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TUBEINSPECT™ 系列

用于高精度管件ID和OD测量

TUBEINSPECT™系列是一种模块化的非接触式光学测量系统,可对管件,缸体或桶状件的内部和外部进行微米级精度的3D测量。它的小直径侧视探头可伸入工件内腔,以获得完整的内部形貌尺寸和缺陷。

· 可以测量管件内径(ID)和外径(OD)的每个尺寸细节,包括底切,倒角,螺纹,膛线,O形环槽,花键,凸台和边缘断裂;

· 实现完全可配置的自动化数字检测;

· 可以测量尺寸或表面缺如孔隙,裂纹和划痕等;

· 可以测量粗糙度,以及半透明涂层的厚度




TubeInspect-1
视频
概述
应用
图像
软件
系统组成
附加信息
常见问题

TUBEINSPECT™系列应用实例

此视频中,TUBEINSPECT™系列扫描固定在旋转卡盘中的管件内部和外部。

注意:如果您需要检测的工件不能像在本视频中那样在旋转台上旋转,没关系,您可以查看具有旋转扫描仪探头的诺飞勘BOREINSPECT™系列




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功能和优点概述

测量

· 光学,非接触性,非破坏性;

· 高速,每秒高达10万个点的测量

· 2D和3D表面和次表面特征:直径,圆度,圆柱度,跳动,锥度,变形,直线度;

· 高纵横比特征:底切,螺纹,凹槽,交叉孔;

· 亚微米分辨率、出色的灵敏度、测量可重复性高。


成像

· 线性轮廓;

· 内部和外部表面的3D图像;

· “展开”表面的高度图和灰度图;

· 半透明材料的横截面;

· 偏差图。


优点

· 轻松集成到实验室,车间或全自动检测搭建中;

· 缩短检测节拍:每秒可获得高达100,000次测量,每次测量代表一个3D点;

· 用于评估检测零件的选项:可以将测量的特征与CAD图或用户定义的一组位置,标称值和公差进行比较;

· 简单的扫描定义和执行:通过一次使用操纵杆定义扫描顺序,然后按下按钮执行扫描序列;

· 节省时间的自动报告:扫描完成后,可以生成“合格/不合格”报告,并以与符合行业标准兼容的方式记录结果;

· 易于零件处理:选择零件夹具以便于操作并确保良好的重复性;

· 适应恶劣环境;

· 不需要消耗品:光学探针不会与测量样品接触,因此不会像接触探针那样磨损,意外损坏很少 - 探头设计坚固耐用。



计量应用

工业和研发(R&D)用管件的3D计量和成像

· 质量控制;

· 自动3D生产检测,几何尺寸标注和公差(GD&T

· 统计过程控制(SPC);

· 研发(R&D)检查;

· 逆向工程和工件CAD;

· 维护,修理和运营(MRO);

· 恶劣环境中的轮廓仪:放射性,低温,高温。


管件ID / OD的典型测量

· 完整的3D几何形状,直径,圆度,圆柱度,锥度,跳动等;

· 偏离CAD模型,GD&T

· 高纵横比特征:底切,台阶,O形环凹槽,螺纹,通道,锋利边缘,陡坡和十字孔;

· 体积损失:表面磨损或其它损坏;

· 缺陷:腐蚀,点蚀,开裂,凹陷,刮擦,孔隙;

· 表面粗糙度:线性或面积粗糙度;

· 半透明涂层的厚度:单层或多层薄膜。


管件检测应用实例:

测量,可视化检测以下产品ID和OD表面:

· 航空航天和汽车工业中的各种管件和轴类;

· 航空航天:喷气发动机轴MRO(维护,修理和操作);

· 汽车工业:驱动轴,轮轴,螺纹,花键,齿轮,驱动齿;

· 生物医学和化学领域:小玻璃瓶类,圆柱容器;

· 医疗领域:圆柱形器件,球囊等;

· 国防和工业:枪管,铰刀,镗孔,心轴,钻头,步枪膛线/步枪膛室等;

· 高精度加工:钻孔,注塑,3D打印,增材制造,铸造,挤压模具等管状零件;

· 复合管和棒。


系统软件


TUBEINSPECT™系列带诺飞勘高性能数据采集软件,这是以PC的Windows为基础的,人性化的扫描程序。

Novacam数据采集软件

系统在同一次扫描中同时生成3个数据集:3D点云,高度图像和灰度图像。高度图和灰度度图有助于缺陷检测。

也可以使用STL文件格式。

ID测量以三种格式生成:3D点云,强度图和高度图

为了对被测零件进行全面的GD&T分析,可以使用随系统一起的测量软件来提供交钥匙解决方案。

      · 可便捷出报告且容易编程和自动化

具有GD&T测量和合格/不合格的自动孔测量报告的示例

     · 用户可快速获取到零件测量值并与预先指定的公差或零件的CAD图进行视觉比较(偏差图)

使用测量软件对ID测量进行3D数据分析。

在此,将3D数据视为偏差图。


注:

      ·系统集成商和OEM可以使用应用程序编程接口(API),以适应各种在线和离线孔类测量应用。导出的结果可以与数据记录器和SPC软件集成。

      ·可以通过将数据导入各种第三方可视化和数值分析软件(例如PolyWorks® Inspector,Geomagic,ImageJ,SolidWorks,Octave,MatLab,Mathematica,IDL或IGOR Pro)来实现可视化扫描数据。


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TubeInspect系列是基于光纤的模块化系统,其包括:


(1) 光学侧视测头


(2) Microcam干涉仪


(3) 检测台


(4) 电脑

(5) 运动控制器和其他可选部件(图上未显示)

(6) 可选的多路硬件(图上未显示)


(1) 光学侧视测头
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光学侧视测头在狭窄空间前进的过程中旋转,用一个螺旋的模式扫描其完整的内部几何形貌。

可以使用相同的探针来测量一定范围的管件直径。可以将相同的探针移动到管的外部进行OD扫描测量。

诺飞勘TubeInspect 探头扫描示意图.png

请注意,侧视探头不需要位于管的中心线。 只需将探头放入管中,与管的内径表面保持恒定距离即可。


(2)干涉仪

干涉仪是诺飞勘3D计量系统的核心部件。

该干涉仪为系统光学传感器提供光源,并对返回的光信号进行处理。


                                                                                                                                         干涉仪功能参数


Microcam 3D

Microcam 4D

技术

低相干干涉法

光源波长

1310 nm红外

光源带宽

宽带光源

校准指示器

测头内置红色激光器,650nm

仪器安全

红外激光20mW ,测头内置红色激光指示器<5mW


景深

取决于所选测头的参数

扫描深度范围1

3.5mm/7mm

5mm

采集率

2.1kHz/1.05kHz

100kHz

Z轴分辨率

0.5um

光斑大小(水平方向分辨率)

2.2-146um,取决于所选测头的参数




粗糙度测量范围Ra

常规测头Ra≥0.4um,

特定测头Ra≥0.05um

常规测头Ra≥0.8um

工作距离

标准测头1-100mm, 非标测头长达1m

干涉仪重复性

1um

2um

直径测量重复性(

0.5-1um,取决于配置

1-3um,取决于配置

测头光束到工件表面的最大角度

机械加工表面≤45°,

特定表面(玻璃,镜面等)≤4°

机械加工表面70°,

特定表面(玻璃,镜面等)15°




厚度测量

10um-3.5um/ 10um-7um

20um – 5 mm

厚度测量典型材料

玻璃,聚合物,多层膜,涂层,塑料,硅树脂,液体,镜面或非镜面

样件反射率

0.1-100%

                                                                备注:

                                                                 1.为了增加最大的扫描深度,可选择机械位移轴。


(3)检测台

检测台的配置要根据应用而定,诺飞勘可提供该配置。被测部件的夹具不包括在内。

对于实验室和车间检测,TubeInspect在实验室和车间中的典型搭建通常包括一个检测台,扫描仪是2,34轴的位移。 花岗岩台是可选的,建议用于某些应用中。

对于自动在线工业检测,TubeInspect旋转扫描仪可与精密平台或机械臂(作为机器人末端执行器)集成,以支持大批量连续流水加工制造。 TubeInspect还可以与第三方CMM(坐标测量机)和CNC(计算机数字控制)机床集成。


(4)电脑,显示器和操纵杆

TubeInspect系统配备有电脑,显示器,鼠标和操纵杆。


(5)运动控制器

运动控制器包含在内。根据附加所需运动轴的数量,该运动控制器被放置在一个2U,3U,或者4U的机架式机箱内。


(6)多路复用硬件(可选)

光学开关可用于将多达8个探头多路复用到单个Microcam干涉仪上。多路复用测头可以在同一时间使用。 此选配为许多安装带来额外的投资回报(ROI)。



TUBEINSPECT™系列的标准配置包括:

· 光学3D轮廓仪

· 1个标准4.6 mm直径的侧视探头(用于检测深达600 mm的孔);

· 3轴检测站和3轴运动控制器;

· 1个带有电机和运动控制器的卡盘,用于旋转被检测的管件;

· PC与诺飞勘采集软件;

· 保修期一年。

仪器安全

· 光学3D轮廓仪系统的探针有内置红色激光指示器(650 nm波长),用于校准目的。

· 光学3D轮廓仪系统是1M类激光产品,红外线<20 mW,探针内置激光指示器<5 mW





















使用TUBEINSPECT™系列扫描管需要多长时间?

      · 扫描时间取决于管尺寸,管长度,需要测量的管的哪些方面以及固定管的平台(卡盘)的旋转速度。TUBEINSPECT™系列使用光学4D轮廓仪)每秒可获得高达100,000次测量,这意味着10秒内有100万个3D地形点。部件旋转的标准速度是每秒2转。根据应用,速度可以更高(例如,取决于管尺寸,重量和相关的安全系数)。用户选择旋转速度,探头采集速度和螺旋的螺距,它们一起确定将获得的点的数量和扫描将花费的时间。通常,尺寸测量对于GD&T需要最少的点并且可以最快地实现。粗糙标注可能需要3到4秒。缺陷检测需要最多的点,当然取决于您正在寻找的缺陷的大小。如需帮助估算扫描管子或气瓶所需的时间,请联系我们。

TUBEINSPECT™系列是否可以测量非管状空腔的内部尺寸

      · 是的,取决于型腔的几何形状。请注意,如果包含腔体的工件无法旋转(即需要保持静止),则可能需要考虑使用BOREINSPECT™系列,该系统配有旋转扫描仪,可快速旋转侧视光学探头。

TUBEINSPECT™系列系统易于使用吗

      · 是的。扫描顺序可以使用操纵杆对扫描序列进行编程,并可以在以后的某个时间按下按钮调用。

系统能否在生产车间正常工作?

      · 是的。该系统非常适合实验室和车间检查。内联和机器人设置是一种选择。非接触式探针甚至可以在恶劣环境中工作,例如高温,低温或放射性空间中。

TUBEINSPECT™系列可以为我们提供自动测量和报告吗?

      · 是的。

我注意到管子在探头周围旋转。卡盘的任何跳动都会影响扫描数据吗?

      · 不会,跳动不是TUBEINSPECT™系列的问题,量规环用于校准系统并验证结果,该系统提供微米级直径测量的可重复性。

测量管道ID时,TUBEINSPECT™系列探头是否必须位于管道的中心线上?

      · 在大多数情况下,探头不位于旋转管的中心(详见俯视图)。只需将探头放入管中,与管的ID表面保持恒定距离即可。


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