Extrusion Asia Edition 2-2018

37 Extrusion Asia Edition 2/2018 图4：SIKORA LASER 6000 系列测径仪：绝对精确和可重复 Picture 4: LASER Series 6000 from SIKORA – absolutely accurate and repeatable 客观的比较，测量速率与单个测量值的绝对精度和重复性之 间的相互依赖关系的认识是至关重要的。可能发生的情况 是，一个测量速率较高但单值精度较低的测量仪器比一个测 量速率较低但单值精度较高的仪器更不适合于控制或表征一 个过程。例如，由于单信号值精度较低，需要较长的平均时 间。于是，这里就存在风险。实际的产品变化，发生在这个 平均时间段内却被平滑丢失，而其间真正出现了波动。在这 种最坏的情况下，如果测量仪器没有发出信号，技术规格可 能已经超出了范围。 下面的例子是一周温度曲线，取自2000年九月，显示出测量 值的平均数可以在多大程度上影响感知（曲线2）。 曲线中显示出的“实际值”是以十分钟为间隔的单次测量值。以 一小时为周期的平均值仅仅使极值平滑。当将12小时以上的 温度变化进行平均，显示出的温度改变低于实际的变化值。 此外，如果平均值来自于超过一整天的时段，每天温度变化 的信息就会完全丢失。如果一个过程必须根据温度范围发出 报警或者必须进行调节时，那种需要深度平均值的仪器将不 适合检测这一过程。 一个实际例子来自软管和管材挤出加工，采用旋转镜投影方 法进行直径测量。通常，采用高速率测量，测量速率来自于 旋转速度乘以反光镜的数量 (Zanoni, 1973), (Vossberg, 1981)。由于单个测量值精度比较差，技术特性中精确度的表 述通常采用高达一秒钟的测量平均值。这有着各种各样的原 因：每一单个的测量信号来自于不同的镜面。在测量时产品 在移动中，根据产品移动方向的不同，产品的直径会增加或 减少，这是因为测量产品的边界不是同时进行而是循序进行 的。最后，直径测量信息仅仅来自于非常显著变换的点，即 从亮到暗以及从暗到亮。其他时间测量信号的信息内容为 零。 与此相对照，其它测量技术例如衍射法， (Blohm, Sikora, & Beining, 2005), (Blohm & Sikora, 2017), 采用线扫描摄相机 （图3和图4） 一方面，产品边界被同时记录下来，这样产品 移动不再是问题。另一方面，在衍射缝产品投影外部的每个 单一像素都可以直接连接到产品边界，每行摄相机图像给出 数百个参考点而不是仅仅两个点。这就得出了远远高于单测 量值的精密度，由此而来，测量值需要平均，要用于生产过 程控制和测量特性描述尚相去甚远。仅仅比较测量速率而不 考虑这些情况是绝对不够充分的。 为此，客观比较两种测量仪器，首先，重要的是明确定义工 艺需求。 同样，制造商给出的目录细节应该被质疑，并根据 需要的信息采用可比较的基础。这样，对新测量仪器的投资 将会带来质量、工艺优化以及成本的降低。 作者： Hilmar Bolte博士，SIKORA 研究和发展部/分析负责人 参考文献： - Blohm, W., & Sikora, H. (2017). Patentnr. US9797712B2. USA. - Blohm, W., Sikora, H., & Beining, A. (2005). Patentnr. US6922254B2. USA. - Vossberg, C. A. (1981). Patentnr. US4269514A. USA. - Zanoni, C. (1973). Patentnr. US3856412A. USA. Product movements during measurement increase or decrease the product diameter – depending on the direction of move- ment – as the measurement of both product edges is not done simultaneously but sequentially. Lastly, the diameter informa- tion is only derived from the very transition from dark to light and light to dark. The rest of the time, the information content of the measurement signal is zero. In contrast to this, for other measuring techniques such as the diffraction method (Blohm, Sikora, & Beining, 2005), (Blohm & Sikora, 2017), line scan cameras are used ( and ). On the one hand, product edges are recorded simultaneous- ly – so product movement is not an issue. On the other hand, each single pixel in the diffraction seam outside the product shadow can be directly linked to the pro- duct edges, giving hundreds of reference point per line camera image instead of just two. This leads to a much higher single value precision and consequently, the measuring value has to be averaged nowhere near as long to be used for controlling or characterization of a production process. A mere comparison of measuring rates without considering these circumstances is ob- viously not sufficient. Hence, for an objective comparison of two measuring devices, first, it is important to clearly define the requirements of the process. Also, the catalog details given by the manufacturer should be taken into question and brought to a comparable basis using the information needed, so that the investment in a new measuring device leads to an increase in quality, process optimization as well as cost savings. Author : Dr. Hilmar Bolte, Research & Development/Head of Analysis SIKORA AG References : - Blohm, W., & Sikora, H. (2017). Patentnr. US9797712B2. USA. - Blohm, W., Sikora, H., & Beining, A. (2005). Patentnr. US6922254B2. USA. - Vossberg, C. A. (1981). Patentnr. US4269514A. USA. - Zanoni, C. (1973). Patentnr. US3856412A. USA. SIKORA AG Bruchweide 2, 28307 Bremen, Germany www.sikora.net