Журнал НИТ №5 (14) (Май 2017)

 

Embed or link this publication

Description

ЗАО НПФ "УРАН"

Popular Pages


p. 1

Дорогие Друзья! 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. Также хотим поблагодарить всех, кто посетил нас на выставке «Металлообработка-2017». Надеемся, что выставка дала вам много новой, интересной и полезной информации и позволила найти решение ваших измерительных задач. Сообщаем вам, что мы уходим на летние каникулы, но это не значит, что мы «завалимся на печь» и перестанем работать… Работа будет продолжена в штатном режиме и компания ЗАО НПФ «Уран» всегда готова помочь вам в решении любых измерительных задач. Мы будем подбирать и готовить новую и еще более интересную информацию, чтобы в сентябре порадовать вас очередным номером нашего журнала НИТ. С наилучшими пожеланиями Главный редактор журнала НИТ, коммерческий директор ЗАО НПФ «Уран» Лоскутов А.А. В этом номере вы найдете: Новый TomoScope XS производства Werth..............…..……………………………….....…..……...2 Функция OnTheFly-CT быстрого измерения на томографах Werth…………………….….....…....7 Измерение зубчатых колес на контурографах-профилографах LD ф. Mahr……....……….……….9 Интерферометры µPhase производства Trioptics…….…………………………….……..….…..… 12 Новинки компании Trioptics первого полугодия 2017 года: - автоколлиматоры серии TriAngle VLF……………………………………………………………....14 - автоколлиматоры серий TriAngle Short…………………………………………………………..…15 - модуль автоматического выравнивания линз для станции Cementing station……………………15 - прибор OptiCentric Linear 100 Trioptics ………………………………………………………..… 16 - ImageMaster MF200 Smart……………………………………………….……..……………….…...17 Трехмерные оптические измерения рабочей поверхности цилиндра с помощью µsurf cylinder производства компании NanoFocus………………………………………..….……………………….18 Передача результатов измерений от ручного инструмента посредством встроенного радиопередатчика………………………………………………………………………………………22 История радио (статья от Всезнайки)…………………….…...………………….……….……….…25 ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 29

[close]

p. 2

Новый TomoScope XS – большие возможности в малом формате. В последние годы мировая промышленность по производству промышленных томографов сконцентрировалась на возможности измерения с высоким разрешением больших и сложных для прохождения рентгеновского излучения деталей. Для этого создают и проектируют большие и порой громоздкие томографы. Рентгеновские трубки существуют в двух вариантах: закрытые трубки, которые должны меняться по истечении двух-трех лет и открытые трубки, которые должны подвергаться периодическому (несколько раз в год) обслуживанию, что влечет за собой частые простои оборудования и, как правило, сравнительно высокую стоимость обслуживания. Новый томограф от компании Werth TomoScope XS (смотреть видео) обладает компактной конструкцией, но вместе с тем он открывает большие возможности. Новый TomoScope XS – уникальная в своем роде машина, объединяющая в себе преимущества томографов различных классов. За счет установки трубки с мишенью проходящего типа – впервые в моноблочном дизайне – удалось достичь малого размера фокального пятна при высокой мощности на трубке, что позволяет проводить измерения с высокой скоростью в высоком разрешении. Новая рентгеновская трубка сочетает в себе преимущества закрытой трубки и открытой микрофокусной рентгеновской трубки. Моноблочный дизайн трубки (+генератор и вакуумная установка) был впервые реализован в конструкции открытого типа. Благодаря этому получилось не только увеличить межсервисные интервалы, но и теоретически достичь безграничного срока службы. Время простоя оборудования и производственные затраты при этом сокращаются. Максимальное напряжение на трубке достигает 130 кВ либо, как альтернативный вариант - 160 кВ, таким образом могут быть измерены даже детали с большими размерами и материалом с высокой плотностью. Поворотная ось на воздушных подшипниках обеспечивает высокую точность позиционирования детали и, как следствие, минимальную погрешность измерения. За счет компактной конструкции и малого веса значительно упрощаются требования к установки томографа и подготовки для него помещения. Малые капитальные и эксплуатационные затраты обеспечивают быструю амортизацию. Перспективная концепция предлагает возможность простой модернизации рентгеновской трубки уже на введённой эксплуатацию машине и повышения ее мощности на месте до 80 Вт. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 29

[close]

p. 3

Как и на всех других томографах компании Werth, расчет и обработка получаемых СТ- сенсором данных происходит параллельно самому процессу измерения в режиме реального времени, что значительно сокращает время измерения и получения готового объемного изображения. Применение единого программного обеспечения WinWerth для всего процесса измерения гарантирует прослеживаемость результатов измерения. Как первый и, в настоящее время единственный производитель КИМ с томографическим датчиком, Werth гарантирует достоверные и прослеживаемые результаты измерений благодаря калибровки томографов в соответствии с требованиями международных стандартов, в том числе и DAkkS. Таким образом впервые может быть предложено в столь компактном и доступном в ценовом плане приборе полное соответствие спецификации требованиям международных стандартов по калибровке! Быстрая окупаемость и низкие эксплуатационные расходы новых высококлассных TomoScope® XS обеспечивают их широкое применение для самых разнообразных задач на производстве. Технические характеристики томографа TomoScope XS: Габариты: Ш – 1300 мм; Г – 583 мм; В – 1370 мм; Масса – ок. 600 кг Масса детали – 10 кг. Погрешность измерения для СТ-датчика: MPE E: 6,5 + L/75 мкм. Измерительный диапазон: L- 49 мм (97 мм); D- 55 мм (120 мм). Преимущества нового TomoScope XS: - компактные размеры и малый вес; - измерительный томограф (в отличие от аналогичных машин других производителей, которые в данном формате предоставляют чисто инспекционные машины); - моноблочный конструкция трубки (снижение эксплуатационных расходов и времени простоя); - трубка с мишенью проходящего типа (быстрые измерения и высокое разрешение); - высокоточная поворотная ось на воздушном подшипнике; - возможность модернизации на месте установки: повышения мощности трубки или установка трубки с бо́ льшим напряжением; - калибровка в соответствии с метрологическими нормами, опционально ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 29

[close]

p. 4

с выдачей сертификата DAkkS (для повышается общее разрешение получаемых Германии); данных. - обслуживание трубки один раз в год (для аналогичных других машин требуется 3-4 обслуживания трубки в год); - единое программное обеспечение от задания режимов сканирования детали до получения результатов измерения. На компактном томографе TomoScope XS также как и на больших томографах могут быть использованы следующие опции: - растровая томография (Патент). Существует два типа измерения. Первый метод подразумевает, что весь измеряемый объект помещается в поле зрения сенсора, он также называется «томография в картинке», аналогично измерению сенсором обработки изображения классической КИМ. Если деталь не может быть обработана в одной картинке, т.к. поле зрения рентгеновского сенсора меньше измеряемого объекта, то можно воспользоваться опцией - растровая томография (Патент). Этот способ можно назвать «томография на картинке». При растровой томографии измеряются друг за другом различные области объекта и сохраняются соответствующим набором изображений. Охват большого количества частей измеряемого объекта может быть реализован посредством высокоточного перемещения предметного стола с измеряемым объектом по оси Y. При измерении объекта, который по размеру больше площадь сенсора, необходимо, чтобы измерительная машина обладала перемещаемой осью с достаточной длиной хода. Этим способом общий диапазон измерения может быть многократно увеличен. Благодаря разбивке детали на множество частей, - спиральная томография (Helix-CT) данная технология позволяет минимизировать искажения, обусловленные угловой траекторией распространения лучей (конусообразная траектория). Лучи, идущие от рентгеновского источника, распространяются под определенным углом, следовательно, лучи идут не перпендикулярно относительно оси вращения детали (исключая центральную часть лучей). Избежать негативного воздействия данного фактора помогает технология “Helix-CT”. Во время измерения объект не только вращается вокруг своей оси, но и дополнительно перемещается вертикально относительно оси вращения, тем самым создается винтовое движение. Влияние угла расхождения лучей на результат измерения ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 29

[close]

p. 5

Движение оси во время сканирования детали. Измеряемая деталь. Локальная томография (ROI-CT). Без ROI-CT без корректировки (размытие) с корректировкой (Helix-CT) - локальная томография (ROI-CT) Этот метод позволяет производить измерения деталей с высоким разрешением в конкретных областях даже на деталях большого объема. При этом не требуется измерять всю деталь в высоком разрешении, что значительно снижает время измерения. C использованием ROI-CT Эксцентриситетная томография – ПАТЕНТ! Запатентованый способ, при котором ось томографа во время вращения детали ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 29

[close]

p. 6

движется таким образом, что исключается необходимость установки и выравнивания детали строго по центру стола (оси вращения). Тем самым возможны измерения мелких элементов (ROI), либо измерения нескольких элементов за одну установку. Это решение открывает не только возможность измерения без предварительного выравнивания детали, а также измерение нескольких элементов за одну установку и расчет в одной системе координат (Мульти-ROI). Протокол измерений зубчатого колеса Автоматическая систематизация и группировка Палетные измерения и автоматическое выявленных дефектов. разделение деталей: Повышение контрастности на примере измерения блока контактной группы: Поиск скрытых дефектов: Исследуемая деталь (состоит из материалов разных по плотности: металл и пластик). ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 29

[close]

p. 7

Автоматический поиск дефектов (смотреть видео) Полученное изображение по окончании сканирования. Оптимизированное изображение OnTheFly-CT (новинка) Компьютерная томография дает преимущества за счет воссоздания полной геометрии всей детали, включая ее внутреннюю структуру, а потому для производственного контроля томография является хоть информативным инструментом, но зачастую слишком медленным способом контроля. Для минимизации времени контроля деталей, уже много лет реализовано на всех томографах компании Werth процедура параллельного измерения и воссоздания геометрии измеряемой детали. Также для снижения скорости измерения оператор может изменять мощность трубки и, увеличивая ее мощность, снижать время измерения (в ущерб разрешения, из-за увеличения размера фокального пятна.) За счет уменьшения расстояния между трубкой и детектором, можно добиться снижения время просвечивания (т.н. экспозиции) каждого сечения детали при прочих равных условиях. Время измерения также можно сократить за счет одновременного измерения нескольких деталей и последующего их автоматического разделения при помощи программного обеспечения, что в свою очередь накладывает ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 29

[close]

p. 8

определенные ограничения на увеличение и разрешение единичной детали. Новый OnTheFly-CT (заявлен патент), за счет непрерывного вращения поворотной оси и отсутствия необходимости затрат времени на позиционирование детали, позволяет сократить время измерения. Для получения каждого отдельного изображения, в классическом режиме измерения старт-стоп, движение оси вынуждено быть прерывистым, чтобы ее непрерывное вращение не вызывало размытия. Видео по теме здесь (на примере TomoScope XS) Чтобы снизить размытие изображения при реализации функции OnTheFly-CT, требуется минимизировать время экспозиции каждой проекции, чтобы при этом достичь одинаковую погрешность, что и в режиме старт-стоп, увеличивают количество шагов поворотной оси. Это обеспечивает соблюдение условий повторяемости и прослеживаемости результатов измерения и в режиме OnTheFly-CT. Таким образом новый OnTheFly-CT при равном качестве данных позволяет сократить время измерения до 10 раз (!). Здесь также воссоздание объемного изображения происходит параллельно измерению в режиме реального времени, и облако точек доступно оператору для контроля сразу после завершения сбора точек (просвечивания). С другой стороны данная технология позволяет при равном времени измерения (речь о режиме старт-стоп) увеличить качество собираемых данных. Такие способы измерения как растер томография или локальная томография позволяют получить облако точек в высоком разрешении и лучшем соотношении сигнал-шум. В стандартном режиме старт-стоп это приводит к увеличению времени измерения, которое может быть нивелировано за счет функции OnTheFly-CT. Таким образом со снижением времени измерения при постоянно высоком качестве получаемых данных перед томографией открываются новые области применения. Протокол калибровки в режиме старт-стоп. Протокол калибровки в режиме OnTheFly-CT. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 8 из 29

[close]

p. 9

Измерение зубчатых колес на контурографах-профилографах LD ф. Mahr При производстве зубчатых колес очень важным является контроль шероховатости и контура боковых поверхностей зубьев. Компания Mahr, являющаяся мировым лидером по производству высокоточных измерительных систем, предложила инновационное решение обоих задач. Поворотная ось обеспечивает позиционирование на любом зубе Линейная ось обеспечивает перемещение по всей ширине зуба ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 9 из 29

[close]

p. 10

Если боковые поверхности зубьев слишком грубые, то зубчатые колеса подвержены быстрому износу. Вот почему они должны контролироваться в процессе производства на высокоточной измерительной станции. К примеру, компания «KAPP NILES», мировой лидер в производстве станков и инструмента для чистовой механической обработки зубчатых венцов и профилей, использует измерительную систему MarSurf LD 130 от компании «Mahr». Это гарантирует качество изготовления обрабатывающих станков компании. Могут контролироваться самые различные типы колес:  сдвоенные косозубые шестерни  планетарные шестерни  валы с зубчатыми венцами  роторы  приводные шестерни  внутренние шестерни шариковых винтовых передач  и т.д. Различные типы зубчатых колес могут быть одновременно закреплены на валу, установленном в автоматизированной поворотной оси, что дает возможность составления программы по их совместному контролю. Измерительная станция от компании «Mahr» предназначена для изделий со следующими размерами: валы с диаметром зажима до 70 мм и длиной до 500 мм или зубчатые колеса диаметром до (приблизительно) 200 мм. Масса измеряемых деталей составляет от 1 до 11 кг. Поворотная ось оснащена цанговым зажимом, в котором можно фиксировать осесимметричные детали. Автоматизированная поворотная ось с высокой точностью позиционирует установленное зубчатое колесо для проведения измерения. Специализированное программное обеспечение позволяет максимально автоматизировать процесс измерения: - щуп подводится в начальное измерительное положение; - поворотная ось разворачивает деталь на необходимый угол (угол профиля зуба); - производится измерение боковых сторон зуба; - линейная ось смещает плоскость измерения на заданную величину и можно провести повторное измерение в следующем сечении. Для измерения верхнего и нижнего профиля применяются Т-образные щуповые консоли, имеющие самые различные конфигурации для удобства измерения. Одновременное крепление нескольких колес Процесс измерения контура зубьев ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 10 из 29

[close]

p. 11

Автоматизированная линейная ось Для авто позиционирования по оси X или Y на 200 мм Нагрузка до 50 кг Размеры 510х200х200 Разрешение 0,5 мкм Автоматизированная поворотная ось Для возможности поворота детали в 3-х плоскостях Нагрузка до 30 кг Размеры 270х200х210 Разрешение 0,5 мкм Измерение шероховатости на верхней и нижней стороне зуба Измерение профиля и одновременно шероховатости на криволинейной поверхности зуба Основные преимущества системы LD: - высочайшая точность измерения контура ±1+L/150 мкм; - высочайшая точность измерения шероховатости 2%; - одновременное измерение контура и шероховатости, даже на криволинейной поверхности(!); - огромное количество решаемых специальных задач; - разрешение осей 0,8 нм (!); - магнитное крепление щуповых консолей. Варианты совместного использования линейной и поворотной осей ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 11 из 29

[close]

p. 12

Интерферометры µPhase для измерения отклонения от формы в гос. реестре СИ В четвертом номере нашего журнала (май 2016 г.) мы рассказывали об интерферометрах серии µPhase производства Trioptics, предназначенных для измерения отклонения от формы плоских и сферических деталей диаметром от 2 до 300 мм (в зависимости от установленного объектива). Рады сообщить что, интерферометры успешно прошли государственные испытания с целью утверждения типа СИ и были внесены в гос. реестр СИ под номером 65492-16. Рис.1. Интерферометр µPhase. Напомним, что в основе интерферометра – компактный датчик (габариты 150х60х100 мм), построенный по оптической схеме Тваймана-Грина. Датчики могут быть установлены на различные стойки, что позволяет измерять плоские и сферические детали диаметром до 300 мм. Рис.2. Измерение отклонения от плоскостности стеклянной пластины диаметром 150 мм Испытания проводили специалисты ФГУП «ВНИИОФИ» с использованием государственных эталонов, получивших меру длины от государственного первичного эталона единицы длины ГЭТ 113-2014. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 12 из 29

[close]

p. 13

Ниже приведена выдержка из описания типа СИ подтвержденных в ходе испытаний технических характеристик интерферометров µPhase: Размер поля зрения, мм Нижний предел измерений топограммы относительных высот профиля поверхности, мкм, не более Верхний предел измерений топограммы относительных высот профиля поверхности, мкм, не менее - с датчиком μPhase 500 - с датчиком μPhase 1000 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения топограммы относительных высот профиля поверхности, мкм от 2 до 300 мм (в зависимости от модификации) 0,032 10,000 20,000 ±0,032 В качестве средства поверки будет использоваться мера шероховатости с параметром Ra из состава государственного вторично эталона единицы длины в области измерения параметров шероховатости Rmax в диапазоне от 0,02 до 1,8 мкм и Ra номинального значения 0,0015 мкм (рег. номер 2.1.ZZA.00342015). Межповерочный интервал – 1 год. Рис. 3. Фрагмент измерительного протокола одного из эталонов меры шероховатости Рис. 4. Свидетельство об утверждении типа СИ. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 13 из 29

[close]

p. 14

Новинки компании Trioptics первого полугодия 2017 года В этой статье приведен краткий обзор решений от компании Trioptics в области контроля оптических параметров, представленных на различных выставках в первой половине 2017 года. Некоторые из них были показаны на прошедшей в начале мая выставке “Control” в Штуттгарте (Германия); часть из них будет показана в рамках мероприятия “Laser World of Photonics” в конце июня в Мюнхене. Автоколлиматоры серии TriAngle VLF Помимо стандартных моделей автоколлиматоров серии TriAngle с полем зрения до ±0,85°, Trioptics включил в модельный ряд автоколлиматоры серии TriAngle LF с увеличенным полем зрения ±1,5° и автоколлиматоры серии TriAngle VLF с полем зрения ±5°, Апертура автоколлиматоров серии TriAngle VLF составляет 38 мм, разрешение отсчета – 0,01 с, погрешность измерений – 5''. Автоколлиматор оснащен встроенным светодиодным источником света (535 нм), Подключение и передача данных от автоколлиматора к компьютеру осуществляется при помощи USB 3.0 кабеля. Приборы позволяют получить сигнал от поверхностей с коэффициентом отражения от 2 до 100% и отлично подходят для регистрации больших углов наклонов отдельных механических и оптических деталей, анализа вибраций, юстировки оптических узлов систем видеонаблюдения и др. Рис.1. Автоколлиматор серии TriAngle VLF. Рис.2. Схема, иллюстрирующая соотношение полей зрения автоколлиматоров Trioptics различных серии. По сравнению с автоколлиматорами серии TriAngle приборы серии TriAngle VLF имеют поле зрения, увеличенное более чем в 5 раз. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 14 из 29

[close]

p. 15

Автоколлиматоры серий TriAngle Short Благодаря специальным конструктивным решениям автоколлиматоры серии TriAngle Short обладают метрологическими характеристиками автоколлиматоров TA 500-57 при длине трубки 300 мм (как у автоколлиматоров TA 300-57), таким образом высокая точность измерений сочетается с компактным исполнением и уменьшенным весом прибора. Технические характеристики автоколлиматоров TriAngle Short: Фокусное расстояние, мм: 500 Апертура, мм: 50 Разрешение отсчета, с: 0,02 Погрешность отсчета, с: ±0,4 Повторяемость отсчета, с: 0,05 Поле зрения, с: 1240х980 Новый модуль автоматического выравнивания линз для станции Cementing station. В шестом номере журнала НИТ мы рассказывали о станции для склейки линз серии MultiCentric, оснащенной специальным модулем для автоматического совмещения оптических осей двух линз. В этом году Trioptics представили новое исполнение этого модуля, добавив возможность изменять угол наклона манипуляторов по высоте. Рис.3. Один из примеров применения автоколлиматоров TriAngle Short – измерение отклонения от плоскостности плит. Для измерений используется держатель автоколлиматора с регулировкой его положения в двух плоскостях и зеркало для получения отражения сетки. Рис.3. Модуль для выравнивания линз с наклоняемыми манипуляторами Это решение подходит для выравнивания т.н. «шарообразных линз». Математически их можно описать формулой D/2*R ≤ 0,7, где D – диаметр линзы, а R – ее радиус кривизны. Таким образом, воздействие на одну из линз происходит не в строго поперечном направлении, как в случае использования классического модуля для выравнивания линз, а под углом. В результате верхняя линза скользит по поверхности нижней линзы, делая возможным точное совмещение их оптических осей. Данный модуль может быть установлен на все приборы серии OptiCentric, оснащенные воздушным подшипником. Таким образом, приборы для измерения погрешности центрирования линз могут быть модернизированы до станции для склейки. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 15 из 29

[close]

Comments

no comments yet