Den svåraste ytan är den du inte kan se
Vid utformning av ett testsystem är synliga funktioner sällan problemet. Svårigheten uppstår när interna ytor behöver testas: väggen på ett bottenhål, insidan av ett rör, en underskärning bakom en kant, ett spår inuti en komponent. Det är just dessa områden där de funktionellt kritiska funktionerna ofta finns – tätningsytor, passningar, gängade ledare.
Varför kontroll av inre ytor ger upphov till tre problem samtidigt
Tillgänglighet. Sensorn måste vara fysiskt placerad där funktionen är placerad. För ett hål med en diameter på bara några millimeter finns inga konventionella linser tillgängliga för detta ändamål.
Belysning. I det begränsade utrymmet finns det inget sätt att introducera ljus från sidan. Belysning och bild delar samma åtkomstpunkt. Samtidigt skapar varje innervägg flera reflektioner som förstör kontrasten.
Bildskalan varierar med djupet. En borrhålsvägg löper parallellt med den optiska axeln. Det som är nära öppningen avbildas stort, det som är djupt avbildas litet – och att avbilda båda skarpt samtidigt kräver avsevärd ansträngning.
Där den visuella inspektionen slutar och mättekniken börjar
För en grov visuell inspektion räcker det ofta med ett endoskop. Inspektören kan se om det finns ett flis i borrningen eller om väggen är repad. Vad de inte får är ett reproducerbart numeriskt värde. Två inspektörer kommer att utvärdera samma bild olika, och samma inspektör kommer att utvärdera den olika i slutet av sitt skift än i början.
Så snart en funktion behöver kvantifieras – diameter, rundhet, ojämnhetsdjup eller defektdjup – finns det ingen väg runt mätningsbaserad insamling. Beroende på uppgiften är olika metoder lämpliga: kromatiska konfokala sensorer för högupplöst avståndsmätning i minsta möjliga utrymme, optisk koherenstomografi för lager och djupupplösta strukturer, och speciell intern optik för fullständig utfällning av en borrvägg i en enda bild.
Rör är ett specialfall med sin egen logik
För stål- och rostfria stålrör läggs ett andra krav till för den interna inspektionen: det handlar inte om en enda sektion, utan en sammanhängande längd. Inspektionen fokuserar inte på en funktion vid en enda punkt, utan snarare på tillståndet för hela längden – inre svetsfog, ytdefekter, väggtjocklek. Därför måste testuppställningen röra sig med materialet istället för att stoppa det. Läs mer under Testlösningar för stål- och rostfria stålrör.
Varför dessa uppgifter behöver en förstudie
För lättåtkomliga funktioner är det vanligtvis möjligt att utifrån ritningen och toleranserna uppskatta om en optisk inspektion kommer att fungera. Detta är inte tillförlitligt möjligt för interna ytor. För mycket beror på detaljer som bara blir synliga på själva komponenten: hur ytan reflekterar ljus, hur mycket bearbetningsmärkena sprids och hur stor förskjutningen är mellan två delar från samma sats.
Därför föregås varje erbjudande vi lämnar av tester med faktiska komponenter. Resultatet är antingen ett robust koncept – eller en välgrundad slutsats att uppgiften inte kan lösas med den erforderliga säkerhetsnivån baserat enbart på visuell inspektion. Båda är betydligt mer värdefulla än ett löfte som senare inte kan hållas.
Ansträngningen ligger i hanteringen, inte i utseendet
En punkt som ofta underskattas när man beräknar kostnaderna för sådana system är att den verkliga utmaningen ofta inte ligger i själva sensorn, utan i att placera den exakt på samma plats varje gång. Med en håldiameter på åtta millimeter kan en förskjutning på bara några tiondels millimeter avgöra om bilden är användbar.
Detta resulterar i krav på matningssystemet som initialt inte har något att göra med själva inspektionen: Komponenten måste anlända till en definierad position, dess faktiska position måste registreras och sensorrörelsen måste justeras därefter. Där flera hål på en och samma detalj behöver inspekteras uppstår också frågan om sekvens – varje ompositionering kostar inspektionstid.
I praktiken fokuserar därför en betydande del av utvecklingsarbetet på mekanik och processplanering. De som bara beaktar sensorerna underskattar regelbundet arbetsinsatsen och cykeltiden för ett sådant system med avsevärd marginal.
Den som vill få sina invändiga ytor inspekterade bör därför beskriva inte bara egenskaperna tidigt, utan också hur komponenten anländer och hur mycket tid som finns tillgänglig per del.
En översikt över våra lösningar för detta område finns under "Inspektion av invändiga ytor" . Kontakta oss gärna för en bedömning av din komponent .
Ytterligare källor: För mer information om aktuell teknik, se VDMA Industrial Image Processing. Grunden för många av de metoder som används här kommer från produktionsforskning, bland annat från Fraunhofer Institute for Production Technology IPT, ur vilken MABRI.VISION uppstod 2015.