Vertical Focus Probing

La tecnica di misura ottica che consente di eseguire la misurazione laterale dei componenti

Finora le geometrie come i fori - ad esempio quelli delle valvole di iniezione nell'industria automobilistica - non potevano essere misurate otticamente. L'ispezione laterale di componenti con superfici verticali era limitata ai soli sistemi di misura tattili, sistemi CT o soluzioni speciali complesse. Questo cambia con una nuova funzione del sistema di misura ottico a coordinate µCMM. Basato su misurazioni di area, permette il rilevamento ottico dei componenti su tutta la superficie.

 

Alicona CMM con unità di rotazione Real3D

Diversi metodi di misura ottica consentono la misura di componenti con fianchi a diversa inclinazione. Lo spettro dei fianchi o delle pendenze misurabili ha finora coperto l‘intervallo 0° - 85°, per cui nella pratica industriale, la Variazione di Fuoco si è affermata come il metodo più adatto a fianchi ripidi. Tuttavia, questa tecnologia ha raggiunto i suoi limiti anche per i componenti che mostrano fianchi più ripidi di 85°. Nonostante ciò, Bruker Alicona ha costantemente sviluppato la Variazione di Fuoco per 15 anni e ha integrato il suo principio di misura ottica con una nuova tecnica, la Vertical Focus Probing. Anche le superfici con pendenze superiori a 90° possono ora essere tastate otticamente e misurate in 3D.

Vertical Focus Probing

Diverse tecnologie consentono la misura di componenti con fianchi a diversa inclinazione. Qui: superfici con 0°, 60° e 90°

Misurazione di superfici inclinate con angolo superiore a 90°

La Vertical Focus Probing si basa sull'uso della luce parziale. Ciò significa che, oltre alla luce coassiale, viene utilizzata anche luce proveniente da diverse direzioni. Di conseguenza, i singoli raggi di luce riflessi in modo diffuso dalle superfici verticali sono catturati dall'obiettivo, consentendo la misurazione tracciabile e ripetibile ad alta risoluzione di fianchi con inclinazione superiore a 90°.

La percentuale di raggi luminosi riflessi dipende dalla geometria e dalla rugosità della superficie da misurare, nonché dalla sorgente luminosa utilizzata. Anche l'obiettivo gioca un ruolo importante, poiché, a seconda del suo diametro, un obiettivo può anche catturare la luce riflessa da superfici che mostrano fianchi con inclinazione superiore a 90°. Qui entra in gioco l'apertura numerica (AN), definita dal diametro dell'obiettivo e dalla distanza di lavoro. Essa influenza quanto la pendenza misurabile di una superficie può ancora superare i 90°.

Vertical Focus Probing

La luce riflessa può essere rilevata dall'obiettivo anche quando si misurano pendenze superiori a 90°.

Differenza tra la Variazione di Fuoco e la Vertical Focus Probing

La Vertical Focus Probing, come la Variazione di Fuoco, si basa sulla scansione verticale della superficie da misurare. La curva di informazione della messa a fuoco viene elaborata per ogni posizione. La differenza rispetto alla Variazione di Fuoco è che nella Vertical Focus Probing non solo uno, ma diversi valori Z vengono calcolati per ogni punto di misura (XY). Questi valori Z rappresentano la superficie verticale.

Vertical Focus Probing

Accuratezza, vantaggi e campi di utilizzo

La Vertical Focus Probing può essere utilizzata per un'ampia gamma di applicazioni nella metrologia dimensionale, rispettivamente in tutti i settori dell'industria manifatturiera e della produzione. Tra gli altri, l'industria degli utensili, la produzione di precisione, l'industria automobilistica e il settore aerospaziale beneficiano di nuove possibilità di misura ogni volta che si tratta di componenti con superfici verticali. Caratteristiche quali fori, alesaggi, superfici di riferimento, contorni, lunghezze, ecc. possono essere misurati otticamente con elevata precisione, ad alta risoluzione e con tempi di misura brevi.

Dataset 3D dell'inserto e della valvola di iniezione

Le verifiche PMI (Product and Manufacturing Information), che comprendono le tolleranze dimensionali e di posizione (caratteristiche GD&T), sono realizzate misurando più posizioni da una sola direzione di misura, come avviene con i sistemi tattili. Non è necessario smontare o recuperare i componenti per misurare parametri come il diametro, le distanze laterali, ecc. Grazie al principio di misura basato sull'area e all'elevata densità dei punti di misura che ne deriva, è possibile utilizzare un gran numero di punti di misura per la valutazione, ad esempio, degli scostamenti di forma, il che consente la misura robusta di geometrie particolarmente piccole.

Misurazione ottica dei fori

Le applicazioni tipiche del Vertical Focus Probing sono, ad esempio, la misura di micro fori come le valvole di iniezione o i fori di raffreddamento. Il rapporto diametro-profondità dei fori varia da 1:3 a 1:10, il diametro misurabile va da 0,1 mm a 2 mm. E’ possibile misurare parametri come il diametro esterno ed interno e l'angolo di apertura.

 

Misurazione di fori multipli

In combinazione con un'unità di rotazione automatica "µCMM Real3D", che trasforma la CMM a 3 assi in un sistema a 5 assi, è possibile misurare fori multipli, compreso il loro orientamento reciproco. Un'applicazione che può essere ottenuta utilizzando il µCMM in combinazione con Real3D è la misurazione degli ugelli di iniezione, inclusi diametro, fattore K, angolo di iniezione e angolo laterale.

Pubblicazione di R&D: Il Vertical Focus Probing e l'uso nella metrologia dimensionale

Questa nuova tecnologia è un'estensione della tecnologia Focus-Variation e quindi una tecnologia di misura ottica pura. Permette la misura diretta di pareti verticali e micro fori senza movimentare il campione durante la misura.

In questo documento, pubblicato di recente dal nostro reparto R&D, potrete trovare maggiori informazioni sul principio di misurazione del Vertical Focus Probing e sull'impatto di questo metodo nella misurazione di micro fori e nella misurazione 3D di fianchi ripidi con un angolo di inclinazione superiore a 90°. Per tutte le misure è stato utilizzato lo strumento di misura ottica a coordinate µCMM.


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