Ռոբոտներ
Կոմպակտ Համակարգ 3D-ն ստուգում է մակերևույթները միկրոմասշտաբի ճշգրտությամբ
The Optical Society-ի հետազոտողները մշակել են թեթև օպտիկական համակարգ, որը կարող է միկրոն մասշտաբի ճշգրտությամբ մակերեսների 3D ստուգում իրականացնել: Ըստ թիմի, այս տեխնոլոգիան կարող է օգտագործվել բարձր տեխնոլոգիական արտադրանքի որակի վերահսկման ստուգումը բարելավելու համար, ինչպիսիք են կիսահաղորդչային չիպերը, արևային մարտկոցները և սպառողական էլեկտրոնիկա:
Հետազոտությունը հրապարակվել է The Optical Society (OSA) ամսագրում Կիրառական օպտիկա.
3D չափումների նկարում
Արտադրական գծում ճշգրիտ 3D չափումներ կատարելու դժվարություններից մեկը պայմանավորված է թրթռումներով, ուստի նմուշները պետք է պարբերաբար վերցվեն լաբորատորիայում վերլուծության համար: Այս գործընթացի ընթացքում մշակված թերի արտադրանքը պետք է դեն նետվի:
Դա շրջանցելու համար թիմը ձեռնամուխ եղավ այնպիսի համակարգ մշակելու, որը կարող է գործել այնպիսի միջավայրում, ինչպիսին արդյունաբերական արտադրական գործարանն է: Հետազոտական թիմը ղեկավարում էր Գեորգ Շիտերը Ավստրիայի Technische Universität Wien-ից, և նրանք միավորեցին կոմպակտ 2D արագ ղեկային հայելին բարձր ճշգրտության 1D կոնֆոկալ քրոմատիկ սենսորով:
Էռնստ Չենչիկսը Դանիել Վերթյանցի հետ միասին ղեկավարել է հետազոտական թիմը:
«Ռոբոտների վրա հիմնված ներկառուցված ստուգման և չափման համակարգերը, ինչպիսիք են այն, ինչ մենք մշակել ենք, կարող են թույլ տալ 100% որակի վերահսկում արդյունաբերական արտադրության մեջ՝ փոխարինելով նմուշների վրա հիմնված ներկայիս մեթոդները», - ասաց Csensics-ը:
Նոր մշակված համակարգը նախագծված է ռոբոտացված թևի վրա տեղադրված հետևող հարթակի վրա տեղադրելու համար, և դա հնարավորություն է տալիս կամայական ձևերի և մակերեսների առանց շփման 3D չափումների: 300 գրամ քաշով և խորանարդի 75 X 63 X 55 միլիմետր չափերով համակարգը տպավորիչ փոքր է:
«Մեր համակարգը կարող է չափել 3D մակերևույթի տեղագրությունները ճկունության, ճշգրտության և արագության աննախադեպ համադրությամբ», - ասաց Վերթյանցը: «Սա ավելի քիչ թափոններ է ստեղծում, քանի որ արտադրական խնդիրները կարող են բացահայտվել իրական ժամանակում, և գործընթացները կարող են արագ հարմարվել և օպտիմալացվել»:
Գոյություն ունեցող համակարգերը հաճախ հիմնվում են մեծածավալ գործիքների վրա՝ ճշգրիտ չափումներ իրականացնելու համար: Որպեսզի դա հնարավոր լինի արտադրական հարթակում, թիմը ստեղծեց համակարգը՝ հիմնված Micro-Epsilon-ի կողմից մշակված 1D կոնֆոկալ քրոմատիկ հեռավորության սենսորի վրա, և դրանք կարող են չափազանց ճշգրիտ չափել տեղաշարժը, հեռավորությունը և հաստությունը՝ օգտագործելով նույն սկզբունքները, ինչ համաֆոկալ մանրադիտակները: Այնուամենայնիվ, դրանք շատ ավելի փոքր են:
Թիմը համակցեց կոնֆոկալ սենսորը արագ ղեկի հայելու հետ, իսկ ավելի ուշ՝ ընդամենը 32 միլիմետր տրամագծով: Բացի այդ, նրանք նաև մշակել են վերակառուցման գործընթաց, որը կարող է ստեղծել նմուշի մակերեսային տեղագրության 3D պատկեր՝ օգտագործելով չափման տվյալները:
Համակարգը կարող է տեղավորվել չափագիտության հարթակի վրա, որտեղ վերջինս ծառայում է որպես ռոբոտային ձեռքի միացում: Սա այն է, ինչ օգտագործում է ակտիվ հետադարձ հսկողությունը նմուշի և չափման համակարգի միջև թրթռումները փոխհատուցելու համար:
«Շահարկելով սենսորի օպտիկական ուղին արագ ղեկային հայելու միջոցով՝ չափման կետը արագ և ճշգրիտ սկանավորվում է հետաքրքրության մակերևույթի ողջ տարածքում», - ասաց Վերթյանցը: «Քանի որ միայն փոքր հայելին պետք է տեղափոխել, սկանավորումը կարող է իրականացվել բարձր արագությամբ՝ չվնասելով ճշգրտությունը»:
Նոր համակարգի փորձարկում
Հետազոտողները փորձարկել են նոր համակարգը՝ օգտագործելով տրամաչափման տարբեր ստանդարտներ, որոնք կառուցված են սահմանված կողային չափերով և բարձրություններով: Փորձերը ցույց են տվել, որ այն կարող է չափել 2.5 մկմ լայնությամբ և 76 նանոմետր առանցքային լուծաչափով:
«Այս համակարգը, ի վերջո, կարող է մի շարք օգուտներ բերել բարձր տեխնոլոգիական արտադրությանը», - ասաց Վերթյանցը: «Ներքին չափումները կարող են թույլ տալ զրոյական ձախողման արտադրական գործընթացներ, որոնք հատկապես օգտակար են ցածր ծավալների արտադրության համար: Տեղեկատվությունը կարող է օգտագործվել նաև արտադրական գործընթացի և հաստոցների պարամետրերը օպտիմալացնելու համար, ինչը կարող է մեծացնել ընդհանուր թողունակությունը»:
Այժմ թիմը կփորձի համակարգը ներդնել չափագիտության հարթակում, ինչպես նաև կներառի այն ռոբոտ ձեռքերով: Եթե նրանք կարողանան հասնել դրան, նրանք կկարողանան փորձարկել ռոբոտների վրա հիմնված ճշգրիտ 3D չափումներ ազատ ձևի մակերեսների վրա այնպիսի միջավայրերում, ինչպիսին է արդյունաբերական արտադրության գիծը, որոնք հաճախ լի են թրթռումներով:
