Журнал НИТ №4 (Май 2016)

 

Embed or link this publication

Description

ЗАО НПФ "УРАН"

Popular Pages


p. 1

Уважаемые Дамы и Господа! Поздравляем Вас с Праздником Весны и Труда, а также с 71ой годовщиной победы в Великой Отечественной войне. Мы рады представить вашему вниманию очередной номер нашего журнала, посвященный новейшим измерительным технологиям в области интерферометрических измерений, контролю параметров турбинных лопаток, протяжек и дисков, а также пневматическим технологиям в измерительном инструменте. Также хотим поблагодарить всех, кто принял участие в ежегодном семинаре «Новейшие измерительные технологии», прошедшем в Санкт-Петербурге с 12 по 14 апреля. Надеемся, что семинар дал вам много интересной и полезной информации и позволил Вам найти решение ваших измерительных задач. Всех, кто не смог приехать на наш семинар, а также тех, кто хотел бы узнать о наших приборах еще больше, приглашаем посетить наш стенд на выставке Металлообработка. Подробную информацию об этом мероприятии Вы найдете на последней странице журнала. Мы всегда рады вашим вопросам, комментариям и отзывам, которые Вы можете прислать на электронный адрес NIT@uran-spb.ru.гu Содержание Комплексное решение для контроля турбинных лопаток, протяжек и дисков.................................. 2 Millimar: пневматическая техника линейных измерений .................................................................... 8 Акции на ручной измерительный инструмент ...................................................................................... 14 Интерферометры для измерения отклонения формы производства Trioptics и Mahr ....................... 15 Приглашение на выставку «Металлообработка» ................................................................................. 20 ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 20

[close]

p. 2

Комплексное решение для контроля турбинных лопаток, протяжек и дисков Мультисенсорные КИМ Werth Messtechnik с уникальными датчиками, патентованными технологиями и программными алгоритмами позволяют решать самые сложные измерительные задачи, в том числе обеспечивают возможность 100% контроля деталей сложной формы и микрогеометрии. В данной статье будут рассмотрены некоторые варианты решения сложных измерительных задач по контролю турбинных лопаток, протяжек и дисков как при помощи классических КИМ, так и томографами Werth Messtechnik. Задача 1. Контроль протяжки с радиусом скругления менее 0,3 мм на КИМ VideoCheck. Решением данной задачи стало использование оптоволоконного датчика и координатно-измерительной машины серии VideoCheck Оптоволоконный датчик патентом компании Werth. является Для данной задачи был специально спроектирован L-образный оптоволоконный щуп с двумя сферами: на сгибе и в месте касания с измеряемой деталью (смотри на рисунке сфера 1 и 2). Касание с деталью происходит сферой 2 в то время как сфера 1 находится в поле зрения видеосистемы, которая регистрирует все перемещения в координатной системе машины с учетом всех трех координат. Данный уникальный метод, не имеющий аналогов в мире, позволяет проводить комплексный контроль сложной геометрии поверхности, как поточечными измерениями, так и в режиме сканирования, получая контур для последующей оцифровки. Видео данного измерения можно посмотреть здесь. C момента разработки оптоволоконного датчика, в 1998 году, только компания Werth имеет возможность проводить поточечные измерения оптико-контактным методом отверстий менее 100 мкм., используя щупы с диаметром сферы до 20 мкм ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 20

[close]

p. 3

С помощью оптоволоконного сканирующего L-образного щупа WFP 3D был отсканирован профиль протяжки, определены искомые размеры по чертежу, с возможностью аппроксимации профиля по трем сечениям и определения его пересечения с заданной наклонной плоскостью. Отсканированный контур можно сравнить при помощи программного обеспечения, как с трехмерной моделью, так и двухмерным контуром. Сравнение с двухмерным контуром Сравнение с трехмерной моделью и отображение отклонения измеренного контура в цвете. На протоколе выше отображены необходимые размеры согласно измерительной задаче. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 20

[close]

p. 4

Контроль режущей кромки протяжки, радиус скругления 0,012 мм! Задача 2. Контроль диска на КИМ ScopeCheck MB. Реализована возможность измерения осевого и радиального перекосов, смещения в окружном направлении, угла наклона паза и расстояния от оси диска до базовой плоскости паза без флажка. Определены также такие параметры как: шаг, углы, радиусы скругления и другие параметры Задача 3. Контроль геометрии пера профиля елочного паза. лопатки и охлаждающих каналов. Сканирование контура бесконтактным хроматическим лазерным датчиком (CFP). Уникальная технология, реализованная в конструкции датчика, позволяет проводить измерение прозрачных, зеркальных, шлифованных поверхностей, а также поверхностей с высокой рассеивающей и поглощающей способностью. Видео здесь! ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 20

[close]

p. 5

Сканирование происходит при одновременном вращении поворотно- наклонной оси машины. Поворотно-наклонная ось также задает произвольное положение лопатки в пространстве для корректного измерения каналов. Полученные сканы контура пера лопатки по трем сечениям доступны для расчета. оптической системы и датчика обработки изображения. Благодаря данному принципу работы, прогиб стержня щупа не вносит погрешность в результат измерения. Определение отклонений положения измерительной сферы в горизонтальной плоскости (х,у) осуществляется датчиком обработки изображения (оптика). К измерительной сфере по оптоволокну подводится свет, таким образом обеспечивается возможность измерения глухих отверстий. Характеристики датчика: - датчик работает в паре с моторизованной оптической системой (оптика); - магнитный интерфейс для легкой смены датчика; - измерительное усилие датчика не более 1мкН (уникальные характеристики!); - встроенный в датчик источник освещения регулируется в режиме ЧПУ; - программное обеспечение для автоматического измерения в режиме ЧПУ; - программное обеспечение для калибровки щупа; - длина стержня до 120 мм; - диаметр сферы до 20 мкм. Контроль расположения охлаждающих отверстий оптоволоконным датчиком по сечениям (WFP). Оптоволоконный датчик имеет следующие конструктивные особенности: - стержень щупа служит лишь для позиционирования измерительной сферы. Непосредственное измерение положения сферы осуществляется при помощи встроенной ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 20

[close]

p. 6

Глубина введения щупа: 0 мм. Глубина введения щупа: -0,8 мм. Для решения этой задачи также была использована поворотно-наклонная ось на воздушном подшипнике с сервоприводом в двух направлениях, не имеющая аналогов в мире метрологии! Биение поверхности детали относительно оси вращения компенсируется программным обеспечением. Поворотнонаклонная ось обеспечивает возможность зажима и позиционирования детали в пределах измерительного диапазона машины в двух плоскостях. Машина укомплектована системой измерения угловых перемещений поворота и наклона оси в режиме ЧПУ. Разрешение 1,3'' (опционально - 0,36''). Координаты расположения поворотно-наклонной оси в текущий момент отображаются в программном обеспечении, тем самым добавляется контроль положения детали еще по двум осям.  диапазон вращения - 360˚;  диапазон наклона: от -15˚ до +105˚ (бесступенчатое позиционирование). Глубина введения щупа: -1,6 мм. Диаметр канала ок. 0,5 мм, диаметр сферы ок. 200 мкм. Задача 4. 100% контроль геометрии и поиск скрытых дефектов турбинной лопатки на томографе компании Werth Messtechnik. Решение данной измерительной задачи будет описано в июньском номере нашего журнала, не пропустите! ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 20

[close]

p. 7

Специальный программный модуль для контроля основных параметров турбинной лопатки. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 20

[close]

p. 8

Пневматическая техника линейных измерений Преимущества пневматического метода измерений многочисленны. Эти средства измерений разработаны для использования в производственных условиях, они быстрые и точные. Они просты в использовании и помогают очищать деталь путем выдувания загрязнений. пневмоизмерительных системах сегодня – именно то, что заставляет старые приборы работать – вода в пневмомагистралях. На протяжении многих лет оснастка для пневматических измерений оставалась, в общем, одинаковой: стальные трубки или кольца с прецизионными отверстиями, задающими в процессе измерений зависимость давления от расстояния. При сужении отверстия поток уменьшается, а давление в системе увеличивается. Этот принцип может использоваться для контроля расстояния между пневматическим соплом и поверхностью детали. Отверстия могут компоноваться в сложные конфигурации для отображения пользователю формы или ошибок взаимного расположения. Типичные прикладные задачи включают средний диаметр, конусность, перпендикулярность, межцентровое расстояние и прямолинейность. Такая оснастка с вмонтированными элементами обеспечивает быстрое получение результатов пользователем. В то же время отсчетные устройства пневмоизмерительных приборов, в отличие от оснастки, существенно изменились за последние 50 лет. Первоначально ротаметр состоял из трубки, наполненной водой. Изменения давления воздуха от перекрывания отверстия оснастки вызывало повышение или понижение уровня воды в трубке, и одним из шагов подготовки прибора к измерениям было наполнение трубок. По иронии одним из наиболее существенных источников ошибок в Следующее поколение отсчетных устройств пневмоизмерителных приборов использовало поплавок в конической трубке для индикации потока воздуха через отверстие. Некоторые пневмоизмерительные приборы данного типа все еще можно встретить. Это простая конструкция, которая работает, однако сложно поддерживать ее в чистоте, и она может не удовлетворять некоторым прикладным задачам. Механические показывающие приборы были следующим поколением приборов для контроля расширения и сжатия мембранных коробок при увеличении и уменьшении давления в пневмосистеме. Далее пришли дифференциальные пневмоизмерительные контуры и обеспечили возможность изготовления оснастки и показывающих приборов с высокими техническими характеристиками. Эти системы установили ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 8 из 20

[close]

p. 9

настолько жесткие стандарты, что настройка по одному эталону смогла поместить пневмоизмерительную систему в «золотую середину» зависимости давления от расстояния. Электронные пневматические показывающие приборы обеспечили развитие еще на один шаг. Первые пневмоэлектронные преобразователи использовали линейные дифференциальные преобразователи (LVDT) для контроля положения таких же мембранных коробок, как и в механических приборах. Другие системы использовали кремниевые измерительные преобразователи для контроля изменения давления. Оба метода обеспечивают высокое разрешение и низкую инерционность. В сочетании с электронным измерительным показывающим прибором они делают данное средство измерений более функциональным и обеспечивают динамические функции, которые могут усреднять отсчеты и комбинировать пневматические сигналы для еще более сложных измерений. использовался и используется в настоящее время для контроля качества продукции с целью переноса процесса измерений к месту изготовления детали. Необходимость в использовании трубопроводов и механических или электронных показывающих приборов для пневматических измерений всегда подразумевало достаточно большие габариты отсчетных устройств. Для небольших деталей это не было проблемой: детали могли быть просто перенесены к прибору. Для более крупных деталей оснастка должна была подключаться к шлангу и затем переноситься к детали. Но при этом возникала потенциальная проблема, состоящая в том, что оператор должен был наблюдать за пробкой, помещаемой в деталь, затем поворачиваться для того, чтобы посмотреть на пневматическое отсчетное устройство и интерпретировать значение. Одна из областей, которая не столь активно развивалась до последнего времени – мобильность пневматических средств измерений. Ручной инструмент всегда В последнее время развитие электроники позволило уменьшить габариты пневматических отсчетных устройств. Сейчас на рынке существуют пневматические средства ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 9 из 20

[close]

p. 10

измерений, которые оснащены мобильным отсчетным устройством, встроенным в пневматическую оснастку. С такой конфигурацией пневматическое отсчетное устройство находится непосредственно под обзором оператора, готовое к отсчету и нет необходимости в поиске индикации, как в старых приборах. Аналогично стационарным показывающим приборам, эти мобильные пневматические средства измерений совмещают в себе электронные преобразователи с современными цифровыми индикаторами для обеспечения возможности выбора разрешения, допусков и сбора данных. Считалось, что пневматические измерения достигли своего пика много лет назад. Однако в действительности существует растущий спрос на их применение. Так как допуски стали жестче, часто пневматические измерения остаются единственным выходом, позволяющим оператору провести измерения быстро и легко в производственных условиях. С помощью мобильных пневматических приборов эти измерения теперь могут быть проведены непосредственно на месте изготовления детали. Вы не ошибетесь, если выберете пневматический метод измерений Это вполне естественно, что станочники имеют глубокую симпатию к механическим средствам измерений (СИ). Для станочника работа механического средства измерений не только понятна, но и приятна. С другой стороны, пневматические СИ основываются на действии газообразного вещества, динамику которого трудно (можно так сказать?) осмыслить. Однако пневматический метод измерений обладает многими преимуществами над механическими СИ и должен рассматриваться, как реальная альтернатива для многих прикладных задач. Пневматические средства измерений способны к измерениям деталей с более жесткими допусками, чем механические. Точка принятия решения обычно находится около 0,01 мм; если ваши допуски жестче данного значения, пневматические измерения обеспечивают более высокое разрешение, которое вам необходимо. Механические СИ в лучшем случае могут производить измерения вплоть до 1 мкм, но требуют при этом предельного внимания. Пневматические СИ работают с 1 мкм с легкостью, а некоторые ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 10 из 20

[close]

p. 11

могут проводить измерения с разрешением до 0,1 мкм. Но, предположим, ваши допуски около 0,0025 мм и механический метод измерений мог бы подойти. Пневматика, тем не менее, обеспечивает некоторые преимущества. Струя воздуха под высоким давлением автоматически очищает поверхность измеряемой детали от большинства охлаждающих жидкостей, стружки и абразивной пыли, обеспечивая точность и оберегая оператора от беспокойства по поводу очистки детали. Пневматическое сопло также обеспечивает самоочистку самой измерительной пробки. При этом механические нутромеры с цилиндрической направляющей могут засоряться эмульсионным маслом или СОЖ, и может потребоваться их периодическая разборка для чистки. направляющей подвержены износу. На пневматической пробке нечему изнашиваться, за исключением самой пробки; при этом она имеет настолько большую площадь поверхности, что изнашивается очень-очень медленно. Таким образом, пневматические СИ требуют более редкой настройки по эталону и при работе с задачами, связанными с абразивными материалами, менее часто ремонтируются или заменяются. На некоторых хорошо отполированных или притертых деталях механические наконечники могут оставлять заметные следы. Пневматические измерения, как бесконтактная операция, не оставят рисок на доведенных поверхностях. В некоторых случаях пневматические измерения могут быть более целесообразными для использования на крайне тонкостенных деталях, деталях из мягких материалов и других, требующих осторожного обращения. Непрерывные процессы, как при производстве любого листового проката, прокатного и прессованного профиля, также выигрывают от бесконтактных измерений. Наконечники и внутренние компоненты механических нутромеров с цилиндрической Пневматическое оборудование может экономить время практически для любой измерительной задачи, если она не совершенно простая. Пневматические пробки с отдельными каналами могут производить одновременно несколько измерений на одной детали, например, измерять диаметры в верхней и нижней части отверстия для абсолютных размеров или для контроля конусности. Сопла могут располагаться очень близко друг от друга для измерения близкорасположенных элементов. Существуют (либо могут быть легко разработаны как «специальные») пневматические пробки для измерения широкого разнообразия деталей различной ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 11 из 20

[close]

p. 12

формы, что было бы сложно обеспечить с помощью механического инструмента. Например: сферические поверхности, ступенчатые отверстия, конические отверстия, прямоугольные пазы или профили другой конфигурации. Благодаря относительной простоте конструкции фиксирующих приспособлений, пневматические измерения особенно подходят для относительных, в противоположность размерностным, измерений, таким как, перпендикулярность, конусность, угол скручивания, параллельность и концентричность. В принципе, можно разработать средство измерений с несколькими индикаторами для измерения нескольких размеров с одного установа, например, для измерения диаметров всех опорных шеек под подшипник коленчатого вала. Однако средство измерений, использующее пневматический метод измерений, неизбежно окажется проще в разработке и изготовлении, легче в использовании, дешевле и точнее. Пневматические измерения, однако, тоже не совершенны. Высокий уровень разрешения делает пневматические измерения практически нецелесообразными для использования на деталях с шероховатостью поверхности Ra хуже 1,3 мкм, потому что отсчет усреднял бы выступы и падины поверхности низкого класса чистоты обработки. Наиболее важно, что пневматический метод измерений имеет относительно высокую первоначальную стоимость, поэтому они обычно заказываются для больших партий изделий. Производство чистого сжатого воздуха также достаточно дорого и должно участвовать в расчетах. В целом, однако, пневматические измерения – это быстрый, экономически выгодный выбор для измерения больших партий изделий и/или жестких допусков. Контроль износа цилиндра скважинного насоса Производители подземных скважинных насосов вынуждены искать новые способы контроля износа внутреннего диаметра цилиндра. Цилиндры, некоторые из них длиной до 10 м, должны периодически извлекаться из скважины и контролироваться на чрезмерный износ, вызванный постоянным перемещением плунжера. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 12 из 20

[close]

p. 13

отклонения размера внутри цилиндра. Эти пневмоизмерительные пробки хромированы для обеспечения длительного срока службы, и, в связи с тем, что воздушные сопла утоплены в тело пробки, повредить фактическую измерительную область пробки невозможно, даже если тело пробки сильно изнашивается изза экстремальных условий использования. Ранее для этих целей использовались механические нутромеры, но большая глубина измерений приводила к очень плохой повторяемости позиционирования. Кроме того, из-за постоянного помещения, перемещения и извлечения нутромеров из глубины цилиндра, измерительные наконечники, как правило, изнашивались очень быстро, дополнительно усугубляя погрешности измерений. Во время использования пневмоизмерительная пробка перемещается вдоль насоса с помощью 10-метрового воздушного шланга повышенной прочности, при этом внутренний диаметр исследуется по всей длине. Комплект измерительного прибора включает несколько сменных пневмоизмерительных пробок различных размеров для использования в цилиндрах насосов размером от 1.0000" (25 мм) и различными вариантами отображения информации. Компания Mahr поддерживает на складе перечень некоторых размеров пробок, типовых для нефтяной промышленности, для обеспечения немедленной поставки. Инженеры компании Mahr решили эту проблему и обеспечили значительно более быстрые и более точные измерения, адаптировав универсальную измерительную систему Dimensionair® для решения данной специальной задачи. Система Dimensionair была модернизирована путем расширения диапазона измерений до .010" (0,254 мм) и разработки нескольких типоразмеров пневмоизмерительных пробок для обеспечения точного отсчета действительной величины ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 13 из 20

[close]

p. 14

Компания ЗАО НПФ "УРАН" рада сообщить о специальной акции на ручной измерительный инструмент Mahr (Германия) и Mitutoyo (Япония). Воспользуйтесь нашим предложением и получите высокоточный, качественный ручной измерительный инструмент японского и немецкого производства по очень привлекательной цене. Подробности акций Вы сможете узнать, нажав на кнопки! ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 14 из 20

[close]

p. 15

Интерферометры для измерения отклонения формы деталей производства Trioptics и Mahr Интерферометрами называются приборы, которые используют для измерения различных физических величин интерференцию волн – явление, при котором две волны в результате наложения образуют картину чередующихся максимумов и минимумов (рис. 1). Эта картина позволяет измерять расстояния до объектов, отклонение формы с точностью до сотых долей микрометров. Оптическая схема Тваймана-Грина, представляющая собой интерферометр с двумя плечами (рабочим и опорным), показана на рис. 2. Рис. 1. Пример интерференционной картины Традиционными при определении отклонения формы деталей являются оптические схемы Тваймана-Грина и Физо. Обе схемы являются усовершенствованными схемами интерферометра Майкельсона, каждая из них имеет свои преимущества и особенности. Интерферометры, построенные по другим оптическим схемам, не получили широкое распространение в метрологии и не будут рассмотрены в этой статье. Рис. 2 Схема интерферометра Тваймана-Грина Особенностью данной схемы является разделение опорного и рабочего плеча (участки пути, который проходит свет, отражаясь от эталонной и контролируемой поверхностей), что позволяет уменьшить габариты датчика, а также делает приборы более простыми в производстве и сборке. Особенностью данной схемы является необходимость калибровки приборов перед измерениями с интервалом 2-4 часа в зависимости от скорости изменения внешних факторов (температуры) в помещении, где происходит измерение. Другой оптической схемой для определения отклонения формы деталей, получившей наибольшее распространение, являются схема Физо (рис. 3). Ее отличие от схемы Тваймана-Грина состоит в том, что рабочее и опорное плечо в этой схеме совмещены. Благодаря этому приборы, в основе которых лежит данная схема, обладают большей устойчивостью к ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 15 из 20

[close]

Comments

no comments yet