Журнал НИТ №6 (15) (Сентябрь 2017)

 

Embed or link this publication

Description

Журнал НИТ №6 (15) (Сентябрь 2017)

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. Закончился период отпусков, и мы снова готовы радовать вас новыми выпусками нашего журнала! С наилучшими пожеланиями Главный редактор журнала НИТ, коммерческий директор ЗАО НПФ «Уран» Лоскутов А.А. В этом номере вы найдете: Контроль зубчатых колес на КИМ Werth..............…..………………………………….....…..….....2 Измерение различных типов резьбы на системах MarSurf ф. Mahr………………….……….…..11 Сборка объективов на приборах серии OptiCentric при помощи технологии SmartAlign.…..15 Трехмерные оптические измерения и анализ поверхности в медицинской технологии на приборах фирмы NanoFocus ………………………………………………………………..…….19 История развития линейно-угловых измерений за последние 50 лет….…………………………...23 Метрология. Любое измерение - сравнение (статья от Всезнайки)………......…………………….30 Информация о выставке EMO Hannover…………..……….…...………………….…………….….32 ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 32

[close]

p. 2

Контроль зубчатых колес на КИМ Werth. Зубчатое колесо или шестерня — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической по верхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо называть шестернёй, а большое — колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестернями. Зубчатые колёса обычно используются парами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента и числа Цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо. оборотов валов на входе и выходе. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение — механическая мощность — останется неизменным. Данное соотношение Цилиндрическое косозубое зубчатое колесо. справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств. Виды зубчатых колес: - цилиндрические; - конические (гипоидные как разновидность конических); - червячные; - колеса с круговым зацеплением (передача Новикова) и пр. В зависимости от формы продольной линии зуба: прямозубые, косозубые, шевронные. Червячная передача ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 32

[close]

p. 3

Основные параметры зубчатых колес. (на примере цилиндрического прямозубого колеса). КИМ Werth, используемые для контроля зубчатых колес. Зубчатое колесо может быть измерено на любой координатно-измерительной машине Werth. Для решения конкретной задачи требуется подобрать лишь нужный измерительный диапазон, погрешность и комплектацию машины. Так, к примеру, для контроля косозубых колес требуется установка поворотной оси, а для контроля мелкомодульных колес (модуль 0,4 и менее) требуется оптоволоконный датчик и т.д. m = модуль колеса (m=d/z) z = количество зубьев da = диаметр по вершинам выступам) df = диаметр по впадинам d = делительный диаметр b = толщина зубчатого венца db = основной диаметр haP = высота головки зуба hfP = высота ножки зуба s = толщина зуба x*m – коэф. смещения профиля зубьев (по Измерение косозубого колеса на КИМ VideoCheck FB с поворотной осью. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 32

[close]

p. 4

Подробнее про оптоволоконные датчики можно прочитать в нашем журнале НИТ за сентябрь 2016 года на нашем сайте, либо пройти по ссылке. Отдельно стоит упомянуть особые серии вертикальных машин Werth VideoCheck V ScopeCheck V (см. ниже), специально разработанных для контроля тел вращения, режущего инструмента, валов и т.д. Машины оснащены вертикальной поворотной осью, которая служит для зажима детали и ее вращения вокруг оси. Ось оснащена системой отсчета угловых перемещений. Сканирование колеса оптоволоконным датчиком. Показан общий вид датчика и колеса (верхнее изображение) и вид с экрана монитора (показан зуб и сфера датчика). ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 32

[close]

p. 5

Зубчатые колеса также могут быть измерены и на томографах Werth. Измерение зубчатых колес на валу (показаны варианты КИМ с контактным и оптическим датчиками). Томограф TomoScope XS – новинка 2017 года (подробную информацию про машину можно найти в нашем майском номере Журнала НИТ за 2017 год, либо пройдя по ссылке). Одним из преимуществ измерений на томографе является то, что помимо самих измерений, т.е. получения численных значений основных параметров колеса, также можно провести исследование на наличие внутренних дефектов. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 32

[close]

p. 6

Расчет параметров по контуру колеса. Поиск скрытых дефектов. Выявленные дефекты. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 32

[close]

p. 7

Методы измерения зубчатых колес. Компания Werth предлагает три возможных варианта решения данной задачи: - проведение прямых измерений при помощи стандартного ПО WinWerth (без дополнительных опций); - измерение по 3D CAD модели; - измерение при помощи специализированного программного модуля - GearBundle. Рассмотрим основные преимущества и недостатки каждого из методов в отдельности. Измерение при помощи стандартного программного обеспечения КИМ WinWerth. Какие зубчатые колеса можно измерить: - любые (учитывая соответствующие датчики, к примеру, оптоволокно для мелкого модуля, поворотная ось для косозубых колес и т.д.) Какие параметры: - диаметр по вершинам, диаметр по впадинам, диаметр по роликам (используя дополнительные построения), толщина зуба, угол, шаг (а также прочие параметры, требующие дополнительных расчетов от оператора…). Преимущества: - универсальность метода; - отсутствие необходимости приобретении дополнительного ПО; в - возможность измерить любой «спец. параметр». Недостатки метода: - проведение всех операций в ручную: измерение, построение дополнительных элементов и расчет; - трудоемкость; - влияние оператора; - сравнительно большое время измерения. Сканирование колеса при помощи оптоволоконного датчика можно посмотреть здесь. Пример расчета контура колеса см. на предыдущей странице. Измерение при помощи 3D CAD модели КИМ WinWerth. Какие зубчатые колеса можно измерить: - любые (учитывая соответствующие датчики, к примеру, оптоволокно для мелкого модуля, поворотная ось для косозубых колес и т.д.) Какие параметры: - диаметр по вершинам, диаметр по впадинам, диаметр по роликам, толщина зуба, угол, шаг (а также прочие параметры, требующие дополнительных расчетов от оператора…); - проведение прямых сравнений измеренного контура (облака точек) с CAD моделью. Преимущества: - простота метода (написание программы происходит без непосредственного управления ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 32

[close]

p. 8

машиной, а только при помощи ПО и CAD модели); - простота визуального контроля при совмещении модели и измеренного контура/облака точек – не требует от оператора дополнительных знаний; - возможность измерить «спец. параметр». Недостатки метода: - необходимо наличие модели; - проведение части операций в ручную: построение дополнительных элементов и расчет; - сравнительная трудоемкость; - влияние оператора (на расчетную часть и вычисления); - сравнительно большое время измерения (в случае дополнительных расчетов и построений). Облако точек 3D CAD Model Модель, совмещенная с облаком точек. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 8 из 32

[close]

p. 9

Измерение при специализированного модуля GearBundle. помощи программного Какие зубчатые колеса можно измерить: - теоретически любые, но в настоящий момент действуют некоторые ограничения, к примеру, по измерению конических зубчатых колес. Какие параметры: • Кинематическая точность: • допуск на радиальное биение зубчатого венца (Fr) • допуск на колебание измерительного межосевого расстояния • допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса (Fp) • Плавность работы: • отклонение шага зацепления (fpb) • погрешность профиля зуба (ff) • длина общей нормали (W) • Контакт зубьев: • допуск погрешность направления зуба (Fß) • Общие параметры: • диаметр зубчатого колеса по роликам (М) • делительный диаметр (d) • основной диаметр (db) • и т.д. Преимущества: - простота метода (полностью отсутствует необходимость дополнительных построений, расчетов и т.п.); - полная автоматизация процесса измерения; - высокая производительность. Недостатки метода: - отсутствует возможность измерить спец. параметр по желанию заказчика; - не все виды зубчатых колес поддерживаются (например, конические колеса). • GearBundle – программный модуль, встраиваемый в ПО WinWerth, для измерения зубчатых колес (прямозубых, косозубых, с наружным и внутренним зацеплением, зубчатых колес на валу и зубчатых венцов, червячных колес и пр.) • Простое измерение при помощи КИМ. Для измерения необходимо: - задать базу на измеряемом колесе; - ввести исходные данные на конкретное колесо (тип колеса, кол-во зубьев, модуль, наружный диаметр, диаметр по впадинам…); - в окне контролируемые параметры выбрать необходимые и ввести заданные допуска, либо выбрать класс точности; - далее программа выполнит все измерения в автоматическом режиме и сформирует протокол измерений. Измерения проводятся для прямозубых колес контактным датчиком (либо оповолоконным) без поворотной оси, для косозубых требуется поворотная ось. Программа позволяет измерять колеса: - диаметром от 1мм до * мм; - с числом зубьев от 2 ; - модулем от 0,1; - углом зацепления от 10° до 40°, - смещением профиля от 0 до ±2; - углом наклона зубьев от 0° до 85° ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 9 из 32

[close]

p. 10

Для контактного датчика Renishaw минимально возможный модуль 0,4 (при условии, что толщина колеса не более ~ 2 мм, в противном случае необходимо использовать оптоволоконный датчик WFP). Программное обеспечение GearBundle может быть установлено на любую КИМ Werth с контактным/оптическим датчиком. *- максимальные размеры ограничены диапазоном измерения КИМ. Пример измерения зубчатого колеса. конического Данный вид зубчатых колес можно измерить двумя способами: - на классической/вертикальной КИМ Werth при помощи стандартного ПО; - на томографе Werth. Не важно каким датчиком (оптическим, контактным, оптоволоконным либо томографическим….) будет получен контур детали (зубчатого колеса). Расчет и анализ его происходит в одном программном обеспечении с использованием единых инструментов. Облако точек, полученное на томографе и построение секущих плоскостей под прямым углом к зубу, при помощи стандартного ПО. Второй вариант измерения – сканирование и расчет при помощи стандартных средств ПО на классической КИМ. Видео с измерением данного типа колес можно посмотреть, пройдя по ссылке Задачей данного измерения было определение толщины зуба и угла наклона относительно оси центрального отверстия. Таким образом, подводя итог можно сказать, что в силу ряда объективных факторов, не существует одного простого и легкого решения, способного решить любые задачи, а существуют разные варианты/предложения, позволяющие в той или иной степени, с той или иной трудоемкостью решать задачи по контролю зубчатых колес. КИМ Werth и их программное обеспечение дает возможность выбора, а необходимость и достаточность метода вы можете определить для себя сами! ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 10 из 32

[close]

p. 11

Измерение различных типов резьбы с помощью опции «Измерение резьбы» на системах MarSurf ф. Mahr Специальная «Опция резьбы» для всестороннего анализа различных типов резьбы Всесторонние измерения резьбы могут быть осуществлены при помощи стандартного программного обеспечения многих систем, обладающими функциями контурографа. Системы MarSurf способны обеспечить измерение всех параметров резьбы благодаря составлению измерительных программ Quick&Easy. Пошагово задав базы, измерительные области и измеряемые параметры, можно создавать измерительные программы различной сложности под различные детали. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 11 из 32

[close]

p. 12

Специально разработанная «Опция резьбы», программного обеспечения MarWin, обеспечивает возможность быстрого и всестороннего анализа практически всех типов резьбы. Автоматическая аналитическая оценка профиля резьбы дает возможность определять отдельные размеры профиля резьбы и является современной альтернативой резьбовым калибрам. Можно произвести оценку следующих параметров: • наружный диаметр; • внутренний диаметр; • средний диаметр; • частичный угол профиля; • шаг; • высота профиля; • прямолинейность боковых сторон; • радиусы на вершине и впадине. 1. Измерение верхнего/нижнего контура резьбы 2. Выбор соответствующего контура и основных параметров резьбы: внутренняя/внешняя, стандарт, тип, номинальный диаметр, шаг, наклон Благодаря этой опции весь процесс измерения максимально упрощается и сводиться к вводу необходимых параметров и подтверждению измерения. Процесс полной оценки резьбы можно разбить на несколько простых пунктов: 3. Выбор требуемых параметров резьбы с возможностью задать допуск на каждый из них 4. Определение точных диапазонов оценки измеренного участка резьбы. Можно убрать из оценки ненужные участки измеренного контура, в зависимости от нюансов конкретной резьбы. 5. Всё готово! Система предоставляет протоколы по всем требуемым параметрам резьбы. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 12 из 32

[close]

p. 13

Измерение цилиндрической резьбы: Измерение контура и шероховатости на криволинейной поверхности Измерение конической резьбы: Пример протокола измерения наружного и внутреннего диаметров При помощи опции резьбы могут быть измерены цилиндрические и конические резьбы. Длина измерения может достигать 260 мм. Погрешность измерения системы ±1+L/150 мкм. При использовании колоны со встроенной шкалой ST 750 D можно расширить диапазон измерения диаметров до 620 мм! Так как система LD 260 является не просто контурографом, но и профилографом с возможностью измерения шероховатости на криволинейных участках профиля, то можно измерять шероховатость на любой части резьбы. Пример протокола измерения шага, наружного и внутреннего диаметров конической резьбы ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 13 из 32

[close]

p. 14

Измерение круглой резьбы: Измерение трапецеидальной резьбы: Параметры круглой резьбы измеряются так же как и метрической, но нужно выбрать тип резьбы «универсальная» и прописать соответствующие параметры круглой резьбы (шаг, диаметр, наклон и др.) На подобных видах резьбы лучше использовать наконечник конической формы Опция резьбы - это универсальная и уникальная функция программного обеспечения MarWin (ПО ф. Mahr), которая может быть установлена на версии ПО 6 и выше. С помощью этой опции могут быть измерены как отдельные профили резьбы (верхний профиль или нижний профиль), так и совместное измерение верхнего и нижнего контуров при использовании Т-образного щупа. Это даёт возможность контроля наружного, среднего и внутреннего диаметров, как резьбовых колец, так и резьбовых пробок. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 14 из 32

[close]

p. 15

Сборка объективов на приборах серии OptiCentric при помощи технологии SmartAlign. В предыдущем номере журнала «Новейшие измерительные технологии» мы рассказали об особенностях измерения децентрировки линз в собранных объективах на приборах серии OptiCentric. Наряду с измерительными задачами, приборы этой серии позволяют выполнять центрировку линз в ручном режиме при сборке объективов. Значительно ускоряет и упрощает решение этой задачи алгоритм SmartAlign. Также как и при измерении децентрировки линз, при сборке объективов используется прибор, оснащенный автоколлиматором для измерений величины децентрировки в отраженном свете и предметным столиком, установленным на воздушном подшипнике вращения. Основная сложность при сборке объектива заключается в том, что оптическую ось вклеиваемой линзы необходимо с микронной точностью совместить с осью другой линзы или осью оправы. Традиционным решением этой задачи является выравнивание оси оправы относительно референсной оси (в случае прибора OptiCentric референсной осью является ось воздушного подшипника) с последующим выравниванием оптической оси каждой из вклеиваемых линз с осью оправы. Такая методика предъявляет высокие требования к качеству изготовления оправы, а также требует времени на выравнивание каждого отдельного элемента. Альтернативой данной методики служит технология SmartAlign. Что такое технология SmartAlign? SmartAlign – это дополнительное программное обеспечение, устанавливаемое на приборах серии Opticentric, указывающее направление, в котором необходимо смещать линзу для совмещения ее оптической оси с оптической осью другой линзы, оптической осью группы линз или геометрической осью оправы объектива. При этом выравнивать элемент, относительно которого выполняется центровка линзы, не требуется. Рис. 1 Схема, иллюстрирующая совмещение оптических осей двух линз. В результате совмещения две оси совмещены друг с другом; при этом положение нижней линзы относительно оси вращения не имеет значения. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 15 из 32

[close]

Comments

no comments yet