Gözlem Borusu mu Yoksa Laser Döner Prob mu? 1,5 mm Çapında Delik İçinde Muayene

Genel Bakış

İç delik kontrolü, boyutsal ve kusur kontrollerinin çoğunlukla elle yapıldığı kısımdır. Bunun nedeni erişimdir: bir delik, içe bakan bir yüzeydir ve onu görüntülemenin tek yolları, içeri girebilecek kadar küçük bir optik sistemle ekseni boyunca bakmak ya da içinde bir sensörü döndürerek görüntüyü satır satır oluşturmakdır. Her iki yaklaşım da üretimde kullanılmaktadır ve farklı şekillerde başarısız olurlar.

Renkli, gerçek bir görüntü sağlayan bir boroskop tarzı optik prob, operatör için sezgisel ve çizikler, çukurlar ve döküm gözenekliliği gibi görsel kusur sınıfları için etkili bir çözüm sunar. Bir lazer döner prob ise renk yerine profili ölçer; bu da küçük çaplı optikleri etkileyen aydınlatma sorunlarına karşı dirençli hale getirir ve optik probun sahip olmadığı bir çarpışma tespiti yeteneği kazandırır.

Big Bird Industrial (eski adıyla Shimada Big Bird Industrial), 2001 yılından beri otomotiv güç aktarma organı bileşenleri için temizleme ve kenar kaldırma sistemleri üretmektedir; aşağıda verilen inceleme verileri laboratuvar düzenekleri değil, üretim istasyonlarından alınmıştır.

1. Bir Optik Boru Probu’nun Yapabildiği ve Yapılamadığı Şeyler

Optik yaklaşım, borunun içine küçük bir kamera ya da bir lens-ve-iletim sistemi yerleştirir. Işık, uzak uca iletilir ve görüntü, doğrudan ya da bir fiber demeti aracılığıyla sensöre geri gönderilir. Sonuç olarak, insanlar ya da eğitilmiş modeller tarafından kusur sınıflarını yorumlamak için kullanılan renkli bir görüntü elde edilir.

Üç Optik Yapılandırma

Sert zırhlı lens, düz borular için en yaygın düzenleme şeklidir: ucunda optik bileşenler bulunan paslanmaz çelik bir tüp ile ileri yönlü veya sabit bir açıda yan yönlü görüş sağlanır. 360 derecelik panoramik lens, tek bir pozlamada tam çevreyi görüntüler; bu, büyük çaplı borularda verimli çalışır ancak birim alana düşen çözünürlüğü sınırlıdır. Balık gözü (fisheye) yapılandırması, kısa çalışma mesafesinde geniş görüş alanına sahiptir ve bu nedenle yüzeysel ceplere ve konik deliklere uygundur.

Bu üç yapılandırma birbirleriyle değiştirilemez. Panoramik görüntü, bir kusurun çevrede bir yerde bulunduğunu gösterir ancak kesin konumunu belirtmez; yan görüşlü sert lens, kesin bir azimut konumu sağlar ancak tam çevreyi kapsayabilmek için döndürülmelidir ki bu da çevrim süresini artırır.

Çözünürlük Sınırı

Bir delik içine yerleştirilebilecek fiziksel açıklık ve çalışma mesafesi nedeniyle optik çözünürlük sınırlıdır. 1,5 mm'lik minimum bir delik çapı etrafında tasarlanmış bir sistem, optikler doğru şekilde odaklandığında yüzeyde 0,01 mm'lik ayrıntıları çözümler; ancak bu değer belirli bir çalışma mesafesinde elde edilir ve prob geri çekildikçe azalır. Standart aralıkta derinlik kapasitesi 50 ila 200 mm arasındadır; özel yapılandırmalarla bu değer 310 mm'ye ulaşabilir.

2. Bir Lazer Döner Probun Değiştirdiği Şey

Bir lazer döner prob, lazer çizgisini delik duvarına yansıtır ve delik içinde döner; her açısal konumda bir profil yakalar. Sonuç olarak, iç yüzeyin bir fotoğrafı değil, bir nokta bulutudur.

Ortam Işığında Karşı Direnç

Ölçüm, yansıyan beyaz ışığın görüntülenmesine dayanmak yerine bir lazer çizgisinin üçgenleme yöntemiyle yapılması nedeniyle prob, ortam aydınlatması veya yüzey rengiyle ilgilenmez. Bu durum, optik delik muayenesindeki iki ana yanlış algılama kaynağını ortadan kaldırır: delik açıklığına giren dağılmış ışık ile bir kusurun görünür kontrastını değiştiren yansıtıcı ya da koyu yüzeyler.

Çarpışma Tespiti ve Yabancı Madde

Dönen bir prob, ölçtüğü profilin aniden değişmesi sayesinde engeli çarpmadan önce tespit edebilir. Uygulamada bu, probun bir delik içinde yabancı maddeyi tanımlamasına ve durmasına olanak tanır; bu özellik, bir talaşlı imalat işlemine zarar verebilecek bir talaş veya döküm nodülü içeren parçalarda zorunludur. Vana gövdelerinde, 0,25 mm üzerinde profili olan bir yabancı cisim tespit edilebilir bir olaydır ve bu yöntemle bir silindir deliği için 14 saniyelik, bir takviye deliği için 18 saniyelik çevrim süreleri elde edilebilir.

3. Açıklık ve Derinliğe Göre Seçim

İlk seçim kriteri açıklıktır, çünkü diğer tüm değerlendirmelerden önce seçenekleri ortadan kaldırır. 5–40 mm aralığındaki ve 40–120 mm aralığındaki delikler her zamanki gibi incelenir; derinlik–çap oranı yaklaşık olarak bire birdir. Bu orandan daha yüksek oranlarda probun çapına göre uzunluğu artar; bu da sapmayı artırır ve uç noktasındaki konumsal doğruluğu azaltır.

Derinlik–Çap Dengelemesi

Uzun ve ince bir prob bükülür. Hatta 300 mm’den fazla mesafede ölçülebilir düzeyde sapma gösteren sertleştirilmiş bir lens bile bu duruma uğrar; bu sapma çalışma mesafesini ve dolayısıyla odaklanmayı değiştirir. Böyle derinliklerde çalışan sistemler ya daha büyük çaplı bir muhafaza kullanır ya da uzak uçta daha düşük çözünürlüğü kabul eder; teknik özelliklerde performans, en iyi durum değil, belirtilen derinlikteki gerçek değer olarak belirtilmelidir.

4. Tespit Sınırları ve Bunların Gizlediği

Belirtilen tespit sınırı, genellikle bir referans kusuruna ilişkin en iyi durum değeridir. Üretimde önemli olan sayı, delik içindeki en kötü konumdaki sınırdır; bu genellikle uzak uçtur ve probun en hızlı hareket ettiği bölgedir.

Aydınlatma, Belirleyici Değişken Olarak

Optik sistemlerde kusur kontrastı, yüzeye göre aydınlatma açısına bağlıdır. Bir honlanmış delikteki çizik, belirli bir açıdan görünürken başka bir açıdan görünmez olabilir; bu nedenle delik muayene istasyonları genellikle birden fazla aydınlatma yönü kullanır ve sonuçları birleştirir. Tek bir halka şeklinde aydınlatma (ring light) kullanan bir istasyon, kararlı ancak eksik bir görüntü rapor eder.

Kalibrasyon ve kayma

Her iki yöntem de bir referans artefaktı gerektirir. Optik prob için bu, çalışma mesafesinde bilinen özellik boyutlarına sahip bir hedeftir; lazer prob için ise bilinen çapa ve basamağa sahip bir kalibrasyon silindiridir. Her vardiyaya başlarken artefaktın kontrol edilmesi, aksi takdirde yanlış pozitif oranında bir değişim olarak görünen ancak hata mesajı olarak değil, yavaş kayma olarak ortaya çıkan sorunları tespit etmenin en ucuz yoludur. Odak dışı bir prob yine de bir görüntü döndürür ve kalibrasyonunu kaybeden bir prob yine de bir profil döndürür; ancak sonuçlar bilinen bir parça ile karşılaştırılıncaya kadar hiçbirisi bir hata bildirmez.

5. Üretim Hattına Entegrasyon

Boru içi probu, bir alan kamerasına kıyasla yavaş bir sensördür; bu nedenle genellikle özellikleri proba değil, probu özelliklere taşımak gerekir. Bu durum, probu delikler arasında taşıyan bir robot veya iki eksenli mekanizma gerektirir ve aynı zamanda muayene istasyonunun parçadaki her bir deliğin konumunu bilmesini sağlar.

Pratik sonuç, döngü süresinin parçanın boyutuyla değil, kontrol edilen delik sayısıyla orantılı olmasıdır. Dört kritik deliği olan bir parça, tek bir deliği olan bir parçanın kontrol süresinin yaklaşık dört katı kadar süre alır ve bu hesaplama, istasyon belirlenmeden önce takt bütçesine dahil edilmelidir. Delik sayısı yüksek olduğunda, her parçada tüm delikleri kontrol etmek yerine yalnızca bir alt küme örneklemesi yapmak, hattı uygun şekilde çalıştırmak için genellikle tek seçenek olur.

Sıkça Sorulan Sorular

Boroskop ile %100 kontrol yapılabilir mi?

Evet, mekanizma ve döngü süresi bunu mümkün kılıyorsa. Yaygın uzlaşma, en yüksek risk taşıyan iki veya üç deliği her parçada kontrol etmek ve geri kalanları örneklemeye dayalı olarak denetlemektir.

Kontrol edilebilecek en küçük delik çapı nedir?

Özel optiklerle 1,5 mm’ye kadar. Bundan daha küçük çaplarda prob çapı aydınlatmayı ve çözünürlüğü sınırlandırır; bu nedenle hava ölçüm aleti gibi alternatif yöntemler genellikle daha uygundur.

Karanlık veya yansıtıcı bir deliği hangi yöntem daha iyi işler?

Lazer döner prob, yansıyan beyaz ışığa bağlı olmadığı için.

Prob ne sıklıkla kalibre edilmelidir?

Her vardiyada başlangıçta bir referans kontrolü ve üretici tarafından belirlenen bir zamanlamaya göre tam yeniden kalibrasyon. Vardiya kontrolü, planlı kalibrasyonlar arasında meydana gelen mekanik hasarları ve odak kaymalarını tespit eder.

Sonuç

Optik delik probu ile lazer döner prob arasındaki seçim, çözünürlük değerleriyle değil, kusur sınıfı ve yüzey özellikleriyle belirlenir. Kriter, kontrollü aydınlatma altında erişilebilir bir delikte görsel bir kusursa, optik sistem daha zengin bir görüntü sağlar. Kriter, karanlık veya yansıtıcı olabilecek bir delikte geometri, konum ya da yabancı madde varlığıysa, lazer profili daha dayanıklıdır.

Her ikisi de öncelikle açıklık ve derinlik tarafından sınırlanır; bu nedenle özellikler tanımı buradan başlamalıdır. Delik çapı, derinlik ve elde edildiği yüzey koşulları belirtilmeden verilen bir tespit sınırı, bir özellikler tanımı değildir.