Všechno, co potřebujete vědět o profilprojektorech

Tento obrázek může připadat důvěrně známý mnohým z Vás, kdo jste strávili delší dobu v laboratoři kontroly kvality nebo v dílenském prostředí. Jedná se o obrázek letitého profilprojektoru. Tímto obrázkem začínáme, abychom zdůraznili jeden významný bod.

Zdrojem tohoto obrázku je ilustrace z patentu č. 1,903,933, zaregistrovaného 21. května 1925. Skutečnost, že moderní profilprojektor vypadá poněkud jinak než ten, který by patentován před 85 lety, může nastolit několik otázek. Mimo jiné: „Proč je stále používáme?“, „Proč jsou stále tady?“ a „Proč jsme nepřišli s ničím lepším?” Začněme pohledem na samotnou technologii.

Důvodem, proč se tyto stroje za 85 let mnoho nezměnily je, že základní technologie profilprojektoru je elegantně jednoduchá a jednoduše stále funguje. Protože fyzika skrytá v optice se nezměnila, jediné možné vylepšení této technologie souvisí s kvalitou vlastní optiky a ve funkcích přidaných do profilprojektoru za účelem usnadnění měření z hlediska uživatele.

Jak funguje

Jak tedy profilprojektor funguje? Dobrou analogií principu profilprojektoru je, že se svým způsobem podobá starému školnímu zpětnému projektoru. Vzpomínáte se na ten přístroj ze školní třídy, kterým se promítaly průhledné plastové fólie na stěnu? Po pravdě řečeno, ze zpětného projektoru se dá vyrobit úplně jednoduchý profilprojektor.

Pokud stále najdete v kanceláři zpětný projektor, můžete vyzkoušet takový malý experiment. Nejprve umístěte na zpětný projektor libovolný dvojrozměrný díl a promítněte obraz na velký kus papíru přilepený páskou na zeď. Výsledný stín promítnutý na papír lze obtáhnout perem. Tento obrys se stane referencí pro porovnání s libovolnými jinými objekty položenými na projektor. Pokud se díly neshodují s nákresem, nejsou stejné. Perem nakreslený obrys je tudíž ekvivalentem šablony profilprojektoru.

V praxi nemůžeme zpětný projektor skutečně použít ke kontrole dílů. Zpětné projektory jsou  zřídkakdy v pevné, nehybné pozici. Pokud se trošku změní vzdálenost projekce v důsledku otřesu nebo posunutí projektoru, velikost referenčního obrazu na stěně se změní a obrys nakreslený perem již nebude přesný.

Základní koncepcí použití profilprojektoru ke kontrole kvality je vzít ideu zpětného projektoru a napěchovat ji do krabice tak, aby optická vzdálenost mezi dílem a displejem byla pevná, známá a bylo možné ji zkalibrovat.

Základní koncepcí profilprojektoru je, že díl je připevněný k podložce, svítí na něj světelný zdroj a výsledný stínový obraz dílu se zvětší pomocí čoček a odráží se pomocí zrcadel tak, aby se promítal na zadní stranu stínítka, podobně jako u příkladu se zpětným projektorem.

Na základě známého zvětšení čoček lze měření dílu provádět přímo u stínítka, pomocí (tradičního) překrytí obrazovky nebo nitkového kříže jako referenčního bodu pro promítané body nebo hrany. Operátor vycentruje zkoumaný prvek pomocí nitkového kříže, nahraje bod a potom posune obrázek a nahraje další bod. Proces zaznamenání více bodů umožňuje matematicky konstruovat prvky jako kruhy, štěrbiny, poloměry a hrany – to se obvykle provádí pomocí digitálního displeje na bázi mikroprocesoru.

Velikost a zvětšení promítaného obrazu závisí na optice a velikosti obrazovky samotného profilprojektoru – obvyklé úhlopříčky obrazovky se pohybují od 12 do 36 palců, ale již byly vyrobeny i 60palcové. Nicméně čím větší je obrazovka, tím větší musí být kryt, protože k „projekci“ obrazu je zapotřebí větší vzdálenost. Profilprojektor s obří obrazovkou je v podstatě obří, převážně prázdná krabice, používaná ke kontrole malých dílů.

Výhodou profilprojektoru je, že se snadno používá pro jednoduché operace pouze s krátkým zaškolením. U nejjednoduššího profilprojektoru operátor jen upevní díl, se kterým pohybuje pomocí ručního ovládání a pozoruje obraz na obrazovce. Rozvoj technologie, například počítačové displeje, které automaticky provádí matematické výpočty a pamatují si všechny naměřené body, technologie automatického spouštění a vylepšení pohybu podložky – to vše přispělo k tomu, že letitý profilprojektor nadále poskytuje v laboratořích kontroly kvality užitečné služby.

Je-li hlavním důvodem přetrvávající popularity profilprojektorů jejich základní jednoduchost, je současně i jejich zkázou. Jak se vyráběné díly stávají stále složitějšími a je třeba kontrolovat více charakteristik s přísnějšími tolerancemi, s vyšší rychlostí vzorků nebo dokonce 100 % kontrolou, výhody tradičních ručních komparátorů se výrazně omezují.
Nástup optických kontrolních systémů přesunul technologii ručních profilprojektorů, ač vybavených moderními možnostmi, na vedlejší kolej. Zvláště to platí v případě, kdy je potřeba kontrolovat velký počet dílů najednou, protože optický systém umožňuje současně umístit na podložku více dílů. Když k tomu přidáme možnosti automatizace optického systému, máme tady z hlediska rychlosti a flexibility jasného vítěze. Automaticky se pohybující podložky, možnosti CAD programování, možnost použít různé metody osvětlení a možnosti 3D kontroly dalece překračují limity tradiční technologie profilprojektorů. Představte si, že můžete na podložku umístit desítky malých dílů a jít pryč, zatímco program se automaticky spustí a na konci cyklu vám sdělí, které díly jsou dobré a které nikoli. To je výhoda současných optických kontrolních systémů.
Tak proč by ještě někdo volil profilprojektor? Pro řadu jednoduchých, neopakujících se úkolů u dvourozměrných dílů s jasně definovanými hranami je profilprojektor stále skvělým nástrojem v záloze. Jako u mnoha jiných používaných technologií je zásadní vědět, jaký správný nástroj použít a kdy.

Pokud jste připraveni posunout se nad úroveň profilprojektorů, podívejte se na optický systém Optiv Classic, který v sobě kombinuje možnosti automatizované kontroly se softwarem PC-DMIS CAD pro optické systémy umožňující programování stroje přímo z CAD modelu.