В контроле размеров профильный проектор — известный на многих рынках как оптический компаратор — остается одним из наиболее широко используемых приборов для двухмерных измерений. Благодаря простой конструкции, легкому управлению и надежным результатам, он по-прежнему является стандартным оборудованием в метрологических лабораториях и производственных цехах. Два английских названия, профильный проектор и оптический компаратор, относятся к одному и тому же типу прибора и используются взаимозаменяемо.
1. Что такое профильный проектор?
Профильный проектор — это прецизионный измерительный прибор, сочетающий в себе оптические, механические и электронные технологии. Его оптическая система проецирует увеличенный контур заготовки на экран с фиксированным увеличением. Затем оператор измеряет размеры, углы, формы и положения непосредственно на изображении на экране или сравнивает изображение с наложенной эталонной таблицей.
В отличие от контактного измерения, профильный проектор измеряет без приложения силы к заготовке. Это делает его особенно подходящим для тонкостенных, миниатюрных или мягких деталей, которые могут деформироваться под воздействием контактных датчиков и давать ненадежные результаты.
2. Принцип работы
Основной принцип — «увеличенная проекция + сравнительное измерение». В наиболее распространенной схеме — проходящем (обратном) освещении — источник света располагается под заготовкой. Параллельный свет проходит через края детали, и объектив проецирует резко увеличенный силуэт на проекционный экран. Край изображения — это истинный проецируемый контур детали: расстояния и углы, измеренные на изображении, деленные на увеличение, дают фактические размеры заготовки.
При 10-кратном увеличении расстояние в 100 мм на экране соответствует фактическому размеру детали в 10 мм.
Проходящее освещение подходит для заготовок, критически важные характеристики которых определяются их контурами, таких как шаблоны, штампованные детали, резьба и шестерни. Отраженное освещение используется, когда необходимо контролировать особенности поверхности. Изображение на экране может быть прямым или перевернутым в зависимости от оптической конфигурации.
Стоит отметить, что в проекционной схеме используется телецентрическая оптическая схема. Обычная линза создает перспективу — близкие объекты кажутся больше, а дальние — меньше. Телецентрическая система поддерживает постоянное увеличение независимо от того, где находится объект на сцене или где изображение располагается на экране. Именно это позволяет получать фактические размеры из увеличенного изображения.
3. Конструкция прибора
(1) Оптическая система: источник света, конденсорная линза, объектив и проекционный экран. Качество оптической системы определяет качество изображения — резкий объектив с точным увеличением является необходимым условием точности измерения.
(2) Механическая конструкция: рабочий стол и система подъема. Конструкции различаются в зависимости от типа станка. Вертикальные модели обычно поднимают и опускают ось Z (линзу), а не стол, что увеличивает грузоподъемность стола; в других конструкциях поднимается проекционный цилиндр, что позволяет измерять тяжелые прецизионные детали без потери точности.
(3) Система обработки данных: например, многофункциональная система обработки данных DP300 компании JATEN поддерживает многоточечную выборку, вращение координат и измерение точек, линий, расстояний и углов с выводом данных через интерфейс RS-232.
4. Ключевые преимущества
Высокая точность: при проходящем освещении погрешность измерения контура составляет менее 0,08%, а погрешность измерения координат может достигать (3+L/200) мкм, где L — измеренная длина в мм. Следует отметить, что допустимая погрешность увеличивается с увеличением измеренной длины — важный момент при оценке соответствия прибора заданному допуску.
Эффективный контроль: сложные заготовки, такие как шаблоны, штампованные детали, кулачки, резьба, шестерни и фрезы для фасонной обработки, могут быть проверены на соответствие размерам и форме поверхности за одну установку.
Низкий порог срабатывания: современные устройства поддерживают как управление мышью/клавиатурой, так и сенсорным экраном, а специализированное программное обеспечение для измерений автоматически выполняет вычисления и регистрацию данных.
Удобный вывод данных: результаты можно экспортировать в форматы TXT, Excel и другие, а дополнительные микропринтеры и ножные переключатели ускоряют сбор данных.
5. Типичные области применения
Профильные проекторы широко используются в машиностроении, производстве пресс-форм, приборостроении, электронике и легкой промышленности, а также в университетах, научно-исследовательских институтах и отделах метрологической проверки. Типичные компоненты включают в себя:
- Контурные размеры шаблонов и штампованных деталей
- Инструменты и резцы, такие как кулачки, резьбонарезные инструменты, зубчатые колеса и фрезы для профильной обработки.
- Высокоточные миниатюрные детали, такие как клеммы, компоненты часов и изделия из алмазов.
При выборе оборудования: вертикальные проекторы подходят для производственных линий и отделов контроля качества, особенно при многократном измерении мелких деталей; горизонтальные проекторы дополняют вертикальные модели для измерения размеров и определения положения в труднодоступных местах, а также подходят для более крупных деталей или бокового осмотра.
6. Резюме
Профильный проектор решает задачу двухмерного контроля сложных контуров путем прямой проекции и сравнения. В сочетании с системами цифровой обработки данных он обеспечивает эффективный контроль и удобное управление данными. Для задач двухмерного контроля, ориентированных на контур и форму, он остается экономически выгодным и надежным решением.
Компания JATEN предлагает полную линейку профильных проекторов, охватывающую различные размеры заготовок и ориентации обзора: горизонтальные модели (JTDHB12 , JTDHB16/24 ) подходят для крупных деталей и участков, труднодоступных для вертикальных станков, а вертикальные модели ( JTD , JTDVB12 , JTDVB16 ) особенно эффективны при многократном измерении мелких деталей. Подробные конфигурации и технические характеристики доступны на странице продукта профильного проектора .
В следующих статьях этой серии мы рассмотрим, как выбирать между горизонтальными и вертикальными моделями, сравнение профильного проектора и видеоизмерительной машины, а также как интерпретировать технические характеристики точности.