Guide: Sådan måler du planhed

I dette blogindlæg sætter vi fokus på planhed. For hvad er det, hvordan måler man det og hvorfor er det egentlig så vigtigt? Alt det og meget mere guider vi dig gennem, så du ikke er tvivl næste gang, der bliver talt om planhed, eller når du bliver bedt om at måle planheden på en overflade.

Hvad er planhed?

Planhed er en betegnelse, der angiver om alle punkterne på en overflade ligger i samme plan. Om noget er plan eller ej bliver vurderet ud fra en planhedstolerance. Den bliver bestemt for at sikre, at en given overflade er placeret inden for to imaginære, perfekte og parallelle planer. Med andre ord ligger tolerancezonen mellem de højeste og laveste acceptable punkter på tværs af planet for den overflade, man ønsker at måle.

Det er særligt nyttigt, at en overflade er plan, når den skal samles med en anden part og eventuelt danne en tæt forsegling.

Sådan måler du planhed

Når du skal måle en overflades planhed, analysere du den samtidigt for at finde ud af, hvordan den ikke er plan. Du indsamler derfor først alle de punkter på overfladen, der tilsammen danner en geometri. Dernæst finder man det bedst mulige plan uanset orientering. Overfladens planhed bliver så vurderet ud fra de to fjerneste punkter. Jo smallere mellemrummet er mellem de to punkter, desto mere plan er overfladen.

Hvad er de forskellige testmetoder til at måle planhed?

Følebladet og højdemåleren er to traditionelle værktøjer, der kan måle planhed. Fælles for dem er, at prisen er forholdsvis lav, og at de har en høj brugervenlighed. Dog er deres nøjagtighed letpåvirkelig og afhænger derfor af brugerens påvirkning, opsætningen og det miljø, hvor målingerne finder sted.

Den første metode til at teste om en overflade er plan består i at lægge emnet på et marmor plan. Og derefter kan du ved hjælp af en følebladet skiftevis indsætte dens strimler af forskellige tykkelser under delen. Herved kan du så vurdere overfladens planhed.

Den samme målemetode er også mulig med en højdemåler, der har et måleur. Når delen er lagt på marmoren, kan du bestemme dens planhed ved at bevæge føleren hen over overfladen. På den måde finder du frem til overfladens maksimum- og minimumspunkter. Dette svarer til, at du finder de fjerneste punkter, som du så kan vurdere overfladens planhed ud fra.

Fordelen ved disse to instrumenter er helt klart prisen. For udover produktets pris er der næsten ingen omkostninger. Ved et af de to værktøjer skal du dog være opmærksom på, at de fundne maksimum- og minimumværdier afhænger af, hvor brugeren har målt på overfladen. Hvis måleren ikke har passeret de punkter, der svarer til de faktiske højeste og laveste punkter på emnet, vil den fundne planhed være fejlagtig.

Disse to værktøjer kan også kun måle planhed i tilgængelige områder. For eksempel er det kun muligt for en fyldmåler på et område á 1,2 x 2 m at måle omridset af overfladen og ikke midten. Det skyldes, at der ikke er noget føleblad, der er lang nok til at nå midten af ​​en så stor overflade.

Der findes også andre typer af måleinstrumenter, der kan måle planhed. Blandt dem er traditionelle CMM’er og prober samt bærbar CMM’er og 3D-laserscannere. Dog skal du være opmærksom på, at traditionelle CMM’er og prober har samme udfordring som følebladet og højdemåleren. For igen bliver din analyse begrænset til de data, du kan måle. En 3D-laserscanner kan derimod scanne hele overfladen og opnår således en meget højere tæthed af punkter. Det øger dermed dine chancer for at måle højeste og laveste punkter helt korrekt.

Hvorfor er plan og planhed så vigtig?

Når vi har en nominel model (en CAD-model) og en punktsky, der er opnået ved en 3D-scanning, bliver det et spørgsmål om at få de to til at stemme overens. Det gør man ved at sammenligne scanningsdata med CAD-modellen. Til det kan man bruge datum, som er en referenceenhed til at måle planhed. Inden for metrologi er plan en enhed, der ofte bruges til at finde vores nulpunkt og dermed udgangspunktet for alle fremtidige målinger. Når man skal forstå, hvordan del og CAD-fil adskiller sig, bruger man indenfor metrologi oftest en justering bestående af tre plan.

Når en 3-plansopretning er opnået, kan man udføre et colormap. Dette kan nemlig vise, om geometrierne er de rigtige steder, og om geometrien er korrekt. Hvis disse ikke passer, skal bearbejdningsprogrammet justeres.

Men hvis sammenligningen af ​​scanningsdata og CAD-modellen er baseret på en overflade, der formodes at være flad, men ikke er det, vil du ende i en situation, hvor geometrierne, med undtagelse af referencefladerne, egentlig er velbearbejdede. I sådan et tilfælde vil du få en fejlmeddelelse, der fortæller, at alle emnets aspekter er forkerte. Det skyldes, at fejlene forårsaget af referencefladerne bliver projiceret over på hele emnet. Du kan derfor fejlagtigt tro, at delen generelt er dårligt fremstillet og bør afvises – selvom det faktisk kun er datum- og opretnings-geometrier, der er dårligt bearbejdet. Med en efterbearbejdning af overfladerne kan du redde delen fra at blive skrottet – hvilket i sidste ende kan give store pengebesparelser.

Når du vælger et plan som datum, er det derfor en god idé først at kontrollere deres planhed. På den måde kan du undgå flere store og kritiske problemer. Og det gælder for både primære, sekundære og tertiære datums, som alle skal have en god planhed og være vinkelrette. Hvis der er fejl på delen, garanterer dette også, at det kun vil være bearbejdningsfejl og ikke projicerede fejl på justeringsenhederne.

Kort sagt så er planer sandsynligvis de mest populære geometriske enheder i forbindelse med metrologiske justeringer. Men hvis disse ikke er bearbejdet korrekt og har en dårlig planhed, vil de andre geometriske enheder også være placeret forkert.

Hvornår skal du måle planhed?

Måling af planhed kan udføres i forbindelse med kvalitetskontrol. I de indledende produktudviklingsfaser vil der dog ofte være større problemer end blot planhed. I princippet kunne et best fit på overfladen og et colormap være nok til at kontrollere prototypen. På dette niveau kigger du hovedsageligt på delens generelle form og sikrer, at alt overordnet ser rigtigt ud.

Først efter disse tidlige stadier i produktudviklingen kan du bestemme, hvilke anlægsoverflader der bliver det primære datum. Det bliver efterfulgt af en justering og et andet colormap, der skal kontrollere og bestemme overfladernes indbyrdes placering. De data, som det andet colormap giver, er også meget relevante under en kvalitetskontrol. De giver nemlig informationer om, hvorvidt delen er samlet korrekt i forhold til de andre dele.

Når to dele er sat sammen, er det vigtigt at vælge de rigtige referenceflader. Generelt vælger du de overflader, der vil være i fysisk kontakt med andre dele. Her er det afgørende at kontrollere disse punkters planhed. Det skyldes, at fremstillingsprocessens gentagelsesnøjagtighed vil afhænge af disse støtteplaners planhed. Hvis der så er uregelmæssigheder på colormappet, kan det derfor indikere, at der er en bearbejdningsfejl. I et sådant tilfælde vil det være nødvendigt og berettiget at udskifte værktøjet og gentage bearbejdningsprogrammet.

Altså er måling af planhed vigtig for de støtteoverflader, der spiller en stor strukturel rolle for emnet. Men hvis overfladen kun er æstetisk og senere vil blive skjult af et stykke plast, er planhedsberegningen i denne sammenhæng mindre relevant. Betydningen afhænger altså af overfladens funktioner og karakter samt den rolle, som emnet vil spille i den endelige montage.