Журнал НИТ №3 (12) (Март 2017)

 

Embed or link this publication

Description

ЗАО НПФ "УРАН"

Popular Pages


p. 1

Дорогие Друзья! Уважаемые коллеги, милые дамы, поздравляем вас с Международным женским днем! Пусть весна цветет не только на улице, но и в вашей душе, а красота радует всех окружающих. Счастья вам, благополучия и гармонии. Желаем, чтобы все ваши дни были солнечными, яркими и запоминающимися, чтобы в вашем доме всегда было уютно и тепло. Пусть в вашей жизни всё будет так, как вы сами захотите! Мы рады представить вам наш очередной номер Журнала НИТ. В нём вы найдете много полезной информации об измерительных приборах, методах измерений и особенностях конструкции ручного измерительного инструмента. С наилучшими пожеланиями Главный редактор журнала НИТ, коммерческий директор ЗАО НПФ «Уран» Лоскутов А.А. В этом номере вы найдете: Координатно-измерительная машина Werth FlatScope……......…..……………..……....…..……...2 Линейный лазерный датчик CFL………………………………………………………………………3 Станция серии ATS (Trioptics, Германия) для центрировки линз подрезкой оправ. Модификации. Программное обеспечение………………………………………… ………………………………..…8 Мультисенсорные системы Nanofocus………………………………………………………………..14 Настройка индикаторных нутромеров ………………………………………….….…………………17 Астролябия (статья от Всезнайки)…………….…………….………………….……….…………...19 Выставки «Фотоника» и «Экспо Контроль -2017» …………………………………………............23 Приглашение на семинар «Новейшие измерительные технологии» …………………..………24 ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 28

[close]

p. 2

Координатно-измерительная машина Werth FlatScope (Германия) Высокоточная двухкоординатная оптическая ЧПУ машина для измерения плоских деталей, шаблонов, печатных плат и профилей. Компактная конструкция закрытого типа позволяет использовать машину в цеховых условиях. Измерительный диапазон от 400х200 мм до 650х600мм. - высокоточная телецентрическая оптика с большим полем зрения для точных и быстрых измерений, либо, в зависимости от измерительной задачи, зум оптика для контроля микрогеометрии; - патентованный алгоритм обработки изображения Werth IP, основанный на работе с подпиксельным контуром для снижения погрешности измерения (подробнее здесь); - камера высокого разрешения; - 8-ми секторное темнопольное освещение, светлопольное освещение и проходящее освещение; - мощное программное обеспечение WinWerth; - фильтры обработки изображения: фильтр контуров, фильтр для низкоконтрастных контуров, фильтр пыли, окружностей и пр; - погрешность измерения MPE E до 2,5 + L/120 мкм; - высота измеряемых деталей до 100 мм; - AutoAlign (Патент) – функция, позволяющая произвольно укладывать детали на рабочем столе без предварительного выравнивания (подробнее здесь); - RasterScann-HD (Патент) – функция, позволяющая проводить измерение деталей, размеры которых превышают поле зрения оптики (подробнее здесь); - BestFit – стратегия совмещения измеренного контура и 2-D модели (подробнее здесь); - ToleranceFit – патентованная функция позволяющая производить совмещение с учетом поля допуска детали (подробнее здесь). ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 28

[close]

p. 3

Линейный лазерный датчик CFL. В конце 2016, начале 2017 года компанией Werth Messtechnik совместно с компанией Precitec был разработан и внедрен новый лазерный датчик CFL (Chromatic Focus Line) – хроматический линейный лазер. В основе датчика лежит уже всем известный и хорошо себя зарекомендовавший себя точечный датчик CFP (хроматический точечный лазер белого цвета), который используется для измерения прозрачных, отражающих, шлифованных поверхностей, поверхностей с высокой поглощающей способностью, а также острых кромок (0,1 мм). Отличием является то, что вместо одного точечного лазера новый датчик имеет в своем распоряжении измерительную линию, состоящую из 192 измерительных точек. Датчик устанавливается на КИМ VideoCheck S и VideoCheck FB. Датчик существует в двух исполнениях: прямое и с наклоном под 90° Общий вид датчика (прямое исполнение). CFPx192 => CFL Вид датчика в исполнении с наклоном под 90° ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 28

[close]

p. 4

Как и у точечного лазера CFP, принцип работы датчика основывается все также на хроматических аберрациях. Схематически процесс сбора точек показан на рисунке ниже. Непрозрачный материал (максимальный пик расценивается как измеряемая величина) Новой же особенностью линейного датчика является то, что он может быть использован для получения оптического изображения! А это значит, то может быть использована функция растрового сканирования (Rasterscann HD, подробную информацию о данной функции смотрите ЗДЕСЬ) и что полученные данные могут быть проанализированы и рассчитаны всеми инструментами, доступными для оптического датчика. Изображение, полученное при помощи лазера! Прозрачный материал (максимальный пик расценивается как измеряемая величина. Как правило первая оптическая поверхность разделения) В диалоговом окне пользователя появляется элемент управления, который позволяет произвести выбор создать ли изображение во время сканирования или просто собрать облако точек. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 28

[close]

p. 5

Облако точек (STL). Примеры использования датчика. LED матрица автомобильной фары. Используемый объектив: CFL 1000 - измерительный диапазон по Z: 0.95 мм - ширина линии лазера: 1,91 мм - рабочее расстояние: 18,5 мм - плотность сбора точек: 10 мкм - время измерения, с: 4 - измерительная частота, кГц: 2 - количество точек на поверхности: 280 000 Картинка, построенная на основании информации об интенсивности «освещения» отдельных элементов. Предусмотрено также два режима сканирования в первом получается только один контур, во втором два контура, таким образом определяется толщина слоя (для прозрачного верхнего слоя). Соответственно в обоих режимах можно получить оптическую картинку. Облако точек. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 28

[close]

p. 6

- плотность сбора точек: 10 мкм - время измерения, с: 60 - измерительная частота, кГц: 2 - количество точек на поверхности: 8 000 000 Облако точек в STL представлении. С отображением действительных отклонений в цвете (отклонение 0,9 мкм). Циферблат наручных часов. Используемый объектив: CFL 1000 - измерительный диапазон по Z: 0.95 мм - ширина линии лазера: 1,91 мм - рабочее расстояние: 18,5 мм Облако точек и Rasterscan HD. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 28

[close]

p. 7

Измерение инструмента. Используемый объектив: CFL 4000 - измерительный диапазон по Z: 3,9 мм - ширина линии лазера: 4,7 мм - рабочее расстояние: 39 мм - плотность сбора точек: 25 мкм - время измерения, с: 8 - измерительная частота, кГц: 2 - количество точек на поверхности: 1 280 000 У датчика сменные объективы четырех видов: (CFL200, CFL1000, CFL2300, CFL4000), отличающихся измерительным диапазоном, числовой апертурой, рабочим расстоянием и т.д. CFL200 CFL1000 CFL2300 CFL4000 ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 28

[close]

p. 8

Станции серии ATS для центрировки линз подрезкой оправ. Модификации. Программное обеспечение. В предыдущем номере журнала НИТ была рассмотрена технология центрировки оправ, реализованная в станциях серии ATS производства Trioptics. В этой статье будет продолжен обзор данной технологии, в частности рассмотрены различные модификации станций и особенности устанавливаемого на них программного обеспечения. ATS 400 воздушных подшипниках и патроном, обеспечивающим настройку положения линзы с погрешностью менее 0,2 мкм и менее 0,8 угловых секунды. Отклонение от цилиндричности оправ при центрировке изделий составляет 0,2 мкм (материал оправы – латунь) и 0,5 мкм (материал оправы – сталь). На сегодняшний день данная модификация производится исключительно под заказ; срок ее изготовления составляет 1416 месяцев. Рис. 1. Станция ATS400 в защитной кабине ATS400 – первая станция серии ATS, изготовленная Trioptics совместно с компанией LT Ultra. Она была разработана специально для центрировки крупногабаритных изделий диаметром до 400 и массой до 30 кг. Станция оснащена гранитными направляющими на Рис. 2. Автоколлиматор на гранитной направляющей и шпиндель станции ATS400. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 8 из 28

[close]

p. 9

ATS 200 типоразмеров – для деталей диаметром от 20 до 150 мм (по умолчанию) или для деталей диаметром от 70 до 200 мм. Таким образом, ATS 200 представляет собой разумный компромисс между диапазоном центрируемых линз, точностью центрировки и стоимостью станции. По состоянию на март 2017 года станция доступна для демонстрации в выставочном зале компании Trioptics в г. Ведель. Рис. 3. Общий вид станции серии ATS200 ATS200 – основная модификация подрезной станции, обладающая наибольшей универсальностью с токи зрения областей ее применения. Максимально допустимый вес центрируемых деталей – 5 кг, диаметр – до 200 мм. Остаточная центрировка, достигаемая на станциях ATS200 составляет 2 мкм. При этом на станцию могут быть установлены все доступные на сегодняшний день дополнения для подрезных станций, расширяющие их функционал, в частности решения для центрировки ИК оптики, асферических линз, различные измерительные датчики, в том числе и модуль OptiSurf для измерения толщины линз. В зависимости от диаметров обрабатываемых изделий станции ATS200 могут оснащаться держателями двух Рис. 4. Основные элементы станции серии ATS200. На рисунке показаны: автоколлиматор с насадкой, фокусирующей световой пучок, съемная турель для установки четырех резцов, линза, установленная на ЧПУ патроне и различные измерительные датчики; все комплектующие расположены за защитным стеклом. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 9 из 28

[close]

p. 10

ATS 100 Дополнительное оборудование и принадлежности В предыдущем номере журнала были описаны такие элементы станции, как патрон для настройки положения линзы в оправе, второй автоколлиматор, контактный и бесконтактный датчики для измерения параметров оправы. Ниже будут рассмотрены другие вспомогательные принадлежности, повышающие степень автоматизации центрировки изделий. Рис. 5. Общий вид станции ATS100 Одна из последних разработок компании Trioptics – станция серии ATS100 - , предназначенная главным образом, для центрировки линз весом до 3 кг и диаметром до 100 мм небольших по габаритам изделий, таких как микроскопы, и эндоскопы. Остаточная децентрировка, получаемая на станциях данной серии, составляет 3 мкм. Станция оснащена направляющими на механических подшипниках (отклонение от прямолинейности менее 1 мкм на диапазоне перемещения 10 мм) и патроном, обеспечивающим погрешность настройки смещения и наклона 0,5 мкм и 3 угловые секунды соответственно. Несмотря на компактное исполнение станции, она может быть укомплектована практически всеми дополнениями и приспособлениями, доступными для старших моделей ATS200 и ATS400. Рис. 6. Принципиальное расположение узлов и дополнительных приспособлений подрезной станции. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 10 из 28

[close]

p. 11

Турель для смены резцов Рис. 7. Турель с магнитным креплением для установки резцов. Турель предназначена для установки четырех резцов. Положение каждого из резцов запоминается в программном обеспечении. При этом турель оснащена высокоточным магнитным интерфейсом, позволяющим воспроизвести положение резца даже, если турель была снята. Турель для фокусирующих насадок фокусирующих линз-насадок, верхний автоколлиматор станции может оснащаться устройством смены фокусирующих линз в автоматическом режиме. При этом программное обеспечении учитывает фокусное расстояние установленной насадки и пересчитывает исходя их этого значения положение автоколлиматора по оси Z. Использование подобной турели значительно сокращает время измерения децентрировки линзы, особенно в условиях крупной серии. Набор для периодической калибровки контактного датчика Рис. 8. Фокусирующая насадка автоколлиматора. В случае, если при оценке децентрировки линзы автоколлимационные точки удалены друг от друга и возникает необходимость использовать несколько Рис. 9. Эталон для калибровки контактного датчика станции. Для обеспечения высокой точности измерений параметров оправы во время центрировки изделий датчики требуют периодической калибровки. Для быстрой и удобной калибровки Trioptics предлагает набор эталонов, позволяющих оперативно выполнять калибровку датчиков станции в ЧПУ режиме. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 11 из 28

[close]

p. 12

Устройство подачи СОЖ Устройство подачи СОЖ оснащено средствами регулировки давления и объема подаваемой охлаждающей жидкости. Программное обеспечение Необходимым условием обеспечения высокой производительности станции является наличие современного программного обеспечения, позволяющего с одной стороны задавать параметры обработки изделий и в тоже время обеспечивающего контроль процесса центрировки деталей на всех этапах ее обработки. Независимо от модификации, каждая подрезная станция оснащается программным обеспечением, сочетающим в себе эти функции. Рис. 10. Начальное окно ПО, предлагающее выполнить калибровку станции, задать параметры обработки детали или приступить непосредственно к центрировки изделий (первый рисунок с темной цветовой схемой) и окно задания параметров центрируемой линзы. Программа наглядно отображает последовательность операций и процедур, из которых состоит процесс центрировки. На рис. 10 показан один из этапов обработки детали - создание схемы центрируемой детали, в частности определение оптических параметров детали (радиус кривизны поверхностей линзы, тип поверхности и др.) и геометрических размеров оправы. Для каждой поверхности оправы задаются различные параметры ее обработки – скорость вращения детали, количество итераций обработки, допуски и т.д. Программа оснащена системами предупреждений, обеспечивающими безопасность при работе на станции. Например, в случае, если оператор выбрал неверный тип оправы и исходные размеры оправы значительно отличаются от конечных значений, программа выдаст предупреждение. Интерфейс программы адаптирован для использования на сенсорных экранах. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 12 из 28

[close]

p. 13

Заключение Подрезные станции серии ATS, оснащенные современными измерительными технологиями и датчиками для всесторонней оценки взаимного положения линзы и оправы, а также геометрических параметров оправы, представляют собой наиболее точный способ осуществить центрировку изделий с остаточной погрешностью менее 1 мкм. Высокая точность обработки осуществляется за счет использования высокоточных комплектующих (шпиндель, оси на воздушных подшипниках и др.), а также с помощью программного обеспечения, обладающего измерительными и управляющими функциями. Технология подрезки оправ предполагает полный отказ от клея при фиксации линзы в оправе, что делает возможным ее применение в оборонной и аэрокосмической отраслях. При этом станция имеет возможность работать с оптикой различной конфигурации и назначения, в т.ч. работающей в ИК спектре, имеющей асферический профиль или представляющей собой две склеенных линзы. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 13 из 28

[close]

p. 14

Мультисенсорные системы Nanofocus. Компания Nanofocus занимается производством систем для бесконтактного измерения шероховатости и топографии поверхности. Как мы уже писали в наших предыдущих номерах, в основе работы этих систем лежит принцип конфокальных микроскопов. Данная технология позволяет решать большинство задач по исследованию микроструктуры и шероховатости поверхности. Как известно, на некоторых предприятиях помимо стандартных измерительных задач, имеются и узкоспециализированные, для которых необходимы специальные решения. В связи широкой сферой применения систем Nanofocus на предприятии производятся и другие линейки приборов. Для быстрого контроля больших измеряемых участков используется серия приборов mscan. Трехмерные данные получают путем линейного сканирования с использованием точечного датчика. В зависимости от задачи могут быть представлены отдельные линии или трехмерная информация об измеренной поверхности. Портальное исполнение систем серии mscan Оптические профилометры серии μscan подходят для быстрого сканирования Пример применения приборов серии mscan различных поверхностей с точностью в нанометровом диапазоне. Результаты очень близки к контактными системами и электронными микроскопами. Преимущество, однако, в том, что μscan-технология измеряет в 100 раз быстрее, чем контактные системы. Кроме того, твердость материала деталей не имеет значения, потому что системы измеряют без контакта и без разрушения. Приборы серии mscan особенно хорошо подходят для длинных измеряемых участков и крутых кромок. Из полученных данных могут быть оценены такие параметры, как геометрия (высота слоя и толщина слоя, углы, расстояния и т.д.), деформация, взаимное расположение элементов, форма, волнистость и шероховатость в соответствии со стандартами ИСО и многие другие параметры. Для решения этих задач используются различные сенсоры, такие как конфокальный точечный, хроматический и голографический. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 14 из 28

[close]

p. 15

Таким образом, на приборах компании Nanofocus может использоваться сразу несколько различных датчиков для того, чтобы решить как можно больше измерительных задач. Системы серии msurf дают возможность проводить измерения с разрешением до 2 нанометров, но некоторые измерительные задачи требуют более высокого разрешения. В связи с этим, используя мультисенсорный принцип конструкции, компания предлагает системы серии msurf оснащать различными модулями. Для измерительных задач, где требуется разрешение менее 1 нанометра, возможна установка дополнительного модуля AFM (атомно-силовой микроскоп). Важной особенностью работы с данной комбинацией технологий является то, что оба датчика работают в одной системе координат, предоставляя возможность оператору позиционироваться с помощью системы msurf затем переключиться на модуль AFM и продолжать измерения. Данный модуль устанавливается на портальную систему msurf custom, либо на турель системы Expert. с помощью быстрой и точной конфокальной технологии msurf, а контроль сверхмалых элементов, требующих разрешения менее нанометра, при помощи модуля AFM. Данный модуль позволяет производить измерения в диапазоне 22 мкм с разрешением 0,34 нм, а в режиме высокого разрешения до 0,027 нм по оси Z. Максимальный диапазон измерения по осям X и Y 110 мкм с разрешением 1,7 нм. и в режиме высокого разрешения 0,15 нм. Система msurf custom с установленным модулем AFM При подобной установке у оператора остается возможность контролировать микротопографию поверхности и шероховатость Модуль AFM (атомно-силовой микроскоп) Габариты 86х45х61 мм. Для удобства проведения измерений модуль оснащен системой автоматического позиционирования. Визуальное наблюдение за измеряемым образцом производится при помощи двух камер. Одна камера устанавливается вертикально для обеспечения вида сверху, вторая имеет боковое расположение. Также предусмотрено диодное освещение при работе с камерой, обеспечивающей вид сверху. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 15 из 28

[close]

Comments

no comments yet