რობოტები
კომპაქტური სისტემა 3D ამოწმებს ზედაპირებს მიკროსკალის სიზუსტით
The Optical Society-ის მკვლევარებმა შეიმუშავეს მსუბუქი ოპტიკური სისტემა, რომელსაც შეუძლია მიკრონის მასშტაბის სიზუსტით ზედაპირების 3D შემოწმება. გუნდის თქმით, ეს ტექნოლოგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალტექნოლოგიური პროდუქტების ხარისხის კონტროლის ინსპექტირების გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა ნახევარგამტარული ჩიპები, მზის პანელები და სამომხმარებლო ელექტრონიკა.
კვლევა გამოქვეყნდა The Optical Society (OSA) ჟურნალში გამოყენებითი ოპტიკა.
3D გაზომვების გადაღება
წარმოების ხაზზე ზუსტი 3D გაზომვების აღების ერთ-ერთი გამოწვევა გამოწვეულია ვიბრაციებით, ამიტომ სინჯები პერიოდულად უნდა იქნას აღებული ლაბორატორიაში ანალიზისთვის. ამ პროცესის დროს შემუშავებული დეფექტური პროდუქტები უნდა განადგურდეს.
ამის გადასაჭრელად გუნდმა დაიწყო ისეთი სისტემის შემუშავება, რომელიც შეიძლება იმუშაოს ისეთ გარემოში, როგორიცაა სამრეწველო წარმოების ქარხანა. მკვლევართა ჯგუფს ხელმძღვანელობდა გეორგ შიტერი ავსტრიის Technische Universität Wien-დან და მათ შეუთავსეს კომპაქტური 2D სწრაფი საჭის სარკე მაღალი სიზუსტის 1D კონფოკალური ქრომატული სენსორით.
ერნსტ სენქსიქსი კვლევით ჯგუფს დანიელ ვერტიანცთან ერთად ხელმძღვანელობდა.
„რობოტზე დაფუძნებული შიდა ინსპექტირებისა და გაზომვის სისტემები, როგორიცაა ის, რაც ჩვენ შევიმუშავეთ, შეუძლია უზრუნველყოს 100% ხარისხის კონტროლი სამრეწველო წარმოებაში, ჩაანაცვლოს ნიმუშებზე დაფუძნებული მიმდინარე მეთოდები“, - თქვა Csensics.
ახლად შემუშავებული სისტემა შექმნილია სათვალთვალო პლატფორმაზე დასამონტაჟებლად, რომელიც მოთავსებულია რობოტულ მკლავზე და ეს საშუალებას აძლევს თვითნებური ფორმებისა და ზედაპირების უკონტაქტო 3D გაზომვას. 300 გრამიანი წონა და კუბური 75 X 63 X 55 მილიმეტრიანი სისტემა შთამბეჭდავად მცირეა.
„ჩვენს სისტემას შეუძლია გაზომოს 3D ზედაპირის ტოპოგრაფიები მოქნილობის, სიზუსტისა და სიჩქარის უპრეცედენტო კომბინაციით“, - თქვა ვერტიანცმა. ”ეს ქმნის ნაკლებ ნარჩენებს, რადგან წარმოების პრობლემების იდენტიფიცირება შესაძლებელია რეალურ დროში და პროცესების სწრაფად ადაპტირება და ოპტიმიზაცია შესაძლებელია.”
არსებული სისტემები ხშირად ეყრდნობიან ნაყარ ინსტრუმენტებს ზუსტი გაზომვების განსახორციელებლად. იმისათვის, რომ ეს შესაძლებელი ყოფილიყო საწარმოო სართულზე, გუნდმა შექმნა სისტემა, რომელიც ეფუძნება Micro-Epsilon-ის მიერ შემუშავებულ 1D კონფოკალურ ქრომატულ დისტანციურ სენსორს და მათ შეუძლიათ გადაადგილების, მანძილისა და სისქის ძალიან ზუსტად გაზომვა იმავე პრინციპების გამოყენებით, როგორც კონფოკალური მიკროსკოპები. თუმცა, ისინი ბევრად უფრო მცირეა.
გუნდმა გააერთიანა კონფოკალური სენსორი საჭის სწრაფ სარკესთან, მოგვიანებით კი დიამეტრის მხოლოდ 32 მილიმეტრი იყო. გარდა ამისა, მათ ასევე შეიმუშავეს რეკონსტრუქციის პროცესი, რომელსაც შეუძლია შექმნას ნიმუშის ზედაპირის ტოპოგრაფიის 3D გამოსახულება გაზომვის მონაცემების გამოყენებით.
სისტემა შეიძლება მოთავსდეს მეტროლოგიურ პლატფორმაზე, ეს უკანასკნელი რობოტულ მკლავთან შეერთების ფუნქციას ასრულებს. ეს არის ის, რაც იყენებს აქტიურ უკუკავშირის კონტროლს ნიმუშსა და საზომ სისტემას შორის ვიბრაციების კომპენსაციისთვის.
„სენსორის ოპტიკური ბილიკით სწრაფი საჭის სარკეთი მანიპულირებით, საზომი ადგილი სწრაფად და ზუსტად სკანირდება ინტერესის ზედაპირის ფართობზე“, - თქვა ვერტიანცმა. იმის გამო, რომ მხოლოდ პატარა სარკის გადაადგილებაა საჭირო, სკანირება შეიძლება შესრულდეს მაღალი სიჩქარით, სიზუსტის დარღვევის გარეშე.
ახალი სისტემის ტესტირება
მკვლევარებმა გამოსცადეს ახალი სისტემა სხვადასხვა კალიბრაციის სტანდარტების გამოყენებით, რომლებიც სტრუქტურირებულია განსაზღვრული გვერდითი ზომებითა და სიმაღლეებით. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მას შეუძლია გაზომოს გვერდითი 2.5 მიკრონი და ღერძული გარჩევადობა 76 ნანომეტრი.
”ამ სისტემას საბოლოოდ შეუძლია სხვადასხვა სარგებელი მოუტანოს მაღალტექნოლოგიურ წარმოებას,” - თქვა Wertjanz-მა. „შიდა გაზომვებმა შეიძლება ჩართოს ნულოვანი წარუმატებლობის წარმოების პროცესები, რომლებიც განსაკუთრებით სასარგებლოა დაბალი მოცულობის წარმოებისთვის. ინფორმაცია ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას წარმოების პროცესისა და ჩარხების პარამეტრების ოპტიმიზაციისთვის, რამაც შეიძლება გაზარდოს საერთო გამტარუნარიანობა.”
გუნდი ახლა შეეცდება სისტემის დანერგვას მეტროლოგიურ პლატფორმაზე, ასევე რობოტი მკლავებით. თუ ისინი ამას მიაღწევენ, შეძლებენ რობოტზე დაფუძნებული ზუსტი 3D გაზომვის ტესტირებას თავისუფალი ფორმის ზედაპირებზე ისეთ გარემოში, როგორიცაა სამრეწველო წარმოების ხაზი, რომელიც ხშირად სავსეა ვიბრაციებით.
