小姐姐有话说:
在构筑智能工厂的大背景下,使用制造装置和机器人制造,以及搬运自动化作业成为了主流。工序要想进入下一个阶段,就不能避免检查的自动化、以及全数检查。在全数检查中,作为对象的工件要素越复杂、丰富多彩,越是需要花费更多的生产节拍时间,产生导入效果就越困难。
XTIA公司开发了一种三维激光测量技术,可快速全自动检测外观检查和尺寸检查。实现现有三维激光测量技术无法实现的汽车发动机缸体等复杂形状工件的在线全数检查。这是被主要汽车制造商采用等备受关注的技术。
与现有激光不同的“两大特长”
XTIA创立于2002年,旨在开展被誉为“世界上精度最高的尺子”的激光技术“光com(OptComb)”的业务。
XTIA于2005年获得诺贝尔物理学奖,成为全球唯一实现光束应用化的制造厂商。
光梳具有与普通激光决定性不同的两大特点,从而使传统三维激光测量仪无法测量的工件测量和应用成为可能。
到达深处的激光
特点之一是同轴测量。现有的三维激光测量使用的是倾斜照射激光,以一定角度接受反射光的三角测量法。与此相对,光梳激光的入射和反射是在一条直线上进行的同轴。
三角测量法的话,凹凸有深度的工件会遮挡激光,所以只能做平坦的工件。与此相对,由于光梳激光会对工件直接照射激光来测定返回的光,所以激光可以到达深部,即使是复杂的形状也可以进行测量。
另外,圆筒或孔的内表面和角度的位置也可以通过用反射镜调整入射角度来进行测量。
与传统测量方法的差异
如何做到高速、高精度的测量
现有的激光测量技术在特定波长下振荡,以反射返回的时间为基准测量到工件的距离,该测量点集合成为数据。但是,由于光从到达到返回的速度过快,所以存在到达一定程度以上就不能提高精度的技术问题。
另一方面,在光束激光器中,不同频率的光以相等的间隔排列成一个激光束。它变得像一个有刻度的激光,类似于梳子(Comb)。
在光梳激光中,通过将相同的光束激光照射到将该激光照射到工件而返回的反射光上,使光彼此干涉,测量在那里发生的波长变化,测定工件的距离。
通过将时间延迟到5万倍,分析更精细的物体,实现了与现有技术相比精度非常高的测量。
乍一看,这是一种容易被认为是通过延迟5万倍时间而降低测定速度的测定方法,以往的复杂形状的工件检查是由作业人员的人手进行的,如果是气缸盖,则每工件需要30分钟以上的时间。与此相对,光梳可以全自动地在1秒内进行50万点的高速测量,仅用1分钟就可以进行相同尺寸的气缸体的尺寸测量。
医学计量的研发
用同轴计算,测量深度凹凸不一的工件也变得简单了起来,正因为可以高速、高精度地自动测量工件,让过去需要花费大量时间与精力,不可能的复杂形状工件的全数检查成为了可能。
国内大型汽车制造商纷纷采用航空航天产业、重型机械、建筑机械、模具等也纷纷引用。
根据富士经济调查,2017年-19年在线汽车零部件检测市场连续三年获得领先份额。
八木贵郎社长兼CEO表示:“目前,我们只发挥了光束百分之几的潜力。今后将进一步扩大光束在产业中的应用,创造价值,着手开发面向医疗测量的技术。并且,还将推进在通信中的应用和面向树脂等其他材料的技术开发。”
复杂形状也可进行高精度测量
XTIA表示:“当前,公司专注的是检测工程自动化市场。制造和运送工序的自动化正在进行,但检查工序的自动化率仍在20%左右。要想实现工业4.0与智能工厂,需要进一步提高这一点,并借此推行光束。”
“现有技术有其局限性,我们希望光束作为一项全新的技术,开拓剩余80%的领域。全面检查只是我们的一个开端。”
参考文献:XTIA官网
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