Видеоизмерительные микроскопы

Отличие современных видеоизмерительных систем от универсальных измерительных микроскопов

Важным отличием современных видеоизмерительных систем является: простота использования, повторяемость результатов независимо от того, кто и с каким опытом работает на данном оборудовании, большое количество получаемых результатов, скорость измерения.

Каким образом достигаются данные параметры - это мощное программное обеспечение, которое идет в комплекте с любым современным видеомикроскопом. Данное ПО позволяет видеомикроскопу работать в полном поле обзора, что позволяет снять большое количество измеряемых точек с элемента за доли секунды просто указав на данный элемент, или машина сама подойдет в заданную точку и снимет измерительные точки в соответствии с измерительной программой.

Помимо скорости упрощается и сама работа, то есть человеку, который работает на видеомикроскопе не нужно иметь соответствующий опыт по работе с микроскопом или опыт работы в метрологии. Видеомикроскоп имеет меню в виде пиктограмм, цифробуквенных обозначений, которые ясно дают понять, что нужно нажать, чтобы выполнить ту или иную операцию. Достаточно нескольких часов, чтобы показать человеку как выполняются простейшие операции. Кончено, чтобы выполнять более сложные задачи требуется более серьезный опыт.

Любой видеомикроскоп позволяет работать по программе, как ручной, так и автоматический. Если измерения сложные и требуют специализированных навыков, то специалист на данном оборудовании выполняет эту операцию 1 раз и далее эту программу используют все. Запускать программу может даже неподготовленный человек, работающий в цеху, просто положа деталь на микроскоп и запустив соответствующую программу. Если машина работает в автоматическом режиме, то оператор ожидает пока произойдет измерение, если машина ручная, то необходимо крутить вращательные привода микроскопа в соответствии с указаниями программы. Работа ускоряется за счет того, что после измерения какого-либо элемента или серии элементов, сразу выдается огромное количество результатов, из которых можно выбрать необходимый нам. Допустим, если мы измеряем окружность, то тут же получаем положение этой окружности координатах XYZ, диаметр, радиус, площадь, периметр, зависимые допуска LMC MMC и многое другое. При измерении линий мы можем сделать пересечения, то есть ПО позволяет нам не просто сделать измерения, а сделать дальнейшее построение и получить результат намного больше, нежели бы мы сделали в прямом измерении. К отличиям современных микроскопов можно отнести их диапазон измерения. Если у универсального измерительного микроскопа, такого как УИМ 21, 23, ДИП диапазон измерения 200х100 миллиметров, то современный видеомикроскопом имеет уже диапазоны 300х200, 400х300, 500х400, это достаточно большая линейка, доходит до размеров 2х1,5 метра. Диапазон измерения сильно расширяет возможности применения современного видеомикроскопа. Так как в современном микроскопе ПО позволяет сделать большое количество расчетов, то уходит необходимость базирования систем координат микроскопа. Теперь мы можем работать в системе координат деталей, переназначать системы координат в соответствии с тем, как необходимо нам, причем это может делаться несколько раз, для этого не нужно переставлять деталь. Также это позволяет отказаться от дорогостоящей оснастки, которая была необходима для того чтобы наша деталь легла в систему координат. Благодаря ПО не требуются такие вещи как поворотные столы на плоскости рабочего стола. Если раньше был механический поворот, отслеживание, то теперь может быть построено взаимное пересечение измеренных элементов и получен результат по угловому положению, это значительно ускоряет работу и дает возможность последующего использования снятых данных, с которыми мы работаем.

Как выбрать видеоизмерительную систему?

Здесь будет несколько вопросов, на которые необходимо ответить, для того, чтобы правильно выбрать систему.

Первый вопрос – диапазон измерения. Диапазон измерения обычно соответствует максимальному размеру детали, которую мы планируем мерить. Если это очень большая деталь, то можно ее измерить альтернативными методами за несколько перестановок.

Второй вопрос – какую машину мы планируем использовать: механическую (ручную) или с моторизованными приводами?

Здесь необходимо учитывать, что ручные машины ограничены в размерах, их максимальный размер 500х400. Выбор может быть остановлен на ручной машине, поскольку цены на такие машины значительно ниже чем на моторизованные машины.

Следующий вопрос – точность, погрешность машины. Может быть несколько вариантов. Исходя из того какая перед нами задача, мы выбираем ту или иную машину. В целом по точностям все очень близко, поэтому данный пункт носит больше бюрократический характер.

Следующий пункт – что мы хотим получить, какие измерительные датчики на машине. По умолчанию на машине стоит оптика, в зависимости от выполняемой задачи машина может доукомплектовываться контактным, лазерным, конфокальным датчиком, в некоторых случаях сканирующим датчиком.

Проведя данный анализ мы получаем машину, которая нам нужна, смотрим стоимость, и если стоимость не устраивает, тогда начинаем смотреть что нам нужно, а что можно убрать и какими-то альтернативными способами измерять. Понятно, что все дополнительные датчики значительно могут прибавить к цене. Например, лазерный датчик может стоить очень высокую цену. Следующий вопрос по уменьшению цены - это диапазон измерения, чем крупнее машина, тем дороже и бывает так, что машина до определенного размера допустим 800х600 стоит одних денег, когда перешагиваем порог цена сразу начинает повышаться. Поэтому смотрим, если необходимость в такой крупной машине и делаем вывод. Если бюджет совсем урезан, то смотрим ручные машины, тем самым выбираем оптимальную, подходящую под наши технические характеристики и бюджет.

Немаловажен момент, где мы будем ставить машину, потому что чем машина крупнее по диапазону измерения, тем она больше по габаритам и тяжелее. Ручная машина диапазоном 300х200 будет весить 180-190 килограмм, автоматическая машина 800х600 будет весить 1,5 тонны.

Мультисенсорные системы.

Очень часто в настоящее время слышно о мультисенсорных системах. Это те же видеоизмерительные системы, но оснащенные большим количеством датчиков. По умолчанию в видеомикроскопе стоит 1 оптический датчик и далее, в зависимости от задачи он может быть дооснащен другими датчиками. Наиболее востребованным после оптического датчика является контактный датчик, обычно компании Renishaw TP20, также это может быть датчик MCP или TP200. Почему может возникать вопрос доукомплектования машины? Потому что когда мы работаем оптическим датчиком, видим только картину, которая находится в 2D плоскости, зайти допустим сбоку проблематично, конечно можно поставить систему зеркал или механизм переворота деталей, но это усложняет процедуру, требует оснастки. Далее идет лазерный датчик, он необходим для того, чтобы с поверхности снимать большое количество точек. В принципе оптический датчик тоже снимает измерительные точки с поверхности, но делает это достаточно не быстро, а лазер, проехав по одной из линий, снимает большое количество точек, далее эти точки можно будет использовать в расчете тех или иных параметров. Далее идут более редкие датчики, к ним относится конфокальный датчик, его применяют, когда не берется поверхность другими датчиками, либо требуется более высокая разрешающая способность.

Вопрос поверки видеомикроскопа всегда стоит остро, все хотят понимать как это происходит. Для поверки видеомикроскопа, измерительных систем не требуется специализированных эталонов, обычно это происходит с помощью штриховой меры длины и концевой меры длины. Для того, чтобы определить, что конкретно необходимо для того или иного оборудования, открываем методику поверки на данное оборудование и смотрим. Всегда стоит обращать внимание на то, какие эталоны используются, если штриховая меры длины используется на весь диапазон, то это может быть вопросом, поскольку у ЦСМ или поверителей штриховые меры ограничиваются 200 миллиметрами, если прописано на всю длину, а она метр и более, то такую штриховую меру найти будет проблематично.

Стоимость видеомикроскопа.

Вопрос непростой, складывается из ряда факторов. Первое из чего формируется цена, это производитель. Если производитель европейский, американский, то цена оборудования высока. Если смотреть на более недорогие изделия, то это изделия, произведенные в Азии, России. Но Российские изделия — это те же самые изделия, произведенные в Азии с наклейкой «Сделано в России». В России такие системы не производятся. Также на цену влияет диапазон измерения, здесь идет прямая зависимость, чем крупнее система, тем дороже она стоит. Играет роль моторизованная это система или полностью ручная, также зависимость идет от типов датчиков, которые установлены. По умолчанию стоит оптический датчик, но может быть дополнен контактным, лазерным. На цену влияет программное обеспечение. Обычно у всех производителей есть на выбор несколько программных обеспечений, отличие состоит в том, что одно программное обеспечение заточено под 2,5D либо просто 2D, а другое под полноценное 3D. Чем круче программное обеспечение, тем сложнее оно в освоении, здесь нужно понимать под какие задачи берется и кто будет работать с оборудованием.

Чем заменить УИМ?

Наиболее близкое к оборудованию УИМ 21, 23 это ручные видеоизмерительные системы. Говорить о том, что современная видеоизмерительная система полностью заменяет УИМ неправильно, также как сказать о замене современной видеоизмерительной системы УИМом. У каждого оборудования есть свои индивидуальные характеристики. Самая важное отличие, что было в УИМе это отклоняемая колонна, которая использовалась не очень часто на некоторых измерительных операциях. В этой части заменить УИМ крайне сложно, во всех остальных вопросах УИМ заменяют наиболее близкие к нему по цене ручные видеомикроскопы, который непросто заменяет УИМ, но и значительно расширяет функционал, упрощает работу, дает возможности для более быстрого измерения. Также решается немаловажный вопрос, где купить УИМ, поскольку это оборудование больше не производится, а выпускаемые аналоги в Азии не соответствуют высоким характеристикам, которыми обладал УИМ. Используя ручной видеомикроскоп, вы не просто заменяете УИМ, вы колоссально расширяете возможности на своем предприятии и с точки зрения выполняемых операций, и с точки зрения снижения требований к персоналу, который может пользоваться данным оборудованием.

Необязательно ставить вопрос чем заменить УИМ. Можно УИМ имеющий на вашем производстве оставить для редких измерений, под которые прописаны технические процессы, а основные измерения делать на современном измерительном микроскопе. Линейка данных микроскопов сейчас на рынке широка, цены достаточно доступны для такой техники.

Выбор инструментального микроскопа.

Для видеоизмерительной системы нет деления на микроскоп инструментальный или универсально-измерительный. Видеоизмерительная система решает задачи как универсально-измерительного микроскопа, так и инструментального, может смотреть параметры угловые, линейные, решает те задачи, которые раньше решались на ИМЦЛ поворотным столом. Современные микроскопы решают это с помощью вычислений после измеренных элементов. Поэтому выбираем диапазон измерения, выбираем ручной или автоматический видеомикроскоп и получаем инструментальный микроскоп.