Allt om profilprojektorer

Bilden som visas här är välbekant för alla som har tillbringat tid i ett labb för kvalitetskontroller eller på ett fabriksgolv. Det är en bild av den berömda profilprojektorn. Vi har en viktig poäng med att visa den här bilden.

Källan till bilden är patent #1 903 933 som registrerades 21 maj 1925. Det faktum att en modern profilprojektor inte verkar skilja sig särskilt mycket från den som patenterades för 85 år sedan väcker en del frågor, som "Varför finns de ännu?", "Varför används de fortfarande?" och "Har vi inte uppfunnit något bättre?". Vi börjar med att titta närmare på själva tekniken.

Anledningen till att profilprojektorerna inte har förändrats så mycket under de senast 85 åren är att den grundläggande tekniken i en profilprojektor är elegant enkel och den fungerar. Eftersom de fysiska principerna bakom optiken inte förändrats är de enda möjliga förbättringarna av profilprojektortekniken att höja kvaliteten på optiken och att ge profilprojektorn nya funktioner som gör det enklare för användarna att utföra mätningar.

Profilprojektorns funktion
Hur fungerar en profilprojektor egentligen? En bra liknelse för principen bakom en profilprojektor är de gamla overheadprojektorernas funktion — minns du den gamla klassrumstekniken med de genomskinliga plastarken som lades på glaset? Det går faktiskt att tillverka en enkel profilprojektor av en overheadprojektor.

Lyckas du leta upp en gammal overheadprojektor på jobbet så kan du testa det här experimentet. Placera först en valfri tvådimensionell del på overheadprojektorns glasyta och projicera bilden på ett stort pappersark som du sätter upp på väggen. Skuggan som projiceras på papperet kan ritas ut med en penna. Den kontur som ritas upp blir sedan referens för andra objekt som placeras på glasytan. Om delarna inte matchar teckningen så är de inte likadana. Den kontur som du ritar upp är motsvarigheten till profilprojektorns mall.
Av praktiska skäl så går det inte att använda en overheadprojektor för att kontrollera delar. Overheadprojektorer är till exempel sällan i en fast och orörlig position. Om projektionsavståndet ändras lite för att projektorn flyttas eller stöts till ändras referenskonturens storlek på väggen och teckningen är inte längre korrekt.

Idén bakom en profilprojektor för kvalitetskontroller är att ta funktionen från overheadprojektorn och förpacka den i en låda så att den optiska distansen mellan delen och projektionsytan är fast och kan kalibreras.

Profilprojektorns grundprincip är att en detalj sätts fast på ett bord, en ljuskälla riktas mot den och skuggan som delen bildar förstoras med linser och reflekteras med speglar så att den projiceras på en skärm för förstorad visning, ungefär som i exemplet med overheadprojektorn.

Utifrån linsernas kända förstoring kan mätningar av delen utföras direkt på skärmen, vanligtvis med hjälp av ett raster eller hårkors som referenspunkt för projicerade spetsar eller hörn. Användaren centrerar en intressant egenskap på hårkorset, registrerar en punkt och flyttar sedan bilden och registrerar en annan punkt. Processen med att ta flera punkter gör det möjligt att konstruera egenskaper som cirklar, spår, radier och kanter matematiskt. Det görs ofta via en digital display med mikroprocessor.

Storleken och förstoringen av den projicerade bilden i en profilprojektor beror på optiken och profilprojektorns skärmstorlek — skärmstorlekarna brukar vara mellan 12 och 36 tum men skärmar på upp till 60 tum har också konstruerats. Men ju större skärmens storlek är desto större blir huset eftersom det krävs en större distans för att kunna projicera bilden. En profilprojektor med en enorm skärm är en stor, nästan helt tom låda som används för att inspektera små delar.

Fördelen med en profilprojektor är att den är lätt att använda för enkla åtgärder och kräver mycket lite träning. På den allra enklaste profilprojektorn behöver användaren bara fästa en del, flytta den med manuella reglage och observera bilden på skärmen. Tekniska framsteg, som datorskärmar som utför beräkningar automatiskt och minns alla uppmätta punkter, teknik av brytartyp och förbättrade bordsrörelser bidrar till att den gamla hedervärda profilprojektorn fortsätter att fylla en viktig funktion vid kvalitetskontroller.

En anledning till att profilprojektorerna fortsätter att vara så populära är att de har en så enkel funktion, men det är också en nackdel. Produktionsdelar blir allt mer komplexa och de har fler funktioner att inspektera med större toleranser, högre avsökningshastigheter och till och med 100 % kontroll. Det gör att fördelarna med de traditionella manuella profilprojektorerna minskar avsevärt.

Framgångarna för de optiska systemen får den manuella profilprojektortekniken, även när den är uppdaterad med moderna funktioner, att verka gammalmodig i jämförelse. Särskilt när det är ett stort antal delar som ska importeras samtidigt, eftersom ett optiskt system gör att du kan sätta fram flera delar för kontroll samtidigt. Om du lägger till automatiseringsmöjligheterna med ett optiskt system har du en tydlig vinnare när det gäller hastighet och flexibilitet. Plattformar som flyttas automatiskt, kapacitet för CAD-programmering, förmågan att använda olika slags ljusteknik och kapacitet för 3D-kontroll är funktioner som långt överskrider begränsningarna hos den traditionella profilprojektortekniken. Tänk dig att kunna placera ett dussin små delar på plattformen och sedan gå iväg medan programmet körs automatiskt och i slutet av cykeln får du ett meddelande om vilka delar som är bra och vilka som är dåliga. Det är fördelen med dagens optiska system.

Varför väljer någon fortfarande en profilprojektor? För många enkla engångsuppgifter på tvådimensionella delar med tydligt definierade kanter är profilprojektorn fortfarande ett fantastiskt verktyg att ha i verktygslådan. Som med alla tekniker som används är det avgörande att veta vilket verktyg som ska användas för vilket arbete.
Om du är redo att ta steget bortom profilprojektorerna kan du ta en titt på det optiska systemet Optiv Classic som kombinerar kapacitet för automatiserad kontroll med PC-DMIS CAD som gör att maskinen kan programmeras direkt utifrån CAD-modeller.