Журнал НИТ №6 (Сентябрь 2016)

 

Embed or link this publication

Description

ЗАО НПФ "УРАН"

Popular Pages


p. 1

Дорогие Друзья! Мы рады представить Вам новый номер (№6) журнала «Новейшие Измерительные Технологии», по которому многие успели за лето соскучиться. 1 Сентября - замечательный день. День, когда дети переступают порог школы, учебного заведения. Многие из них делают это первый раз в своей жизни. Но, вне зависимости от возраста, цель у всех одна: получить новые знания, новый опыт. Как родители гордятся успехами и достижениями своих детей, так и мы гордимся своей компанией, оборудованием, своими партнерами, с которыми работаем, своим опытом. Ежедневно мы расширяем свой кругозор знаний, получаем новые навыки, чему-то учимся. На страницах нашего журнала мы щедро делимся своими знаниями и опытом с Вами - нашим читателем! Мы всегда рады вашим вопросам, комментариям и отзывам, которые Вы можете прислать на электронный адрес NIT@uran-spb.ru.гu В этом номере вы найдете: Как может быть измерена микрогеометрия?! Высокоточные измерения оптоволоконными датчиками Werth………………………………….…………….….….………... 2 Практические примеры использования микродатчиков………………………..……….………… 5 Широчайшее применение видео измерительных систем……………………………….………...…8 Примеры применения видеосистем ………………………………………………………………....11 Станция для склейки линз MultiCentric производства Trioptics………………………………….. 13 Программное обеспечение MultiCentric Software………………………………………………..... 16 АКЦИЯ! Ручной измерительный инструмент Mahr …….………...……………………………….17 Приглашение на международную специализированную выставку «Оборудование и технологии обработки конструкционных материалов - Технофорум - 2016»………………………………....39 ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 39

[close]

p. 2

КАК МОЖЕТ БЫТЬ ИЗМЕРЕНА МИКРОГЕОМЕТРИЯ?! ВЫСОКОТОЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТОВОЛОКОННЫМИ ДАТЧИКАМИ WERTH. В координатно-измерительной технике далеко не всегда идет речь только об измерении крупных деталей, скорее наоборот: промышленное будущее за миниатюризацией. Вместе с этим и будет расти спрос на микро датчики, при помощи которых могут быть решены такие сложные измерительные задачи. Традиционные контактные датчики. В классических контактных датчиках передача сигнала осуществляется от измерительной сферы через жесткий стержень непосредственно к самому датчику – зачастую пьезо-элемент, либо другому переключающему механизму. Измеряемые точки при этом могут быть собраны либо в поточечном режиме, либо путем непрерывного сканирования. Поскольку каждый прогиб датчика оказывает значительное влияние на результат измерения, каждый производитель датчиков стремиться использовать максимально жесткие щупы, следствием чего являются сравнительно крупные габариты, как самого датчика, так и щупов. Для контроля геометрических параметров мелких деталей, также как и для контроля деталей чувствительных к измерительному усилию (мелкомодульные шестерни, каналы форсунок впрыска топлива, асферические линзы и т.д.) подобные системы пригодны весьма условно. К тому же, чем более миниатюрны компоненты датчика, тем более хрупкими они являются, в особенности сам щуп. Исключается эластичное отклонение, поскольку будет нарушена передача сигнала к датчику от стержня. Высокое измерительное усилие, особенно при малом диаметре измерительной сферы, ведет также к деформации места измерения (локальное продавливание) и тем самым является неприемлемым способом измерения. Таким образом, пригодность использования таких систем с диаметром измерительной сферы менее 0,3 мм на практике весьма условна и ограничена. Оптические датчики предлагают альтернативу. Оптические датчики решают частично измерительные задачи. Датчики обработки изображения, как и лазеры, в силу своих конструктивных особенностей, лишены проблемы измерительного усилия, датчики являются бесконтактными. За счет высокого увеличения, оптическими сенсорами может быть измерена практически любая малая геометрия. Еще одним плюсом оптики является и высокая скорость сканирования, и контроль оператором места измерения. Недостатком данных датчиков является то, что они не могут измерить торцевые поверхности, цилиндрические тела в различных сечениях… 2D-оптико-контактные микродатчики. Принцип работы оптико-контактных датчиков Werth (WFP) основывается на определении позиции сферы щупа посредством оптического датчика. Контактный щуп ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 39

[close]

p. 3

Принцип работы 3D оптоволоконного щупа (3D WFP) состоит из светопроводящего оптоволокна, на конце которого находится измерительная сфера. Свет подается от LED-диода по волокну к сфере, тем самым подсвечивая ее и делая ее хорошо видимой для оптического датчика, стержень же щупа – поскольку лежит вне плоскости фокусировки оптики – остается невидимым. Сфера располагается в центре поля зрения оптического датчика, таким образом измерительный диапазон во всех направлениях одинаков. Во время измерения происходит соприкосновения сферы с контролируемым элементом, вследствие чего сфера отклоняется от своего исходного положения. Отклонение в горизонтальной плоскости (XY) фиксирует оптический датчик и считывает координаты точки. Погрешность касания – на КИМ соответствующей точности – может достигать 0,3 мкм. Измерение таким образом, по сути, происходит оптическим датчиком, а стержень щупа служит лишь для позиционирования сферы. Непосредственное измерение положения сферы осуществляется при помощи встроенной оптической системы и датчика обработки изображения. Благодаря данному принципу работы, прогиб стержня щупа не вносит погрешность в результат измерения. Потому волокно может быть экстремально тонким, диаметр до 10 мкм, при этом диаметр сферы достигает 20 мкм. Этого достаточно, чтобы проводить высокоточные измерения микрогеометрии, а измерительное усилие менее чем 1 мкН исключает возможность повреждения деталей чувствительных к касанию, при этом эластичность оптоволокна практически исключает вероятность его поломки при нормальном использовании. Видео по теме можно посмотреть здесь. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 39

[close]

p. 4

Принцип работы 3D оптоволоконного щупа (3D WFP) Чтобы использовать преимущества оптико- контактных датчиков при проведение объемных измерений, необходимо задействовать третье измерительное направление, задействовав ось Z. Для достижения этого необходимо каким-то образом контролировать перемещение измерительного щупа в вертикальном направлении относительно оптического датчика, что достигается встроенным в оптику лазерным датчиком. Сам щуп фиксируется перед оптикой посредством пружинного элемента спиралевидной формы, который обеспечивает практически равные измерительно усилия (изотропные) по всем направлениям. 3D-оптоволоконные датчики хорошо интегрируются в систему управления КИМ и схожи по управлению с классическими контактными датчиками. В связи с чем эти микродатчики могут измерять 3D геометрию практически любой сложности, как в поточечном режиме, так и в режиме сканирования. Сканирование при этом может осуществляться по любой траектории как заданной, так и произвольной, в том числе при одновременном использовании с поворотной осью. Видео по теме можно посмотреть здесь. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 39

[close]

p. 5

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОДАТЧИКОВ. уникальные решения даже для самых сложных нестандартных измерительных задач. Для контроля протяжек был разработан щуп специальной формы, позволяющий проводить сканирование профиля протяжки в разных сечениях. (Более подробное описание щупа и процесса измерения можно найти в майском номере журнала НИТ). Погрешность датчиков достаточна для проведения калибровки эталонов. Координатно-измерительная КИМ Werth VideoCheck UA с оптоволоконным датчиком 3D WFP используется для проведения калибровки эталонов в национальном немецком институте метрологии PTB. 3D WFP и L-образный щуп. 0.25 Messabweichung [µm] 0.125 0 -0.125 -0.25 1 Einmessposition Prüfposition 9 17 25 Position Протокол калибровки оптоволоконного датчика 3D WFP (погрешность 0,25+L/600). Индивидуальный подход к решению измерительных задач позволяет создавать Сканирование профиля. Видео по теме можно посмотреть здесь. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 39

[close]

p. 6

Сравнение результатов сканирования с заданным профилем, либо проведение прямых измерений на контуре. Измерение профиля паза микровалков. Задачи для 2D оптоволоконного датчика. Контроль взаимного расположения охлаждающих отверстий диаметром ок. 0,5 мм оптоволоконным датчиком Глубина паза: 140 мкм Ширина паза: 80 мкм Радиус: 30 мкм VideoCheck FB с поворотно-наклонной осью и 2D-оптоволоконным датчиком. ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 39

[close]

p. 7

Измерение геометрии канала топливной Измерение мелкомодульных зубчатых форсунки. колес. Измерение геометрии зубчатого колеса с модулем 0,2 и диаметром менее 2 мм Сравнение с 3D CAD моделью… Профиль канала, полученный при сканировании оптоволоконным датчиком. Видео по теме можно посмотреть здесь. …либо представление результатов в виде протокола с расчетом всех основных параметров колеса (допуск на радиальное биение зубчатого венца, допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса, отклонение шага зацепления, допуск погрешность направления зуба и т.д.) ЗАО «НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 39

[close]

p. 8

ШИРОЧАЙШЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ВИДЕО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Видео измерительные системы нашли широкое применение во всех отраслях промышленности: машиностроительной, электронной, медицинской, авиационной и многих других. Эти системы применяются повсеместно, в том числе и как замена отечественных микроскопов ДИП, УИМ, отличаясь большими возможностями, удобством и производительностью. - интуитивнопонятный интерфейс программного обеспечения Metlogix M3 (универсальное и самое распространённое ПО для видеосистем) обеспечивает простоту работы, высокую производительность и полноценное хранение и вывод данных в виде протокола. В зависимости от подобранной системы подсветки приборы могут решать самые различные измерительные задачи, например: - светодиодное кольцевое освещение, дающее рассеянный свет обеспечивает высокую яркость и хорошую цветопередачу. Основные особенности и преимущества: - вместо окуляров теперь сенсорный ПК с высокопроизводительным программным обеспечением; - не требуется производить точное позиционирование и настраиваться на размер, измерение происходит автоматически при касании курсором (пальцем) измеряемого участка профиля; - диаметры, радиусы, дуги измеряются не только по «трём точкам», но и по всему сканированному контуру благодаря встроенному кромкоискателю. - направленное коаксиальное освещение (прямо через объектив) решает задачи на бликующих деталях (КМД и др.), давая возможность более детально рассмотреть саму поверхность детали. Поверхность КМД с соосной подсветкой и без неё Поверхность пластика с соосной подсветкой и без неё 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 8 из 39

[close]

p. 9

- светодиодное кольцо с 4-я или 8-ю независимыми сегментами позволяет использовать подсветку под различными углами, что полезно для правильного поиска кромки (исключая тень от перепада поверхностей и др.). - телецентрическая (соосная) подсветка проходящим светом (нижняя подсветка с параллельным ходом лучей) улучшает возможность измерения деталей в центрах, призмах и т.п. Особенно важно её использование при измерении осесимметричных деталей, позволяя осуществлять более чёткую фокусировку на кромках. Благодаря продуманной концепции, система может подбираться под конкретные производственные задачи. Видео микроскопы изготавливаются с различными измерительными диапазонами, от 100х100 мм и до самых больших размеров, например 1200х1500 мм. Помимо этого, системы делятся на: - ручные; - ЧПУ (CNC); - ЧПУ с контактным датчиком. С телецентрической подсветкой и без неё - возможность использования контактного щупа Renishaw совместно с оптикой! Значительно расширяются измерительные возможности системы, приближая её к координатно- измерительной машине. Зуммированный объектив (увеличение 0,7 – 4,5х) совместно с линзами позволяет получить увеличение на экране до от 16 до 450 крат. Помимо визуального контроля это так же может послужить хорошим «зрительным профилографом», позволяя сличать рисунок шероховатости на мере с поверхностью детали. ЧПУ видео измерительная система ARCS 1200х1500 мм Одновременное использование оптики и контактного щупа Одновременное использование оптики и контактного щупа 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 9 из 39

[close]

p. 10

Работа с DXF файлами Современные видео измерительные микроскопы позволяют работать с CAD моделями, сравнивая реальный профиль детали с номинальным профилем, загруженным в DXF формате. 1 этап Для каждого DXF файла, предварительно составляется измерительная программа. Открывая этот файл, загружается определенный список измерений и порядок действий в виде пошагового алгоритма. Размещаем деталь на рабочей поверхности стола. 2 этап Размещение детали на столе может быть произвольным, благодаря тому, что в начале измерения по программе, первым пунктом мы производим базирование. За «базу» можно взять габаритные размеры детали (грани) или любые элементы, наверняка характеризующие реальное расположение детали (в данном примере этот элемент – паз). На CAD модели так же указываются допуска на каждый размер. 3 этап ЧПУ системы производят измерение всех элементов автоматически. Ручные системы при помощи встроенных подсказок пошагово проводят оператора по каждому пункту программы. В результате выводится протокол измерений с графическим и табличным отображением полученных результатов. В протоколе отображаются реальные размеры каждого элемента с указанием допуска (в плюс или минус). 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 10 из 39

[close]

p. 11

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ Измерение геометрии фильтрующей сетки Штампованные компоненты Измерение соосности диаметров зубчатых колес Уплотнительная прокладка Визуальный контроль сложных печатных плат Ширина дорожки печатной платы Микросхемы Резисторы, диоды, конденсаторы и др. 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 11 из 39

[close]

p. 12

Микрошестерни и микроэлементы часов Крепежные аксессуары Как видно из примеров применения, измерительные задачи могут быть самыми различными и для многих из них требуется различная крепежная оснастка. Но не стоит выбирать видео систему, основываясь на выпускаемых этой компанией аксессуарах. Сейчас на рынке измерительного оборудования есть компании, выпускающие специальные универсальные крепежные аксессуары, например ф. DK (Германия). Этой компанией выпускается универсальный крепёж для надежной фиксации деталей на рабочих столах КИМ и видео систем. Это прижимные планки, призмы, центра, прижимы, наклонные центра (для измерения калибров), поворотные оси и многое другое. Аксессуары подходят к большинству систем на рынке и широко используются для решения различных измерительных задач. В медицинской промышленности видео измерительные системы нашли широкое применение. Винты для имплатнов, форма имплантов, контроль протезных форм, иглы и катетеры и многое другое. Прижимные планки Призмы и центра Детали зажатые в центрах и призмах Режущая пластина. Контроль геометрии изнашивающихся частей инструмента Ручная поворотная ось Набор тисков и штативов 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 12 из 39

[close]

p. 13

СТАНЦИЯ ДЛЯ СКЛЕЙКИ ЛИНЗ MULTICENTRIC ПРОИЗВОДСТВА TRIOPTICS Задачи, связанные со склейкой линз, встречаются практически на любом оптическом производстве. При этом для обеспечения качества изображения, воспроизводимого изделием, необходимо, чтобы при склейке оптические оси двух склеиваемых линз находились на одной прямой, или, другими словами, погрешность центрирования при склейке отсутствовала. Основные технические характеристики станции: - диаметр склеиваемых линз – от 5 до 150 мм; - время склейки менее 10 с; - погрешность измерения децентрировки – не более 0,1 мкм; - погрешность склейки – не более 2 мкм. Почему время склейки составляет всего 10 секунд? Конструкция станции имеет несколько уникальных решений: 1. Измерительный блок оснащен колонной с тремя автоколлиматорами для одновременного измерения положения трех поверхностей. Это избавляет оператора от необходимости последовательно перемещать один автоколлиматор к каждой автоколлимационной точке и значительно сокращает время измерения. Для успешного решения этой задачи Trioptics предлагает новую станцию для склейки оптики, позволяющую склеивать линзы менее чем за 10 секунд с остаточной погрешностью менее 2 мкм. 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 13 из 39

[close]

p. 14

2. Модуль для автоматической центрировки линз оснащен манипуляторами с пьезодвигателями, которые быстро и точно выставляют положение верхней линзы относительно нижней в автоматическом режиме. 4. УФ светодиоды обеспечивают быстрое отвердевание клея, надежно фиксируя положение линз относительно друг друга за считанные секунды. Как работает станция 1. Оператор наносит клей на поверхность первой (нижней) линзы, размещает на ней вторую (верхнюю) линзу и, удалив излишки клея, устанавливает будущую склейку на пластиковом патроне, зафиксировав при помощи вакуума и ограничительных винтов. 3. Технология «Smart Align» («Умное выравнивание») обеспечивает совмещение склеиваемых линз вдоль одной оптической оси, избавляя от необходимости точно настраивать положение первой (нижней) линзы. На приведенном ниже скриншоте показана технология Smart Align в действии; красным крестом отмечено текущее положение одного из центров кривизны, желтым крестом – рассчитанное программой положение, в которое необходимо сместить линзу. 2. Две совмещенные линзы устанавливают на пластиковом патроне и опускают прижимающую рамку с пьезоманипуляторами. Благодаря ограничительным винтам в основании патрона все последующие линзы данного типа можно без труда установить в это же положение. 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 14 из 39

[close]

p. 15

3. Запускают программу склейки. Для склейки первых деталей в серии потребуется создать оптическую схему, после чего программа автоматически рассчитает координаты автоколлимационных точек, определит величину децентрировки каждой поверхности, совместит оптические оси двух линз и зафиксирует их положение при помощи ультрафиолетовых светодиодов. Таким образом, для склейки последующих деталей в серии потребуется нажатие одной кнопки в программе! На рисунках ниже показано положение линз перед выравниванием и после выравнивания в момент фиксации светодиодами. Схематично процесс выравнивания показан на рисунке ниже. 1- измерительный блок, оснащенный тремя автоколлиматорами (показан условно); 2- оптическая ось нижней линзы; 3- оптическая ось верхней линзы; 4- ось вращения; 5- воздушный подшипник с пластиковым патроном и креплением модуля для центрировки; 6- ось вращения. В результате смещения верхней линзы относительно нижней оптические оси склеиваемых линз совмещены. При этом еще раз отметим, что выравнивание нижней линзы (относительно оси подшипника) не требуется, что значительно сокращает время склейки. Видео по теме Вы можете посмотреть здесь. 198099, Россия, Санкт-Петербург, Промышленная ул., д. 5 http://www.uran-spb.ru e-mail: info@uran-spb.ru т/ф (812) 335-09-75 т/ф (812) 335-09-76 Стр. 15 из 39

[close]

Comments

no comments yet