Çoklu Sensör Metrolojisi Kendini Kanıtladı

Eğer sektördeki sıradan bir kullanıcıya "Çoklu Sensör Metrolojisi"nin ne olduğunu sorarsanız muhtemelen pek çok farklı cevap alırsınız. Yakın zamanda bir metroloji eğitimi sınıfında yapılan bilimsel olmayan bir anket de bunu gösteriyor. Çoklu Sensör Metrolojisinin ne olduğunu açıklamaları istendiğinde öğrencilerin cevapları arasında "parça sıcaklık sensörleri kullanmak", "çeşitli kullanımları olan bir makine" ve "probun içindeki farklı mekanizmalar" vardı. İşin gerçeği, bu terim sezgisel olarak tam anlaşılmamıştır ve metrolojinin bu alanı bazı açıklamaları gerektirmektedir.

Geçmişte üreticiler çoklu sensör ölçümünden bahsettiklerinde bu ifade, dokunma probu veya lazer nokta probu olan Brown & Sharpe Optiv serisi gibi bir veya daha fazla ek sensörlü, görüş tipi makine anlamını çağrıştırıyordu. Böylece, çoklu sensör yıllardır kullanılmakta olan ve görüş ile dokunma probunun tek bir makinede birleştirilmesinden ibaret olabilirdi. Ancak son yıllarda problama teknolojisi çeşitliliğindeki patlama bu açıklamayı, birden fazla sensörleri olduğu sürece geleneksel CMM'lerden optik cihazlara kadar pek çok farklı türde ölçüm cihazını kapsar hale getirdi.

Günümüzde çoklu sensör metrolojisi belirli bir mertroloji platformu olmasından ziyade, donanım ve yazılım kapasitesi ve ölçüm teknolojisi olarak tanımlanır. Bu Hexagon Manufacturing Intelligence’ı geniş çeşitlilikteki yüksek hassasiyetli marka seçimlerimiz ve deneyimli personelimiz sayesinde, özellikle de çoklu sensör çözümü ile yapılandırılmış sayısız uygulamada yetkin kılar. Ayrıca bu yazıda da keşfedeceğimiz üzere, çeşitli yaklaşımların çoklu sensör teknolojisinin farklı türdeki metroloji platformlarını her zamankinden daha benzer (ve daha yüksek kapasiteli) hale getirdiği anlaşılıyor.

Çoklu sensör teknolojisinden işlerinizde nasıl fayda sağlayacağınızı bize sorun

Daha önce belirtildiği gibi, geleneksel görüntü tabanlı ölçüm platformları, yıllar boyunca çeşitli sensör tiplerini içermiştir. Bunlara orijinal çoklu sensör platformları diyebilirsiniz. Brown & Sharpe Optiv gibi son teknoloji sistemler, gerçekten de görüntüden ve dokunmadan, çeşitli temaslı ve temassız tarama problarına kadar dört veya daha fazla sensör tipiyle doludur.

Son dönemde, geleneksel CMM'ler için birbiriyle değiştirilebilir temassız probların ortaya çıkmasıyla, her ebatta CMM'i ve Brown and Sharpe Classic gibi küçük köprü tiplerden DEA Lambda gibi en büyük gantry sistemlere kadar. Dokunma tetiklimeli prob analog tarama probu , lazer ölçümü  ve hatta video problarına kadar her türlü yapılandırmayı aynı sistemde bulmak mümkündür.

Çeşitli Çoklu Sensör Problar

Optiv'in (soldan sağa) dokunma probu, kamera ve beyaz ışık sensörüne sahip çoklu sensör platformu
Çoğu zaman her iki platformda da benzer veya aynı sensörler bulunmaktadır. Her iki platform tipinde bulunabilecek temel sensör tiplerine şunlar dahildir:

• Görüş: Kamera görüntüsündeki pikselleri kullanarak ölçüm yapan, kamera tabanlı bir sensördür.
• Dokunma Tetiklemeli: Parçaya dokunarak tek bir ölçüm noktasını ileten bir sensördür
• Analog Tarama: Parçanın yüzeyi üzerinde bir uç gezdiren ve ölçüm noktalarının yoğun bir çizgisini ileten bir sensördür.
• Lazer Noktası: Bir lazer ışını aracılığıyla tekli veri noktalarını ileten bir temassız sensördür.
• Lazer Hattı: Pek çok veri noktasını iletmek için parça üzerinden lazer hattı geçiren, temassız bir sensördür.
• Beyaz Işık: İnce bir yüzeyin çok hassas bir ölçüm noktasına ulaşmak için odaklı bir beyaz ışık (tüm dalga boylarının ışığı) kullanan temassız bir sensördür.

Eğer sisteminizde tek bir ölçüm programında kullanabileceğiniz çeşitli türde sensörler varsa, karmaşık bir parça üzerinde her sensör tipine özel avantajlardan faydalanabileceğiniz düşünülebilir. Ancak, aynı makinede çoklu kumandaların gerekmesinden dolayı ister yazılımın ister donanımın çoklu sensör kurulumunu desteklememesinden olsun, durum her zaman böyle değildir.

Ayrıca genellikle her platform tipinin kendi "optimum" kullanımları olduğu da bir gerçektir. Optiv serisi, özelliklerin çoğunun iki boyutlu olduğu küçük parçalar için CMM'den çok daha iyidir, Brown & Sharp Global CMM serisi ise daha büyük ve çoklu yüzlerde üç boyutlu özellikleri olan parçalar için daha iyidir. Ancak, çoklu sensörlerin gelişmesiyle birlikte, iki platform tipi giderek birbirine daha çok benzemeye başlamış ve bu durum yaygınlaşmıştır. Durum böyle olduğundan, akıllı kullanıcılar her iki platformun da avantajlarından faydalanmayı öğrenmekte ve bazı durumlarda aynı parça üzerinde her iki platformu da birlikte kullanmaktadır.

Çoklu sensör teknolojisinin işlerinize nasıl faydalı olacağını bize sorun.
Günümüzde üretilen parçaların çoğunluğu CAD'de tasarlandığı için, PC-DMIS gibi çoğu ölçüm yazılımı CAD ile entegredir. CAD entegrasyonunun en büyük avantajı, programlama kolaylığı, denetlenecek özelliklerin göster ve tıkla şeklinde eklenebilme basitliğidir. Hatta PC-DMIS Vision gibi bazı yazılımlar tek seferde tüm özellik gruplarını tıklayarak taşımanızı sağlar ve bu, görüntü sistemleri için tipik 2D parçalarda büyük bir zaman kazandırıcı unsurdur. İşin ilginç yanı, 2D görüş tabanlı denetim dünyasının geri kalanı CAD'yi bu yazılıma entegre etmekte gecikmiştir ve bunun sonucunda, kökenlerini CMM'lerden alan bir yazılım CAD entegrasyonunda ve kullanımında avantaj sağlamıştır.

CAD Yazılımı

PC-DMIS, programlamayı hızlı ve kolay hale getirmek için CAD kullanır CAD modelindeki tüm sensörlerin aynı programlama ortamında programlanabilmesi için çoklu sensör sistemi PC-DMIS Vision'la aynı becerilere sahip olmalıdır. Farklı sensörleri kullanmak için farklı yazılım paketleri arasında gidip gelme gerekmesi, çoklu sensör denetiminin amacını boşa çıkarır. Doğrudan CAD'den programlama becerisi de ayrıca, parça programlarını çevrimdışı olarak geliştirmek için vazgeçilmezdir. Makinede programlamak zorunda kalmamak, parçaları ölçerken programlama desteği olmanın ötesinde üretken olmayı sağlar. Çevrimdışı programlama kapasitesi bir ölçüm yöntemi simülasyonunun yapılmasını sağlar, bu şekilde parça makineye yerleştirilmeden önce ne olacağına dair fikir edinebilirsiniz.

PC-DMIS aynı ölçüm yazılımı paketini hem CMM hem de görüntü sistemi için kullanmayı mümkün kılar. Bu durum, programlama personeli için daha kısa öğrenme süresi ve daha fazla esneklik gibi faydanın da ötesinde avantajlar sağlar. Yazılım paketlerinin PC-DMIS takımı sayesinde, parça programlarını CAD'den çevrimdışı olarak geliştirmek ve sonra aynı parça programını ister görüntü platformunda ister CMM platformunda kullanmak mümkündür. Bu fikri bir adım ileriye taşırsak,  ölçümün bir makinede başladığı ve sonra parçanın başka bir makineye taşındığı, iki bölüme ayrılmış ve sonuç olarak da ortak bir ölçüm raporunun elde edildiği şekilde program tasarlamanın mümkün olduğunu söyleyebiliriz.

CAD Tabanlı Denetim Yazılımı

PC-DMIS Vision, bir kamera görüntüsünü (sol) ve CAD görüntüsünü (sağ) eş zamanlı olarak gösterir
Karma bir uygulama örneği de hız, doğruluk ve geometrik özelliklere erişim için geleneksel CMM'de ölçülen ve sonra soğutma deliklerini görsel olarak incelemek için görüntü tabanlı makineye taşınan türbin kanatları olabilir. PC-DMIS sayesinde bu işlemler, ölçüm işlevleri farklı tip sensörleri olan farklı fiziksel platformlarda yapılsa bile aynı yazılımla aynı CAD modelinden çevrimdışı olarak programlanabilir.

Çoklu sensörler tek bir ölçüm rutininde kullanılabileceğinden, sensör kombinasyonlarının ve tekniğin seçimi, uygulama gereklilikleriyle belirlenebilir. Bunun en iyi örneği, sadece gerekli veri yoğunluğunu sensörle eşleştirmektir, yani basit geometrinin yeterli olduğu alanlarda düşük yoğunluklu verileri almak (dokunma probu gibi) ve karmaşık kontur gibi form bilgilerinin gerekli olduğu durumlarda yüksek yoğunluklu toplayıcı (lazer tarama gibi) kullanmaktır.

Ancak, çoklu sensör tiplerinin istenen uygulamaya göre avantajları ve dezavantajlarını yönetmek bazen zorlayıcı olabilir, tıpkı gerçek dünyadaki örneklerde olduğu gibi:
Bir üretici yüksek yoğunluklu veriye (100 bin nokta) sahip bir yüzeyin konturunu çok yüksek doğrulukla (15 mikron) çok hızlı (10 saniye) şekilde taramak istemektedir.

Devre Kartlarının Ölçümü

Optik tabanlı bir sistem, devre kartı ölçer. Avantajlar ve dezavantajlar şu şekildedir:

Lazer Tarama: Yoğunluk: Evet, Hız: Evet, Doğruluk: Hayır
Analog Tarama: Yoğunluk: Evet, Doğruluk: Evet, Hız: Hayır

Çoklu sensöre sahip makine her iki tip sensörü de taşıyabilse de, ne ayrı sensörler ne de iki sensörü tek programda birleştirmek bu hedefe ulaşılmasını sağlamayacaktır. Çözüm nedir? Bu durumda cevap, geniş tablalı ve pek çok parçanın kolay yüklenen paletlerde kurulabileceği çoklu sensörlü CMM, süreç değişkenliğini izlemek için süreç becerisi olan Git/Gitme ölçüm cihazı olarak bir lazer sensörüdür. Bu, genel doğruluk optimum olmasa bile çoğu parçanın hızla taranmasını sağlar. Sistemden gelen geri bildirim belirtilen limitlerin dışında değişkenlik gösterdiğinde, CMM daha fazla analiz için yüksek hassasiyetle denetim yapmak amacıyla otomatik olarak daha yavaş ama daha doğru analog tarama probuna geçer.

Bu durumda, tabla boyutunun (tek seferde yüzlerce parçanın kurulabilmesi), çoklu sensörlerin ve ölçüm sürecinin tipine göre programlanabilme yeteneğinin değişimi, çoklu sensörlü bir cihazın özgün bir şekilde kullanılmasını sağlar.

Sonuç

Çoklu sensör ölçümü, giderek yaygınlaşmıştır ve bu alanda kalıcı olacaktır. Hexagon Manufacturing Intelligence’ın yazılım, sensör ve donanım platformlarındaki entegrasyon unsuruyla birlikte yaptığı geliştirmeler, çoklu sensör sistemlerini her zamankinden daha becerikli ve kullanışlı kılmaktadır. Artık yetkin metroloji kullanıcısının ölçüm departmanlarında üretkenliğini ve verimini arttırmak için daha fazla seçeneği ve becerisi bulunmaktadır.