Журнал НИТ №5 (Июнь 2016)

 

Embed or link this publication

Description

ЗАО НПФ "УРАН"

Popular Pages


p. 1

Дорогие коллеги! Мы рады представить Вашему вниманию наш новый (№5) журнал «НИТ», в котором Вы найдете много интересной информации: - о компьютерной томографии, - о методах измерения турбинных лопаток, - об оптических измерениях и многом другом. Поздравляем Вас с долгожданным летом и желаем много солнечных дней и хорошего отдыха! В связи с отпусками наш следующий номер (№6) выйдет 1-го сентября. Мы ждем от Вас комментарии, вопросы, Ваши статьи по адресу Nit@uran-spb.ru. Мы с удовольствием опубликуем их в наших следующих номерах. С уважением Коммерческий директор ЗАО НПФ «Уран», главный редактор журнала «НИТ» Лоскутов А.А. Содержание номера: Компьютерная томография – современное решение в мире метрологии Измерение параметров «замка» и «пера» турбинных лопаток на контурографах ф. Mahr Измерение параметров «замка» турбинных лопаток на видеосистемах ф. Starrett Акции на высокоточные системы ф. Mahr Оценка оптических параметров линз и объективов при помощи приборов серии OptiSpheric Основные технические характеристики приборов серии OptiSpheric Цифровой штангенциркуль как швейцарский армейский нож Специальные цены на высокоточный ручной инструмент ф. Mahr ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 36

[close]

p. 2

Уважаемые дамы и господа, Мы были рады видеть всех вас на нашем стенде на выставке Металлообработка 2016. Было очень приятно увидеть наших старых коллег и познакомиться с новыми. Мы постарались продемонстрировать возможности наших систем, в том числе и на ваших деталях. Естественно, в условиях выставки не все измерения возможно провести с наивысшей точностью, поэтому мы всегда будем рады видеть Вас в нашем выставочном зале! Мы очень довольны результатами выставки и будем рады снова увидеть Вас на нашем стенде в будущем году! ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 36

[close]

p. 3

Компьютерная томография – современное решение в мире метрологии! Контроль качества является TomoScope®200, с интегрированным неотъемлемой частью производственного рентгеновским датчиком сделала возможным процесса в любой промышленной сфере, проведение быстрых, полноценных и именно качество – важнейший критерий высокоточных измерений всех параметров надежной и безотказной работы изделия. К деталей с объемной погрешностью (4,5+L/75) сожалению, традиционные методы мкм. неразрушающего контроля, незаменимые при В настоящее время модельный ряд исследовании изделий простейшей формы томографов компании включает в себя как (листовой металл, трубы…) не могут сравнительно компактные модели для контроля обеспечить в необходимой степени контроль небольших изделий, например, из пластмассы, внутренней структуры изделий сложной формы так и модели, позволяющих производить либо сборных конструкций. Решение этой измерение сложных, крупногабаритных задачи появилось с открытием таких объектов, таких как блок автомобильного технологий как рентгенография (компьютерная двигателя. томография - КТ). С 90-х годов компьютерная томография стремительно развивалась и активно применялась для проведения неразрушающего контроля деталей, но только в последнее десятилетие стало возможным применение томографии в метрологических целях. Промышленные томографы обеспечивают высокую точность измерения, позволяют осуществлять контроль сложных геометрических форм, а также проводить исследование внутренней структуры деталей без её разрушения. Данные системы в настоящее время являются очень востребованными в промышленности ввиду их возможностей, высокой точности и универсальности. Особую универсальность могут Для полноценных и точных измерений обеспечить томографы компании Werth габаритных деталей с высокой плотностью (Германия). Компания, основанная в 1951 году, (алюминий, сталь, титан, эластомеры, специализируется на производстве оптических, гибридные искусственные материалы, керамика мультисенсорных высокоточных координатно- и др…) компания Werth предлагает измерительных машин (КИМ) и томографов. TomoScope® HV Compact. Впервые представленная в начале 2005 года мультисенсорная КИМ – Werth ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 36

[close]

p. 4

Как и все КИМ компании Werth, TomoScope® HV Compact обладает модульной конструкцией. Эти машины в зависимости от назначения могут оснащаться источниками рентгеновского излучения различной мощности от 225 кВ до 450 кВ. Возможно применение двух источников рентгеновского излучения с их автоматической сменой. Машина позволяет производить измерения деталей диаметром до 327 мм и длиной до 480 мм с погрешностью измерения Е3: (4,5+L/75) мкм. Задача 1. 100% контроль геометрии турбинной лопатки на томографе компании Werth TomoScope HV, контроль толщины стенок и поиск срытых дефектов. Выбор сечения по измеренному облаку точек и проведение измерений. Измерение профиля пера лопатки в сечении. Программный модуль для автоматического расчета толщины стенок лопатки. Отличительные особенности применения компьютерной томографии в промышленности. Принцип работы. Деталь, расположенная на поворотном столе, просвечивается рентгеновскими лучами. Детектор преобразует рентгеновскую картинку в цифровую 2D картинку. Измеряемый объект, вращаясь на 360˚ вокруг своей оси, создает множество рентгеновских изображений различных положений детали. Затем полученные изображения оцифровываются, тем самым осуществляется создание 3D (объемного) изображения измеряемого объекта. После этого измеренные ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 36

[close]

p. 5

точки просчитываются, создается геометрия поверхности детали и внутренних элементов. Задача 2. Контроль геометрии турбинной лопатки по сечениям, поиск внутренних дефектов. Измерение проведено на томографе TomoScope® HV Compact компании Werth. Напряжение трубки – 225 кВ. Деталь вращается в лучах рентгеновского излучения Воссоздание объемного изображения детали из отдельных 2D изображений. Полученное таким образом облако точек (STL-модель) готово для измерения, исследования на внутренние дефекты, функционального анализа и т.д. 130кВ 150 кВ 190 кВ 225 кВ 450 кВ Сталь/ керамика до 5 мм до 8 мм до 25 мм до 40 мм до 70 мм Алюминий до 30 мм до 50 мм до 90 мм до 150 мм до 250 мм Пластик до 90 мм до 130 мм до 200 мм до 250 мм до 450 мм Таблица 1 – взаимосвязь между напряжением рентгеновской трубки томографа, габаритами измеряемого объекта и его материалом (данные являются только ориентировочными). «Живое изображение» лопатки, получаемое в результате сканирования СТ-датчиком. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 36

[close]

p. 6

Автоматический расчет STL-модели лопатки (облако точек) в ПО WinWerth. Постороннее включение в теле лопатки – пузырек воздуха. Видео по расчету лопатки можно посмотреть здесь - https://youtu.be/f5xFpDeyORo Выбор сечения (произвольный) на измеренном облаке точек и проведение измерений (см. рисунок ниже). ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 36

[close]

p. 7

Задача 3. Контроль геометрии, поиск скрытых дефектов, сравнение с 3D CAD – моделью. Исследуемый материал – пластик и резина. Контролируемая деталь измерительном столе томографа Werth. Произвольный выбор сечения для контроля. на Внутренние дефекты – пузырьки воздуха. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 36

[close]

p. 8

Выбор сечения по измеренному облаку и проведение измерений. Сечение выбирает оператор в зависимости от измерительной задачи! Сравнение облака точек (STL) с 3D CAD моделью. Измерение по STL модели (для наглядности корпус посредством ПО сделан прозрачным). Выделение измеренных элементов разной плотности цветом. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 8 из 36

[close]

p. 9

Задача 4. Поиск скрытых дефектов контактного узла в сборе. Наглядное разделение материала по его плотности, при помощи стандартного ПО. Автоматический поиск, анализ усадочных раковин и их классификация. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 9 из 36

[close]

p. 10

Преимущества и особенности Классическая томография. Томография Werth. томографов компании Werth. Состояние современной науки и техники таково, что технология рентгеновской томографии может обеспечить погрешность измерения порядка 50 мкм (5-20 мкм с математической корректировкой). Только 2 С использованием высокоточной компания Werth, имея специальные механики и математической запатентованные технологии и методики, корректировкой (погрешность порядка 5 -20 может обеспечить погрешность измерения мкм): 2,5-4,5 мкм и высокую повторяемость результатов измерения. Такую прецизионную погрешность может обеспечить технология мультисенсорности, обеспечивающая Автокорректировку (патент) результатов измерения. 3 Благодаря Werth Auto-Korrektur Механические элементы, создающие можно проводить измерения с основу томографов Werth, заимствованы с погрешностью 2,5 -4,5 мкм: проверенных временем классических КИМ компании Werth. Это обеспечивает им высокую производительность, надежность и точность. Наряду с рентгеновским сенсором могут быть установлены также и другие датчики. Так, например, могут быть установлены традиционные датчики касания, Специальные система обработки изображения (оптический обработки. методы измерений и датчик), лазерные датчики или оптоволоконный датчик, что открывает ряд дополнительных возможностей. Еще одним преимуществом является то, что дополнительные сенсоры КИМ монтируются на независимых осях, что позволяет расположить сенсоры вне рабочего диапазона рентгеновских лучей. Еще большая универсальность измерений достигается, если измерительные оси оснащаются наклонными и поворотно-наклонными механизмами со сменными датчиками. 1 Томография для исследовательских задач (погрешность порядка 50 мкм): - 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 ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 10 из 36

[close]

p. 11

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 рентгеновского источника-сенсора (либо предметного стола с измеряемым объектом) на координатных осях. 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, повышается общее разрешение получаемых данных. 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. Растровая томография. Так, к примеру, для TomoScope HV 500, измерительный диапазон с 330х360 мм может быть увеличен в стандартном исполнении до 658х500 мм и более по дополнительному запросу. - спиральная томография (Helix-CT) данная технология позволяет минимизировать искажения, обусловленные угловой траекторией распространения лучей (конусообразная траектория). без корректировки (размытие) ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru с корректировкой (Helix-CT) Стр. 11 из 36

[close]

p. 12

- 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. - мульти локальная томография (Multi-ROICT) локальная томография (ROI-CT). Без ROI-CT Мульти локальная томография. Пространственный анализ нескольких ROI- областей (например с определенным шагом) Эксцентриситетная томография – ПАТЕНТ! Запатентованый способ, при котором ось томографа во время вращения детали 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). - субвоксели (патент) C использованием ROI-CT ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 12 из 36

[close]

p. 13

Чтобы из полученного в результате измерения облака точек можно было рассчитать размеры деталей, требуется точно определить границы перехода материала (например, металл-воздух). Для этого воксель разбивается на субвоксели и методом линейной интерполяции определяется точные координаты границ перехода и кромок детали. Существует множество альтернативных методов расчета и алгоритмов определения кромок, но следует учитывать, что данные методы имеют существенное влияние на погрешность измерения. результаты измерений; h – получение корректного результата Автокорректировка (патент) - автокорректировка (патент) Прохождение рентгеновских лучей сквозь объекты, при определенных условиях, приводит к появлению искажений, величина которых зависит от материала и геометрии детали. За это отвечают ряд физических эффектов, таких как фотоэффект, эффект Комптона, геометрия детали и др. Эти погрешности могут быть частично исправлены аналитическим методом, но остается системная погрешность, которая не позволяет проводить измерение деталей с низкой погрешностью. Мультисенсорность позволяет существенно снизить данную погрешность. Принципиальная схема работы Автокорректировки представлена на рисунке ниже: a – образцовая деталь; b – результаты измерения рентгеновским датчиком (значения слишком искажены); c – измерение образцовой детали оптическим или контактным датчиком; d - расчет поля корректировки (показано только для одной плоскости); e – сохранение поля корректировки для последующих измерений; f – измерение деталей; g – наложение поля корреткировки на - Мультиспекторная томография. Деталь, состоящая из разных по плотности материалов (пластик, металл), измеряется в рамках одного измерения в разных спектрах, более «жестким» для металла и «мягким» спектром – для корректного измерения пластика. При помощи программного обеспечения получается единое, корректное изображение без искажений, засвеченных областей и т.п. + А также: ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 13 из 36

[close]

p. 14

- выделение измеренных элементов разной плотности цветом. На STL моделе при помощи стандартных средств ПО WinWerth. Конкурентные томографов Werth: преимущества - томографы Werth - это полноценные КИМ с гранитным основанием, направляющими и высокоточными шкалами, применяемыми в КИМ; - погрешность измерения до 2,5+L/150 мкм; - повышение контрастности - излучение не превышает нормы слабоконтрастного изображения; установленные СанПиН 2.6.1.1192-03; - мультисенсорность (ПАТЕНТ) обеспечивает универсальность использования машин; - автокорректировка результатов измерения томографии (ПАТЕНТ) – значительно снижает погрешность измерений; - локальное выделение субвокселей (ПАТЕНТ) для точного определения границ перехода материалов (например деталь-воздух…) - снижение погрешности; - растровая томография (ПАТЕНТ) - увеличивает диапазон измерения и разрешение; - мульти-локальная томография (ПАТЕНТ) для снижения времени измерений и сокращения файла данных; - WinWerth - единое ПО, единые методы для работы с результатами измерений, для обработки результатов. Весь функционал доступный в классических машинах, применим и в томографии - и другие опции, технологии, патенты и уникальные решения… - расчет объема измеренной детали. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 14 из 36

[close]

p. 15

Измерение параметров «замка» и «пера» турбинных лопаток на контурографах ф. Mahr Контурографы и контурографыпрофилографы ф. Mahr благодаря своим уникальным функциям, позволяют производить измерения основных параметров турбинных лопаток различного диапазона. Специальный Т-образный щуп LP T 16-20-5_47 подобранный для конкретной лопатки Эти щупы дают возможность измерения верхнего и нижнего профилей за одно измерение, с одновременным контролем всех параметров шероховатости поверхности. Перепад профиля может достигать до 50 мм! Измерение верхнего профиля замка на LD 120 Процесс измерения замка турбинной лопатки Результаты измерения замка турбинной лопатки с одновременным контролем шероховатости Такие геометрически сложные элементы как «замок» и «перо» могут быть полноценно измерены при помощи использования Тобразных щупов. Геометрия таких щупов может быть различной и под каждую измерительную задачу можно выбрать наиболее подходящий из каталога. Результаты измерения прибором LD 130 с одновременным измерением шероховатости в любом месте перепада профиля Используя специальную измерительную колонну ST 750 D (со встроенной шкалой) эти системы максимально расширяют свои измерительные возможности и позволяют контролировать диаметры до 620 мм. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 15 из 36

[close]

Comments

no comments yet