Utilizzo della scansione laser per verificare la pulizia delle parti

Queste due parti identiche presentano una scanalatura per l'applicazione del sigillante. La parte a sinistra mostra una contaminazione complessiva bassa ma un'elevata contaminazione nella scanalatura. La parte a destra mostra il contrario. Ciò dimostra la potenza del rilevamento delle immagini rispetto alle misurazioni integrali o spot che potrebbero fornire risultati fuorvianti in tali situazioni.

Mantenere le superfici delle parti libere da contaminanti è fondamentale in molti processi di produzione moderni, come l'incollaggio e la saldatura, il rivestimento e le applicazioni sotto vuoto. Considerato questo requisito, e con la crescente domanda di digitalizzazione e documentazione di questi processi, c'è una reale necessità di apparecchiature di misurazione in grado di valutare la pulizia dell'intera parte.

Combinando il metodo supersensibile di rilevamento della fluorescenza indotta dal laser con il concetto di scansione laser, Fraunhofer IPM ha sviluppato dispositivi per l'ispezione di parti di dimensioni comprese tra meno di 1 pollice quadrato e decine di piedi quadrati.

Uno di questi dispositivi è l'F-Scanner, che utilizza un raggio laser viola o ultravioletto per conferire fluorescenza a residui organici come lubrificanti per disegno e raffreddamento, oli per granite, agenti distaccanti, flusso e impronte digitali. Questi contaminanti emettono quindi una luce propria che contrasta con la superficie metallica nuda e pulita, che di per sé non presenta alcuna fluorescenza.

Per rivestimenti e contaminanti noti, il dispositivo può essere calibrato per ottenere dati di misurazione quantitativi. Il suo limite di rilevamento è compreso tra 0,1 e 1 mg/sq. ft., che corrisponde a pochi nanometri di spessore dello strato. La calibrazione richiede valori di riferimento, come misurazioni gravimetriche utilizzando una scala di precisione. Se non calibrata, l'unità viene impostata in fabbrica su uno standard di fluorescenza per garantire che i risultati delle stesse unità o di unità diverse siano sempre comparabili.

La potente ottica dello scanner e il rilevamento rapido del segnale di fluorescenza consentono all'unità di eseguire più di 1 milione di misurazioni individuali al secondo. Questa velocità è sufficiente per tenere il passo con applicazioni ad alta velocità, come la lavorazione di nastri metallici. Sulla base dei dati di misurazione, il software crea una mappa digitale del paesaggio di contaminazione o rivestimento su tutta la superficie. Per le parti fisse, la risoluzione ottica dipende dal tempo di ciclo richiesto ed è generalmente compresa tra 200 e 1.000 µm.

Lo scanner è disponibile nelle versioni standalone e in linea e può anche essere integrato nelle apparecchiature di produzione. La versione standalone si basa sull'unità 2D o su un'unità 1D mobile, a seconda delle dimensioni del pezzo. È dotato di una camera campione di dimensioni adeguate, che garantisce un funzionamento sicuro per il laser di Classe 1.

La versione in linea, tipicamente basata sull'unità 1D, offre interfacce meccaniche, elettriche e software personalizzabili. Il suo design monolitico è adatto al funzionamento sia in ambienti puliti che difficili e può includere una finestra intercambiabile senza attrezzi, raffreddamento ad acqua, un sistema di gas di spurgo e ammortizzatori. Il sistema laser di Classe 3b deve essere chiuso o adeguatamente schermato per garantire un funzionamento sicuro del laser. Il sistema è dotato di ingressi e uscite sicuri, che possono essere collegati a una logica di interblocco e di un controllo del laser azionato da una chiave.

Con una velocità di scansione fino a 400 linee al secondo, il modello 1D può catturare parti o spelare metallo a una velocità di lavorazione di 150 m/min. con ¼ pollici. risoluzione. Ciò equivale a più di 2.000 misurazioni per piede quadrato. Può anche essere montato su un robot, un asse lineare o un portale, consentendo l'acquisizione flessibile e ad alta velocità di parti complesse di dimensioni quasi arbitrarie, come quelle provenienti da processi di pressofusione o di formatura di pannelli. Per parti più piccole fino a 24 x 24 pollici, il modello 2D con la sua modalità di scansione 2D intrinseca è il più adatto.

L'ispezione rapida e completa della fluorescenza delle superfici delle parti mediante scanner laser aiuta i produttori a ottenere una garanzia di qualità senza soluzione di continuità in processi e settori impegnativi. Può ridurre il numero di scarti e migliorare la qualità, la sicurezza e la durata del prodotto. Inoltre, può aprire la strada a processi di pulizia e rivestimento più sostenibili basati sui dati che potrebbero trarre vantaggio dal feedback diretto del dispositivo di ispezione.