מדידת איכות בטמפרטורות גבוהות: כיצד לבצע בדיקות מטרולוגיות בדיוק גבוה על רכיבים חמים

סריקה ישירה ברמת מטרולוגיה מביאה את בדיקת האיכות ליישומים בטמפרטורות קיצוניות | הליזר טראקרים של Hexagon לסריקה ישירה

עם סריקה ישירה ממרחק ברמת מטרולוגיה, הלייזר טראקרים לסריקה ישירה של Hexagon – ה-Leica Absolute Tracker ATS600 וה-ATS800 – מספקים חיסכון בזמן ובחומרי גלם באזורי ייצור חדשים. ה-ATS600 מותאם לסריקה מהירה של משטחים גדולים, בעוד ה-ATS800 מספק סריקה ישירה בדיוק גבוה יותר עבור יישומים עם דרישות מימדיות מחמירות יותר.

ככל שטכנולוגיות המדידה מתפתחות ומשתפרות, בדיקת האיכות מפלסת את דרכה בהדרגה לתוך אזורי ייצור מאתגרים יותר ויותר. חלק מהיישומים שבהם יצרנים מנסים כעת לפרק חוסר יעילות באמצעות החדרת כלי מדידה ברמת מטרולוגיה כוללים טמפרטורות קיצוניות שמעבר לטווח של ציוד מדידה קונבנציונלי, למשל במקרה של בדיקת חלקים שחוסלו (עברו חיושול/Forging) מקרוב.

חלקים מחושלים יוצאים מהמכבש בטמפרטורות של עד 1000°C. ה-ATS600 מודד משטחים חמים וגדולים אלה במהירות גבוהה ממרחק בטוח.

חישול רכיבים גדולים

כשמדובר בחישול של רכיבים גדולים, ישנן סיבות נכונות להשקעה בטכנולוגיית מדידה שיכולה להבטיח שהחלק המחושל קרוב ככל האפשר לממדים הרצויים של חלק העבודה הסופי. מצד אחד, חלק מחושל גדול מדי (Oversized) עלול להוביל לבזבוז משמעותי של זמן וחומר. זאת מכיוון שנדרש עיבוד שבבי מוגזם כדי להביא את חלק החישול הגולמי לתוך טולרנס התכנון. מצד שני, חלק מחושל קטן מדי (Undersized) הוא בעיה גדולה עוד יותר. ייתכן שיהיה צורך לפסול את כל החלק כולו אם הוא אינו גדול מספיק באחד הממדים כדי להכיל את התכנון של החלק הסופי. הדבר מוביל כמובן לאובדן גדול עוד יותר של זמן וחומר.

בדיקה מימדית היא התשובה הטבעית לאתגר זה, אך זהו תהליך קשה כשהוא כולל טמפרטורות קיצוניות – הכלים הטיפוסיים של עולם המטרולוגיה פשוט אינם מסוגלים לעמוד בטמפרטורות של עד 1000°C, כפי שרואים בחישול של חלקי מתכת גדולים.

הלייזר טראקרים לסריקה ישירה של Hexagon, ה-Leica Absolute Tracker ATS600 וה-ATS800, מציעים פתרון לבעיה זו באמצעות היכולת שלהם למדוד משטחים באופן ישיר ממרחק בטוח, ללא צורך במחזיר אור (Reflector) על גבי הרכיב החם.

שתי המערכות מציעות חוזקות שונות. ה-ATS600 הוא האופציה המהירה יותר לסריקת משטחים גדולים וללכידה מהירה של הגאומטריה הכללית של רכיבים גדולים, בעוד ה-ATS800 מספק סריקה ישירה בדיוק גבוה יותר עבור יישומים הדורשים נתונים מימדיים הדוקים יותר או תוצאות בדיקה תובעניות יותר.

טכנולוגיית סריקה ישירה

סריקה ישירה היא יכולת מגדירה של הלייזר טראקרים לסריקה ישירה מבית Hexagon. בשונה בלייזר טראקרים קונבנציונליים, ה-ATS600 וה-ATS800 יכולים למדוד נקודות ישירות על גבי משטח מבלי לדרוש מחזיר אור. הטכנולוגיה מאפשרת למשתמשים להגדיר אזורי מדידה ספציפיים באמצעות סריקה סלקטיבית, במקום לאסוף נתונים לרוחב אזור רחב שעלול לדרוש סינון לאחר מכן.

ה-ATS600 וה-ATS800 יכולים לספק גם תוצאות מיידיות הודות לאינטגרציה שלהם עם תהליכי תוכנת מטרולוגיה סטנדרטיים, מה שמאפשר השוואה ישירה בין ערכים מימדיים בפועל לערכים נומינליים (Actual to Nominal).

מטיל פלדה במכבש חישול הידראולי. במקומות שבהם הדרישות המימדיות הדוקות יותר, ה-ATS800 מוסיף סריקה ישירה בדיוק גבוה יותר, תוך השוואת ערכים בפועל לערכים נומינליים באופן מיידי.

משטחי כבשן (Kiln) מגיעים עד ל-1450°C במהלך תהליך הפיירו-פרוססינג (Pyroprocessing). ה-ATS600 מכסה מעטפות גדולות אלה במהירות, בעוד ה-ATS800 מספק דיוק גבוה יותר בזוויות פגיעה (Angles of Incidence) תלולות יותר.

בתוך קונספט הסריקה הישירה המשותף הזה, שני הטראקרים פונים לסדרי עדיפויות מדידה שונים: ה-ATS600 מספק כיסוי מהיר יותר של משטחים גדולים, בעוד ה-ATS800 מספק סריקה ישירה בדיוק גבוה יותר וביצועים טובים יותר בזוויות פגיעה גבוהות יותר עבור משימות בדיקה מימדיות תובעניות יותר.

יישור כבשנים בטמפרטורה גבוהה (High-temperature Kiln Alignment)

חישול הוא אינו היישום היחיד שבו טמפרטורות גבוהות גורמות לבעיות בביצוע מדידות מדויקות. בתעשיית המלט, יישור כבשנים (Kiln alignment) הוא משימה תקופתית מכרעת. חוסר יישור של כבשן מלט עלול לגרום לכוחות מופרזים המובילים לבלאי ברכיבים כגון גלגלי שיניים, מסבים, טבעות רכיבה (Riding rings) וגלילים. הדבר עלול להוביל לכשלים יקרים מאוד בכבשן הרבה לפני הגעה לזמן החיים המתוכנן שלו.

אפילו לפני כשל, חוסר יישור של הכבשן עלול להוביל לתהליך לא יעיל שעולה יותר זמן ומשאבים מהנדרש. שלב הכבשן הוא השלב העיקרי צורך-האנרגיה ומייצר גזי החממה בתהליך ייצור המלט, ולכן כל שיפור ביעילות נחשב למבוקש ביותר בתעשייה.

יישור הוא לפיכך חיוני, אך הוא אינו פשוט. הדבר נובע מהטמפרטורות הגבוהות אליהן מגיעים במהלך שלב הפיירו-פרוססינג בייצור מלט הידראולי – בנקודות מסוימות בתהליך הכבשן יגיע לטמפרטורות של עד 1450°C.

חוסר יישור שוחק טבעות רכיבה, גלילים וגלגלי שיניים. סריקה סלקטיבית וצילום משולב מאפשרים למפעיל בודד למדוד רק את האזורים של הכבשן החם המגדירים את היישור — ללא מטרות (Targets), ללא מגע.

שוב, הלייזר טראקרים לסריקה ישירה של Hexagon מספקים פתרון דרך היכולת שלהם למדוד אזורים נבחרים בדיוק ממרחק בטוח. כשהכבשן מחומם, בפירוש לא ניתן להציב מחזירי אור או מטרות לרוחב הצילינדר כדי לאמת ולתקן את היישור.

למדידה מהירה של משטחי כבשן גדולים יותר, ה-ATS600 מציע את היתרון של מהירות סריקה גבוהה יותר, המאפשרת ללכוד אזורים גדולים יעילה.

סריקה סלקטיבית וצילום משולב מאפשרים למפעיל בודד למדוד רק את האזורים בכבשן הנדרשים להגדרת היישור, מה שמאפשר בדיקות יישור סדירות המסייעות להבטיח יעילות גבוהה ולהפחית בלאי מיותר.

מאז השקת ה-ATS600 בשנת 2019, יישומים חדשים לסריקה ישירה מזוהים באופן סדיר לרוחב מגוון רחב של תעשיות. ה-ATS800 מרחיב את פורטפוליו הלייזר טראקרים לסריקה ישירה של Hexagon עם סריקה ישירה בדיוק גבוה יותר, ומעניק ליצרנים בחירה בין מדידת משטחים גדולים ומהירה יותר עם ה-ATS600 לבין בדיקה בדיוק גבוה יותר עם ה-ATS800.

ככל שמהנדסי איכות וייצור יכירו יותר את הלייזר טראקרים לסריקה ישירה של Hexagon, אין ספק שיירשמו עוד יישומים מעניינים רבים שימשיכו להתגלות.