Probe Putar Boreskop atau Laser? Pemeriksaan Dalaman Lubang Pada Ø1.5 mm

Gambaran Umum

Pemeriksaan dalaman lubang merupakan sebahagian daripada pemeriksaan dimensi dan kecacatan yang paling kerap dilakukan secara manual. Sebabnya ialah akses: satu lubang ialah satu permukaan yang menghadap ke dalam, dan hanya terdapat dua cara untuk menghasilkan imejnya—iaitu dengan melihat sepanjang paksi menggunakan sistem optik yang cukup kecil untuk masuk ke dalamnya, atau dengan memutar sensor di dalamnya dan membina imej baris demi baris. Kedua-dua pendekatan ini digunakan dalam pengeluaran, tetapi masing-masing gagal dengan cara yang berbeza.

Suatu prob optik bergaya boroskop menghantar imej sebenar berwarna, menjadikannya intuitif bagi operator dan berkesan untuk kelas-cacat visual seperti goresan, lekuk dan keporosan penuangan.

Big Bird Industrial (sebelum ini dikenali sebagai Shimada Big Bird Industrial) telah membina sistem pembersihan dan pengilatan untuk komponen kuasa kereta api sejak tahun 2001, dan angka pemeriksaan di bawah ini diperoleh daripada stesen pengeluaran, bukan daripada peralatan makmal.

1. Apa yang Boleh dan Tidak Boleh Dilakukan oleh Prob Optik Lubang

Pendekatan optik menempatkan kamera kecil atau sistem lensa-dan-penerusan di dalam lubang. Cahaya dihantar ke hujung jauh dan imej dikembalikan ke sensor, sama ada secara langsung atau melalui ikatan gentian. Hasilnya ialah imej berwarna yang boleh ditafsirkan oleh manusia atau model terlatih untuk kelas-cacat.

Tiga Konfigurasi Optik

Lensa berperisai tegar merupakan susunan yang paling biasa digunakan untuk lubang lurus: tiub keluli tahan karat dengan optik di hujungnya, memberikan pandangan ke hadapan atau pandangan sisi pada sudut tetap. Lensa panorama 360 darjah menghasilkan imej keseluruhan lilitan dalam satu pendedahan, yang cekap untuk lubang besar tetapi mempunyai resolusi terhad per unit luas. Konfigurasi mata ikan memberikan medan pandangan yang luas pada jarak kerja pendek, sesuai untuk poket cetek dan takungan berbentuk kon.

Ketiganya tidak boleh saling ditukar ganti. Pandangan panorama memberitahu anda bahawa suatu cacat wujud di suatu tempat pada lilitan tetapi tidak secara tepat di mana; lensa tegar pandangan sisi memberikan kedudukan azimuthal yang tepat tetapi mesti diputar untuk meliputi keseluruhan lilitan, yang mengambil masa kitaran.

Had Resolusi

Resolusi optik di dalam lubang terhadar oleh bukaan fizikal yang boleh dimasukkan dan jarak kerja. Suatu sistem yang direka khusus untuk lubang minimum 1.5 mm mampu menyelesaikan butiran sehingga 0.01 mm pada permukaan apabila optik difokuskan dengan betul, tetapi nilai ini hanya dicapai pada jarak kerja tertentu dan akan merosot apabila prob ditarik keluar. Keupayaan kedalaman dalam julat piawai adalah antara 50 hingga 200 mm, manakala konfigurasi tersuai boleh mencapai sehingga 310 mm.

2. Apa Yang Diubah Oleh Prob Putar Laser

Prob putar laser memancarkan garis laser ke dinding lubang dan berputar di dalam lubang, menangkap profil pada setiap kedudukan sudut. Hasilnya ialah awan titik permukaan dalaman, bukannya gambar fotografi permukaan tersebut.

Ketahanan Terhadap Cahaya Sekeliling

Kerana pengukuran ini berdasarkan triangulasi garis laser dan bukannya imej cahaya putih yang dipantulkan, prob ini tidak terjejas oleh pencahayaan sekitar atau warna permukaan. Ini menghilangkan dua sumber utama kesilapan dalam pemeriksaan lubang secara optik: cahaya liar yang masuk melalui bukaan lubang, serta permukaan berkilau atau gelap yang mengubah kontras kelihatan suatu cacat.

Pengesanan Perlanggaran Dan Jirim Asing

Prob berputar boleh mengesan halangan sebelum ia berlanggar dengannya, kerana profil yang diukurnya berubah secara mendadak. Dalam amalan, ini membolehkan prob mengenal pasti jirim asing dalam lubang dan berhenti—suatu keperluan pada komponen di mana serpihan logam atau nodul tuangan boleh merosakkan operasi pemesinan seterusnya. Pada badan injap, jirim asing dengan profil melebihi 0.25 mm merupakan peristiwa yang dapat dikesan, dan masa kitaran sebanyak 14 saat untuk lubang silinder dan 18 saat untuk lubang penguat boleh dicapai dengan kaedah ini.

3. Memilih Berdasarkan Bukaan Dan Kedalaman

Kriteria pemilihan pertama ialah bukaan, kerana ia menyingkirkan pilihan sebelum sebarang pertimbangan lain dikenakan. Lubang dengan diameter 5 hingga 40 mm dan 40 hingga 120 mm keduanya biasa diperiksa, dengan nisbah kedalaman terhadap diameter sekitar satu banding satu. Di luar nisbah tersebut, prob mesti lebih panjang berbanding diameternya, yang meningkatkan lenturan dan mengurangkan ketepatan kedudukan di hujungnya.

Kompromi Antara Kedalaman Dan Diameter

Prob yang panjang dan nipis akan melentur. Walaupun lensa berselubung keras pun mengalami lenturan yang boleh diukur melebihi 300 mm, dan lenturan ini mengubah jarak jarak bebas (stand-off distance) serta seterusnya mengubah fokus. Sistem yang beroperasi pada kedalaman tersebut sama ada menggunakan pelindung berdiameter lebih besar atau menerima resolusi lebih rendah di hujung jauh; spesifikasi harus menyatakan prestasi pada kedalaman yang ditentukan, bukan angka kes terbaik.

4. Had Pengesanan Dan Apa Yang Disembunyikannya

Had keteresan yang dinyatakan biasanya merupakan angka terbaik bagi satu cacat rujukan. Angka yang penting dalam pengeluaran ialah had pada kedudukan terburuk di dalam lubang, iaitu biasanya hujung jauh dan kawasan di mana prob bergerak paling laju.

Pencahayaan Sebagai Pemboleh Ubah Utama

Dalam sistem optik, kontras cacat bergantung pada sudut pencahayaan berbanding permukaan. Satu garisan pada lubang yang telah dipolish kelihatan pada satu sudut tetapi tidak kelihatan pada sudut lain, justeru itu stesen pemeriksaan lubang sering menggunakan lebih daripada satu arah pencahayaan dan menggabungkan hasilnya. Satu stesen yang menggunakan cahaya gelang tunggal akan melaporkan gambaran yang stabil tetapi tidak lengkap.

Penyesuaian dan hanyut

Kedua-dua kaedah memerlukan satu artefak rujukan. Bagi probe optik, artefak ini ialah sasaran dengan saiz ciri yang diketahui pada jarak kerja; bagi probe laser, artefak ini ialah silinder kalibrasi dengan diameter dan langkah yang diketahui. Memeriksa artefak tersebut pada permulaan setiap tukar wajah merupakan cara paling murah untuk mengesan hanyutan perlahan yang sebaliknya kelihatan sebagai perubahan dalam kadar panggilan-palsu, bukan sebagai mesej ralat. Probe yang tidak fokus masih mengembalikan imej, dan probe yang kehilangan kalibrasinya masih mengembalikan profil; tiada satu pun daripadanya melaporkan ralat sehingga seseorang membandingkan hasil tersebut dengan komponen yang diketahui.

5. Penggabungan ke dalam Talian Pengeluaran

Probe lubang adalah sensor yang perlahan berbanding kamera kawasan, jadi ia biasanya digerakkan ke ciri-ciri berkenaan, bukan sebaliknya. Ini bermaksud robot atau mekanisme dua-paksi membawa probe tersebut antara lubang-lubang, dan juga bermaksud stesen pemeriksaan perlu mengetahui lokasi setiap lubang pada komponen tersebut.

Akibat praktikalnya ialah masa kitaran berskala mengikut bilangan lubang yang diperiksa, bukan mengikut saiz komponen. Komponen dengan empat lubang kritikal mengambil masa pemeriksaan kira-kira empat kali ganda berbanding komponen dengan satu lubang, dan pengiraan ini mesti dimasukkan dalam bajet takt sebelum stesen ditentukan. Apabila bilangannya tinggi, mengambil sampel subset bagi setiap komponen—bukan memeriksa setiap lubang—sering menjadi satu-satunya cara untuk menyesuaikan proses ke dalam talian.

Soalan Lazim

Bolehkah Boreskop Digunakan Untuk Pemeriksaan Seratus Peratus?

Ya, jika mekanisme dan masa kitaran membenarkannya. Kompromi biasa ialah memeriksa setiap komponen untuk dua atau tiga lubang yang membawa risiko tertinggi, manakala lubang-lubang lain diperiksa secara persampelan.

Apakah Saiz Lubang Terkecil Yang Boleh Diperiksa?

Sekecil 1.5 mm dengan optik khusus. Di bawah saiz itu, diameter prob menghadkan pencahayaan dan resolusi, maka kaedah alternatif seperti pengukuran tolok udara biasanya lebih praktikal.

Kaedah Manakah Yang Lebih Sesuai Untuk Lubang Gelap Atau Berkilat?

Proba putar laser, kerana ia tidak bergantung pada cahaya putih yang dipantulkan. Proba optik pada permukaan gelap memerlukan pencahayaan yang lebih tinggi dan menghasilkan kontras yang lebih rendah, yang meningkatkan kadar kelupaan dan kadar panggilan palsu.

Berapa kerap proba perlu dikalibrasi?

Semakan rujukan pada permulaan setiap tukar gilir, dan kalibrasi semula penuh mengikut jadual yang ditetapkan oleh pengilang. Semakan tukar gilir mengesan kerosakan mekanikal dan hanyutan fokus, iaitu kegagalan yang berlaku di antara kalibrasi berkala.

Kesimpulan

Pilihan antara proba lubang optik dan proba putar laser ditentukan oleh kelas cacat dan permukaan, bukan oleh angka resolusi. Jika kriteria ialah cacat visual pada lubang yang boleh diakses dengan pencahayaan terkawal, sistem optik memberikan imej yang lebih kaya. Jika kriteria ialah geometri, kedudukan atau kehadiran bahan asing dalam lubang yang mungkin gelap atau berkilat, profil laser lebih tahan lasak.

Kedua-duanya terhad kepada bukaan dan kedalaman terlebih dahulu, jadi spesifikasi harus bermula di sana. Had pengesanan yang dinyatakan tanpa diameter lubang, kedalaman, dan keadaan permukaan di mana ia dicapai bukanlah suatu spesifikasi.