçin. Kurulumu tamamlanmış sistemi doğrulayın. Yalnızca katalog değeri, bilinmeyen bir işlem için uygun bir kabul limiti belirleyemez.

10 mikrometre çözünürlüğe sahip bir sensör, 10 mikrometre toleranslı bir alanı denetleyebilir mi?

Çözünürlük tek başına bu sonuca varmayı desteklemez. Gürültü, sapma, doğrusallık, termal etkiler, fikstür varyasyonu ve veri toplama davranışı, görüntülenen artıştan daha büyük olabilir. Tolerans, uygun bir ölçüm yeteneği çalışması gerektirir.

Parlak metal yüzeylerde ölçümler neden daha az kararlı oluyor?

Yansıtıcı yüzeyler, açı veya konum değiştikçe alıcıya ulaşan ışığı değiştirebilir. Gerçek yüzey kaplamasını ve geometrisini test edin. Uygulama değerlendirmesinden sonra farklı bir montaj açısı, optik düzenleme veya sensör teknolojisi gerekebilir.

Ortalama alma işlemi her zaman tekrarlanabilirliği artırır mı?

Ortalama alma işlemi genellikle ilişkisiz rastgele varyasyonu azaltır. Ancak sapmayı veya sistematik hatayı güvenilir bir şekilde ortadan kaldırmaz ve hareketli parçalardaki kısa özelliklerin görünürlüğünü azaltabilir. Gerekli üretim hızında ayarları karşılaştırın.

Sensör ne sıklıkla kontrol edilmelidir?

Süreç riskine, gözlemlenen sapmaya, çevreye ve bakım geçmişine göre aralığı ayarlayın. Kurulum değişikliklerinden veya sensör değişiminden sonra kontrol edin. Tanımlanmış üretim aralıklarında yapılan referans kontrolü, değişikliklerin büyük bir partiyi etkilemeden önce ortaya çıkarılmasına yardımcı olur.

Faydalı bir deneme için tedarikçiye neler gönderilmelidir?

Temsili parçaları, çizimleri, toleransları, yüzey varyasyonlarını, montaj kısıtlamalarını, hat hızını, kontrolör detaylarını ve istenen karar kuralını sağlayın. Denemenin makinede tekrarlanabilmesi için ham ölçümleri ve eksiksiz ayarları talep edin.