يمكن لأنظمة الفحص البصري والليزر حل العيوب وظروف الحواف وميزات السطح وأخطاء الموضع التي قد لا تكتشفها معدات الإنتاج التقليدية. ومع ذلك، لا يتم تحديد أدائها بواسطة الكاميرات أو الليزر أو البصريات أو أجهزة التشفير أو البرامج وحدها. يجب أن تحافظ المنصة الهيكلية الموجودة أسفل هذه المكونات على المحاذاة أثناء تحرك النظام وتسخينه وتبريده وتشغيله في بيئة إنتاج حقيقية.
يتم استخدام مكونات الجرانيت الدقيقة المخصصة على نطاق واسع في الفحص البصري الآلي (AOI)، وقياس الليزر، وفحص أشباه الموصلات، والتصوير الصناعي، ومعالجة الرقاقات، وأنظمة الحركة عالية الدقة. مصممة بشكل صحيحقاعدة الجرانيتأو الجسر أو المسار الإرشادي أو التثبيت يوفر مرجعًا هندسيًا ثابتًا لسلسلة القياس الكاملة. يكون الجرانيت ذا أهمية خاصة عندما يتطلب الأمر اهتزازًا منخفضًا واستجابة حرارية يمكن التحكم فيها وهندسة طويلة الأمد-ومقاومة للتآكل. يتم اختيار الجرانيت بشكل شائع في الصناعة البصرية من أجل ثبات الأبعاد وتخميد الاهتزاز والمقاومة الحرارية. ريتز-ناتورستينتكنيك
المفتاح ليس مجرد طلب كتلة من الجرانيت. يجب أن يتم تصميم المكون حول المسار البصري لنظام الفحص، وهندسة الحركة، والأحمال، وميزانية الدقة، والضوابط البيئية، وتسلسل التجميع.
ابدأ بمتطلبات القياس
يجب أن يكون سؤال التصميم الأول هو: ما الذي يجب على النظام قياسه أو فحصه، وما هو الخطأ الهيكلي المقبول عند نقطة القياس؟
في نظام إزاحة الليزر، يمكن لبضعة ميكرونات من الحركة النسبية بين المستشعر والهدف ومحور الحركة أن تؤثر على النتائج. في نظام AOI ذي-التنسيق الكبير، قد يؤثر الاستواء المحلي واستقامة السكة ومحاذاة الكاميرا-إلى-المسرح وظروف الدعم على تناسق الصورة. بالنسبة لقياس التداخل، قد يكون استقرار مسار الحزمة - أكثر أهمية من سعة التحميل الثابتة البسيطة.
يجب على المهندسين تحديد حجم العمل المطلوب، ودقة تحديد المواقع، والتكرار، والانجراف المسموح به، ووقت الدورة، والكتلة المتحركة، ونطاق درجة الحرارة البيئية. ويمكن بعد ذلك تصميم المكون الهيكلي لدعم تلك الأهداف.
من الأخطاء الشائعة تحديد الجرانيت فقط من خلال الأبعاد الكلية والتسطيح. وهذا يترك أسئلة مهمة دون إجابة: أي سطح هو المسند الرئيسي؟ أين سيتم تركيب القضبان وموازين التشفير؟ ما هي المناطق التي تحتاج إلى دقة ملفوفة؟ ما الأحمال التي سيتم تطبيقها على الإدخالات؟ كيف سيتم دعم القاعدة وشحنها ورفعها ومعايرتها؟
يجب تحديد هذه التفاصيل قبل بدء المعالجة النهائية. يمكن أن تؤدي التغييرات التي يتم إجراؤها على مواقع الإدخال الملولبة أو بيانات التوجيه بعد التشطيب الدقيق إلى إنشاء تكلفة غير ضرورية ومخاطر الجدول الزمني.
الاستقرار الحراري هو مشكلة في النظام
أنظمة الفحص البصري والليزر حساسة للتوسع التفاضلي. القلق لا يقتصر فقط على متوسط درجة حرارة الغرفة. يمكن أن يؤدي تدفق الهواء غير المتساوي والحرارة الصادرة عن وحدات الإضاءة والمحركات الخطية والإلكترونيات ومعدات المعالجة القريبة إلى إنشاء تدرجات محلية تؤدي إلى ثني الهيكل أو تشويهه ببطء.
يتميز الجرانيت بتمدد حراري منخفض نسبيًا وموصلية حرارية منخفضة. وهذا يعني أنها تميل إلى الاستجابة بشكل أبطأ للتغيرات في درجات الحرارة المحلية مقارنة بالعديد من الهياكل المعدنية. يعد سلوكه الحراري أحد الأسباب التي تجعل الجرانيت الدقيق مادة عملية لمعدات القياس والمنصات البصرية وقواعد الماكينات عالية الدقة-. تؤكد إرشادات الصناعة الخاصة بهياكل الدعم البصري أيضًا على أن التغيرات غير المنتظمة في درجات الحرارة يمكن أن تؤدي إلى انحناء البنية على مدار فترات زمنية طويلة، وتوصي بالتحكم في البيئة أثناء تصميم البنية بحيث تكون أقل حساسية-لدرجة الحرارة. نيوبورت
هذه الميزة لا تلغي الإدارة الحرارية. لا يزال من الممكن أن تتطور مكونات الجرانيت الكبيرة إلى تدرجات، خاصة عندما تتركز القضبان المعدنية، أو حوامل المحركات، أو مسارات الكابلات، أو معدات الليزر عالية الطاقة- على جانب واحد. تضع التصميمات الجيدة مصادر الحرارة الرئيسية بعيدًا عن مصادر الإسناد الحرجة حيثما أمكن ذلك، وتسمح بتوجيه الكابل بشكل معقول، وتفسح المجال لأجهزة استشعار درجة الحرارة واستراتيجيات التعويض.
مطابقة المواد مهمة أيضًا. تتوسع الإدخالات المصنوعة من الفولاذ-الفولاذ المقاوم للصدأ، والأقواس المصنوعة من الألومنيوم، والقضبان الفولاذية، والجرانيت بشكل مختلف. يجب أن يتجنب تصميم المفاصل فرض الضغط الحراري على الجرانيت أو تحريك واجهة دقيقة عندما تتغير درجة حرارة التشغيل.
التحكم في الاهتزاز قبل أن يصل إلى البصريات
يمكن للبصريات-عالية الدقة أن تتفاعل مع الاهتزازات التي بالكاد يلاحظها المشغلون. حركة السير، والأدوات الآلية المجاورة، والمضخات، والمراوح، وأنظمة الهواء-المضغوطة، والكابلات المتحركة، والتسارع السريع لمراحل النظام، كلها يمكن أن تؤدي إلى تشويش عملية الحصول على الصور أو قراءات الليزر.
يوفر الجرانيت الدقيق الكتلة والصلابة والتخميد الطبيعي الذي يساعد على تقليل انتقال الاهتزاز إلى المكونات الحساسة. يتم استخدامه بشكل متكرر كقاعدة ثابتة لهياكل القياس لأنه يمكن تشكيله إلى درجة عالية من التسطيح مع الحفاظ على مقاومته للصدأ والهجوم الكيميائي.
ومع ذلك، فإن الجرانيت ليس بديلاً عن خطة التحكم الكاملة في الاهتزاز-. يساهم كل من إطار الدعم، ونقاط التسوية، والعوازل، وحالة الأرضية، ومركز ثقل الماكينة، والكتلة المتحركة، وملف المؤازرة في السلوك الديناميكي النهائي. بالنسبة لنظام الفحص بالليزر الحساس للاهتزاز-، فمن المنطقي قياس اهتزاز الموقع وتحديد نطاقات التردد ذات الصلة قبل تحديد العزل السلبي أو النشط.
التصاميم المتكاملة يمكن أن تساعد أيضا. عندما يتم تركيب القضبان الدقيقة مباشرة على الجرانيت، يمكن للنظام إزالة لوحات القاعدة المتوسطة، وخفض ارتفاع العمل، وتحسين صلابة الهيكل، وتقليل بعض مساهمات أخطاء Abbe-. يتم استخدام هذا التكوين في أنظمة فحص الرقاقة والركيزة متعددة المحاور.pi-usa
حدد مرجعيات الإسناد والإدخالات والواجهات بشكل واضح
يصبح مكون الجرانيت المخصص ذو قيمة عندما يوفر واجهات قابلة للاستخدام، وليس مجرد سطح مستقر. تشمل المتطلبات النموذجية ما يلي:
طائرات تركيب متداخلة للخطوط الدليلية الخطية، أو محامل الهواء، أو الأعمدة البصرية، أو إطارات الكاميرا.
إدخالات من الفولاذ المقاوم للصدأ-ملولبة للأقواس والأغطية وحوامل الكابلات والتركيبات.
فتحات دقيقة، أو بطانات، أو مواقع وتد، أو فتحات، أو وسادات معدنية مربوطة للتجميع القابل للتكرار.
الوجوه المرجعية المتوازية أو المتعامدة لمحاذاة النظام ومعايرته.
التجاويف وممرات الكابلات والقنوات المفرغة والمناطق المحمية للمرافق.
فتحات الرفع، وأحكام المناولة، ونقاط الدعم المحددة للتثبيت الآمن.
يجب أن يميز الرسم بين الأسطح الوظيفية والمناطق غير{0}}الحرجة. يؤدي تطبيق أقصى قدر من التسامح على كل وجه إلى زيادة التكلفة دون تحسين أداء النظام بالضرورة. يتمثل النهج الأفضل في تحديد مخطط مرجعي واضح وتحديد الاستواء والاستقامة والتوازي والتربيع ودقة الموقع والانتهاء من السطح فقط عندما تؤثر على النظام البصري.
بالنسبة لألواح سطح الجرانيت والهياكل الدقيقة ذات الصلة، يعد الدعم المناسب ضروريًا أيضًا. توصي إرشادات الصناعة عادةً بدعم مثل هذه المنتجات في ثلاث- أو أربع-مواقع محددة للحفاظ على هندستها المعايرة. قد تتطلب قواعد الجرانيت الكبيرة إطار دعم مخصص-وخطة تسوية بدلاً من الأقدام العامة.
التحقق من الدقة وجاهزية غرف الأبحاث
يجب أن يتفق مديرو الجودة مع المورد على طريقة الفحص قبل الشراء. قد يكون فحص التسطيح الأساسي كافيًا لقاعدة التثبيت. قد تتطلب منصة الفحص بالليزر تقريرًا أكثر اكتمالاً يغطي استقامة التوجيه، وتوازي لوحة السكة الحديدية-، وإحداثيات الإدخال، والعمودية بين الوجوه، والتحقق من التجميع باستخدام الأجهزة التي يوفرها العميل-.
يمكن أن تشتمل معدات الفحص على المستويات الإلكترونية، وأجهزة التصويب التلقائي، ومقاييس التداخل الليزرية، وأنظمة قياس الإحداثيات، ومؤشرات الاتصال، والأدوات المرجعية المعايرة. يجب تحديد الطريقة والظروف البيئية ونقاط القبول وشكل التقرير في أمر الشراء.
يقدم استخدام غرف الأبحاث المزيد من المتطلبات العملية. الجرانيت نفسه لا يصدأ- ويمكن تنظيفه بسهولة، ولكن التجميع الكامل يحتاج إلى الاهتمام: يجب أن تكون المواد المدخلة، ومركبات الختم، والواجهات المرتبطة، وإستراتيجية التشحيم، وأغطية الكابلات، والتعبئة كلها متوافقة مع مستوى النظافة الذي يتطلبه التثبيت.
في شركة UNPARALLELED®، يتم عادةً تطوير مكونات الجرانيت الدقيقة المخصصة من رسومات العملاء أو المراجعة المشتركة لتخطيط الماكينة. بالنسبة للأنظمة البصرية والليزر، تركز المراجعة عادةً على بنية مسند الإسناد، وواجهات السكك الحديدية والإدخال، والتعامل، ومعايير الفحص، وبيئة التثبيت الحقيقية. وهذا أكثر فائدة من معاملة الجرانيت كجزء من السلعة القياسية.
يمنح الهيكل الجرانيتي-المحدد جيدًا معدات الفحص البصري والليزر منصة ثابتة يمكن الأداء من خلالها. ولا يحل محل التصميم البصري السليم أو التحكم البيئي أو المعايرة. فهو يجعل حماية هذه الاستثمارات أسهل طوال العمر التشغيلي للنظام.