Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Produktová skupina optoCONTROL firmy Micro-Epsilon, kterou tvoří optické mikrometry, se dočkala novinky v podobě mikrometru optoCONTROL 2700. Zařízení se skládá z vysílače a přijímače a na první pohled připomíná světelnou závoru. Oproti ní je mikrometr optoCONTROL 2700 schopen přesně měřit vzdálenosti, a to s rozlišením v řádu desítek nanometrů. Na rozdíl od populárního mikrometru optoControl 2520 má novinka telecentrický objektiv a měří pomocí tří paprsků. V tomto článku se čtenáři dozvědí, jaké to má výhody.
Princip fungování mikrometrů
V anotaci již bylo zmíněno, že se mikrometr skládá z vysílače a přijímače, mezi kterými je světelný paprsek. Vysílač obsahuje fotodiodu, která vysílá paprsek světla do přijímače. Ten musí být umístěn přesně naproti vysílači. K justáži optické soustavy je možné využít dodávanou masivní lištu – kolejnici (obr. 1).
Přijímač nesnímá paprsek světla, ale naopak měří zastínění. Dioda může být laserová, jako u optoCONTROL 2520, anebo různě zabarvená LED, jako u novinky optoCONTROL 2700. Přijímač může být přímý nebo v 90° verzi pro lepší montáž do stísněných prostor.
Vzdálenosti mezi snímačem a vysílačem jsou nastavitelné na několik pevně daných hodnot, které jsou vyznačeny na pomocné kolejnici (její použití není nutné). Zároveň má každý snímač několik měřicích programů, mezi které patří měření průměru, hran, mezer a až šestnácti segmentů v měřicím poli (v průměru paprsku), díky kterým lze změřit např. inline průměr až osmi drátů.
Telecentrický objektiv
Telecentrický objektiv zaměří nejostřeji oblast ve středu měřicího pole, a měření v této oblasti je tudíž nejpřesnější. Nevýhodou je nutnost přesněji pozicovat měřený objekt, než bylo třeba u mikrometru řady optoCONTROL 2520, který ale nedosahuje takových přesností.
Telecentrický objektiv umožňuje mikrometru dobře změřit skleněné a jiné průhledné objekty, protože paprsek nepenetruje materiál, a obraz je proto ostrý.
Konfigurace
Mikrometr optoCONTROL 2700 se konfiguruje prostřednictvím snadno použitelného webového rozhraní v běžném počítači bez nutnosti instalace dalšího softwaru. Webové rozhraní umožňuje rychlé a snadné nastavení např. statistických výpočtů, rychlosti měření nebo předvoleb a nabízí rozsáhlé možnosti parametrizace pro každou měřicí úlohu. Uložené předvolby urychlují a usnadňují parametrizaci snímače pro danou měřicí úlohu.
Parametry
Nejlepších výsledků měření je možné dosáhnout vždy ve středu měřicího pole. Ve středovém pásu mikrometru optoCONTROL 2700-40 o velikosti 20 mm lze měřit s linearitou menší než 1 µm. Ve středovém pásu o rozměru celého měřicího pole 40 mm je možné měřit se stále úctyhodnou linearitou 3 µm (obr. 2).
Rozlišení nového mikrometru je až 10 nm. Dokáže měřit s frekvencí 5 kHz. Je odolný proti okolnímu světlu až do intenzity osvětlení 5 000 lx.
Aktivní korekce náklonu objektu
Objekty, které leží v měřícím paprsku a nesvírají s optickou osou úhel 90°, tedy nejsou ideálně vyrovnány, lze přesto přesně změřit, a to díky aktivní korekci. U nižších řad optických mikrometrů pracujících na jiném principu tato možnost není a objekt musí být co nejpřesněji vyrovnán. Paprsek je totiž jen jeden a při měření např. průměru trubky by se náklonem naměřená hodnota průměru zvětšovala oproti skutečné. Mikrometr optoCONTROL 2700 má však paprsky tři, z nichž je jeden primární a po jeho stranách jsou dva sekundární. Díky tomu dokáže mikrometr podle změřeného náklonu správně dopočítat skutečnou hodnotu průměru (obr. 3).
Zjištění úhlu náklonu objektu
Vzhledem k tomu, že mikrometr umí díky třem paralelním paprskům korigovat úhel náklonu, lze tento úhel také s vysokou přesností změřit. Zjistit úhel náklonu a popř. ho korigovat je možné v případě, že není větší než 45°. Díky této schopnosti se významně rozšiřují možnosti využití optických mikrometrů (obr. 4).
Pozicování objektu
Pro správné měření je třeba umístit cíl do středu měřicího pole. K tomu uživateli pomůže možnost zapnout si ve webovém rozhraní černobílý obraz, v němž může přesně nastavit správnou pozici cíle. Střed měřicího pole je vyznačen červeným křížem (obr. 5).
Nové měřicí programy a aplikace
Vyjma běžných měřicích programů, které jsou známy z mikrometrů předchozích řad, jako jsou měření průměru, mezery a několika segmentů, nabízí mikrometr optoCONTROL 2700 zcela nové programy. Program pro měření hrany je upraven tak, aby automaticky přizpůsoboval kvalitu signálu materiálu cíle. Mikrometr tak zjistí hranu pásu papíru, skla, plechu či fólie bez nutnosti přepínat na jiný program. Novinkou je program přímo pro měření drátů, který udělá korekci vibrací, které při odvíjení drátu běžně vznikají. Dalším novým programem je program na měření kontur, který se používá ke změření stupňovitě vysoustruženého dílu, a to měřením horních hran, dolních hran a středové osy.
Typické možnosti použití mikrometru jsou pro inline měření průměrů trubek či drátů během navíjení, měření kontur soustružených dílů, měření mezer mezi kalandrovacími válci a mnohé další.
Komunikační rozhraní
Verze s integrovaným rozhraním Profinet, EtherCAT a EtherNet/IP budou dostupné do konce roku 2024. Do té doby je možné zakoupit externí převodník IF2035, který převede signál RS-422 na zmíněná průmyslová rozhraní.
(MICRO-EPSILON Czech Republic, spol. s r. o.)
Obr. 1. Optický mikrometr pro náročné úlohy a velkou přesnost optoCONTROL-270
Obr. 2. Princip měření mikrometrem optoCONTROL-2700 s telecentrickým objektivem
Obr. 3. Korekce náklonu
Obr. 4. Měření náklonu pomocí tří paprsků
Obr. 5. Pozicování objektu