Оптический компаратор - Optical comparator

Патентные чертежи оптического компаратора с резьбой Hartness (нумерация удалена для ясности).^[1]

Компаратор J&L с DRO.

Профильный проектор, также известный как контурный компаратор, широко используется для измерения двухмерных данных.

An оптический компаратор (часто называют просто компаратор в контексте) или профиль проектор это устройство, которое применяет принципы оптика к осмотр изготовленных деталей. В компараторе увеличенный силуэт детали проецируется на экран, а размеры и геометрия детали измеряются относительно установленные пределы. Это полезный предмет в небольших деталях механический цех или же конвейер для контроль качества инспекционная группа.

Измерение происходит одним из нескольких способов. Самый простой способ - это выпускные на экране, накладываясь на силуэт, позволяют зрителю производить измерения, как если бы на изображение была наложена четкая линейка. Другой способ заключается в том, что различные точки на силуэте совпадают с сетка в центре экрана, один за другим, перемещая сцену, на которой находится деталь, и цифровое считывание сообщает, как далеко продвинулась сцена, чтобы достичь этих точек. Наконец, наиболее технологически продвинутые методы включают программное обеспечение, которое анализирует изображение и сообщает измерения. Первые два метода являются наиболее распространенными; третий - новее и не так широко распространен, но его внедрение продолжается в цифровую эпоху.

История

Первый коммерческий компаратор был разработан Джеймс Хартнесс и Рассел В. Портер.^[2] Длительная работа Хартнесса в качестве председателя Национальной комиссии США по винтовой резьбе привела к тому, что он применил свои знания в области оптики (от его увлечений астрономия и телескоп -строение) к проблеме резьба осмотр. Компаратор с резьбой Hartness в течение многих лет был прибыльным продуктом для компании Jones and Lamson Machine Company, президентом которой он был.

В последующие десятилетия оптические компараторы производились многими компаниями и применялись для контроля многих видов деталей. Сегодня их можно найти во многих механических мастерских.^[3]

Идея смешивания оптики и измерения и использование термина компаратор за метрологический оборудование, существовавшее в других формах до работы Хартнесса; но они остались в сфере чистой науки (например, телескопия и микроскопия ) и узкоспециализированная прикладная наука (например, сравнение эталонов эталонов). Компаратор Хартнесса, предназначенный для повседневной проверки обработанных деталей, стал естественным следующим шагом в эпоху, когда прикладная наука стала широко интегрироваться в промышленное производство.

использование

Профильный проектор широко применяется для изготовления изделий сложной формы. штамповки, шестерни, кулачки, резьбы и сравнение модели измеренного контура. Таким образом, профильный проектор широко используется в производстве высокоточного оборудования, в том числе авиация, аэрокосмическая промышленность, часы и часы, электроника, приборостроение, научно-исследовательские институты и измерительные станции обнаружения на всех уровнях и т. д.

Принцип работы

Рабочая структура профильного проектора

Проектор увеличивает профиль образца и отображает его на встроенном проекционном экране.^[4] На этом экране обычно есть сетка, которую можно повернуть на 360 градусов, поэтому ось X-Y экрана может быть выровнена с прямым краем обработанной детали для исследования или измерения. На этом проекционном экране отображается профиль образца, увеличенный для облегчения расчета линейных измерений.
Край исследуемого образца может быть совмещен с сеткой на экране. Оттуда можно проводить простые измерения расстояний до других точек. Это делается на увеличенном профиле образца. Это может быть проще, а также уменьшить количество ошибок, если проводить измерения на увеличенном проекционном экране профильного проектора.
Типичный метод освещения: диаскопический освещение, которое горит сзади. Этот тип освещения также называется проходящим освещением, когда образец является полупрозрачным и свет может проходить через него. Если образец непрозрачный, свет не будет проходить через него, а будет формировать профиль образца.
Измерение образца можно производить на проекционном экране. Профильный проектор также может иметь епископский освещение (то есть свет, падающий сверху). Это полезно при отображении отверстия или внутренние области, которые, возможно, потребуется измерить.

Функции

Методы проецирования

Вертикальные проекторы: главная ось параллельна плоскости экрана. Они наиболее распространены и подходят для плоских деталей или более мелких деталей.
Горизонтальный проектор: главная ось перпендикулярна плоскости проекционного экрана. Таким образом, экраны изготавливаются в основном в средних и больших вариантах, которые обычно подходят для осмотра частей вала или тяжелых заготовок с большими профилями, хотя наличие горизонтального стола ниже без отверстия для светопропускания может быть удобным для небольших машин с системой освещения силуэта.

Положительные или перевернутые изображения

Для простейшего типа профильного проектора на экране будет отображаться перевернутое изображение детали, также известное как ее зеркальное отображение.
Чтобы облегчить измерение, иногда намеренно добавляется система «плюс-изображение», изменяющая перевернутое изображение на положительное, что увеличивает стоимость из-за используемого масштаба / материала и в то же время несколько снижает точность измерения.

Размер экрана

Что касается выбора размера экрана, следует тщательно продумать, должна ли вся часть отображаться на экране целиком. Если осмотр можно легко провести в скромном масштабе, нет необходимости в большом экране. Производители проекторов предлагают несколько размеров экранов для удовлетворения различных потребностей.

Увеличение

Увеличение объектива проектора фиксировано. Разные виды измеряемых предметов часто требуют разного увеличения. Однако обычная заводская конфигурация проектора - с одним объективом, поэтому в соответствии с потребностями можно приобрести и использовать дополнительные объективы.

Рабочий стол и аксессуары

Рабочий стол используется для размещения и удержания измеряемой детали. Его собственный объем, ход по осям X, Y и грузоподъемность имеют решающее значение. Между тем, для удобства удержания заготовки обычно добавляются прецизионный поворотный стол, держатель детали с V-образным блоком и другие аксессуары.
Также проектор должен иметь гибкий и стабильный механизм фокусировки и большое рабочее расстояние (верхняя поверхность заготовки относительно шага линз). Пользователь выбирает подходящие режимы обработки данных: все без исключения современные оптические измерительные проекторы на рынке оцифрованы. Поэтому мы также рассмотрим соответствующие возможности обработки данных.

Смотрите также

Shadowgraph