Журнал НИТ №1 (19) (Февраль 2018)

 

Embed or link this publication

Description

Журнал НИТ №1 (19) (Февраль 2018)

Popular Pages


p. 1

Дорогие Друзья! Дорогие коллеги, поздравляем Вас с праздником мужества, благородства и чести – с Днём защитника Отечества! Желаем вам крепости духа, мужества и стойкости. Побед на всех фронтах: как на работе, так и в повседневной жизни. Желаем Вам счастья, жизни наполненной миром, крепкого здоровья, благополучия, успехов и любви близких! 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. Рады вам сообщить, что мы всегда ждем вас в наш выставочный зал для проведения измерений на нашем демо оборудовании, более подробную информацию вы можете найти в разделе «Приглашение на демо измерения»! С наилучшими пожеланиями Главный редактор журнала НИТ, коммерческий директор ЗАО НПФ «Уран» Лоскутов А.А. В этом номере вы найдете: Контроль зубчатых колес при помощи ПО GearBundle на КИМ Werth. Протоколы..….…..…............2 Контроль КМД с высочайшей точностью на компараторе Precimar 826 фирмы Mahr……………..…9 Новинки оборудования для выравнивания линз и контроля оптических параметров объективов от компании Trioptics……………………………………………………………………………….….…..…13 Измерение глубоких отверстий……………………………………………………………………………17 Сказка про механиков (статья от Всезнайки)………….…………………………………………………20 Приглашение на выставку «Фотоника. Мир лазеров и оптики -2018»…………………………………24 Приглашение на демо измерения………………………………………………………………………….25 ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 26

[close]

p. 2

Контроль зубчатых колес при помощи ПО GearBundle КИМ Werth В одном из предыдущих номеров журнала мы затронули тему измерения зубчатых колес на КИМ Werth с использованием различных стратегий: стандартные средства базового ПО WinWerth, 3D CAD-модуль и при помощи программного модуля GearBundle. О последнем расскажем сегодня немного подробнее. Современные стандарты предъявляют высокие требования к производителям зубчатых колёс, к качеству конструкции, производству и устройству как отдельных колёс, так и коробок передач в целом. Производители зубчатых колес утверждают, что современное производство должно быть обеспечено прецизионным оборудованием, контролирующим погрешности, которые неизбежно появляются во время процесса производства. Более чем в других сферах производственной технологии, зубообработка и контроль зубчатых колёс взаимосвязаны и зависят друг от друга. Без знаний различных вариантов зубчатых зацеплений, оценки использованных инструментов и готовой продукции невозможно настроить металлорежущие станки и получить качественную продукцию. Чтобы обеспечить высокое качество нарезания зубчатых колёс, необходимо обязательно использовать универсальные и эффективные измерительные приборы с соответствующим программным обеспечением. GearBundle является программным пакетом для анализа измеренных данных. Он позволяет проверять цилиндрические прямозубые колёса с эвольвентным зубчатым зацеплением, которые были измерены с помощью универсальных координатных измерительных машин (КИМ). Эта программа была создана в соответствии с последними программными технологиями для ПК с операционной системой Windows и может быть встроена в стандартное программное обеспечение WinWerth и использована для анализа данных, полученных при помощи любых координатно-измерительных машин Werth. Координатная измерительная машина GearBundle предоставляет возможность для анализа метрологических данных, собранных с помощью КИМ, управляемых как вручную, так в ЧПУ режиме, с поворотным столом или без него. Датчик может быть практически любым: контактный (триггерный, сканирующий), оптический, оптоволоконный и подбирается в зависимости от измерительной задачи. Измерение может быть реализовано как в режиме набора отдельных точек (поточечно), так и путём сканирования всего профиля. Предварительным условием является то, что измеряемое зубчатое колесо выравнивается с помощью стандартной программы КИМ таким образом, чтобы ось Z системы координатной была проведена вдоль оси, к примеру, базового отверстия зубчатого колеса. Информация о измеренных точках сохраняется в файле основной программы, а затем автоматически переносится в GearBundle для расчета. Оценка с помощью GearBundle ограничивается только измерительным диапазоном и точностью КИМ. В случае измерения зубчатых колес при помощи контактного датчика, для корректной оценки и сбора точек профиля рекомендуется ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 26

[close]

p. 3

использовать щуп с диаметром измерительной сферы исходя из равенства D <= 0.9 m, где D – это диаметр сферы щупа, m – модуль контролируемого колеса. Эвольвента как кривая для формирования профиля зуба. Эвольвента – это траектория движения точки, принадлежащей прямой, перекатывающейся без скольжения по окружности. Данная прямая называется производящей прямой, а окружность, по которой она перекатывается – основной окружностью Эвольвента обладает следующими свойствами, которые используются в теории зацепления: 1. форма эвольвенты определяется радиусом основной окружности; 2. нормаль к эвольвенте в любой ее точке является касательной к основной окружности. Точка касания нормали с основной окружностью является центром кривизны эвольвенты в рассматриваемой точке; 3. эвольвенты одной и той же основной окружности являются эквидистантными (равноотстоящими друг от друга) кривыми. Положение любой точки на эвольвенте может быть однозначно охарактеризовано диаметром окружности, на которой она расположена, а также характерными для эвольвенты углами: углом развернутости (обозначается ν), углом профиля(α), эвольвентным углом –invα (рисунок 1 б). На рисунке 1 б показаны эти углы для произвольно выбранной на эвольвенте точки Y, поэтому они имеют соответствующий индекс:  νY – угол развернутости эвольвенты до точки у;  αY – угол профиля в точке Y; invαY – эвольвентный угол в точке Y (на окружности диаметра dY ). Рисунок 1. Погрешность профиля Погрешность профиля – один из контролируемых параметров, образуется в результате отклонений между номинальной эвольвентой основной окружности и отклонений формы боковой поверхности реального зуба в поперечном сечении. Эвольвентную форму в ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 26

[close]

p. 4

поперечном сечении можно увидеть как кривую на рисунке 2. На схеме проверки боковой поверхности можно увидеть отклонения профиля, которые точно вычисляются программой с помощью 3Dэвольвентной геометрии: Fα – общая погрешность профиля ffα - погрешность формы эвольвентной формы) fHα - угловое отклонение профиля (отклонение Погрешность направления зуба Рисунок 2. Эвольвента полностью следующими параметрами: определяется • центральная точка основной окружности, M • радиус основной окружности, rb • полярный угол Φb эвольвентной исходной точки U. Любая точка эвольвенты в плоскости поперечного сечения задаётся только углом α в треугольнике PTM. Отклонения профиля f в отдельной точке измеренного профиля получаются путем определения расстояния от измеренной точки до одноименной точки номинальной эвольвенты, измеренном на касательной к основной окружности. Погрешность линии направления зуба является результатом действий угловых отклонений (угла наклона зуба) и отклонений формы его боковой поверхности по ширине зубчатого венца. Для контроля этих параметров боковая поверхность зуба должна быть измерена вдоль линии направления зуба на делительной окружности колеса. При расчете данных точек происходит автоматическая корректировка как диаметра сферы измерительного щупа, так и возможные колебания измеренных точек относительно оси колеса. Для наглядного представления действующих отклонений f, полученных в результате несовпадений номинальной линии направления зуба и реальной, представлена диаграмма ниже: ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 26

[close]

p. 5

измерений как минимум в одной точке на каждой боковой поверхности в центре. При расчете данных программа учитывает диаметр измерительного щупа и текущую позицию измерительной точки на фланце, а также параметры базовой окружности и угла наклона. Для оценки качества зуба зубчатого колеса различают два основных параметра погрешности шага: • единичная погрешность шага fp Погрешность линии зуба определяется как расстояние, измеренное на делительной окружности в круговом направлении f между измерительной точкой и номинальной линией зуба. На схеме можно увидеть погрешности линии направления зуба, которые автоматический вычисляются при помощи программного обеспечения, выдавая следующие параметры: Fβ - общая погрешность линии направления зуба ffβ - погрешность формы; fHβ – угловая погрешность линии зуба Отклонение расстояния друг за другом следующих зубьев относительно номинального расстояния, • накопленная погрешность шага Fpk (на зубьях k) Отклонение фактического положения профиля зубьев относительно их соответствующего номинального положения. Контрольное положения обычно выбирается таким образом, чтобы первое отклонение равнялось нулю. Погрешность шага На идеальном зубчатом колесе без погрешности шага, боковые поверхности с одинаковым направлением (правая или левая боковая поверхность) имеют одинаковый и постоянный угловой шаг 360°/z (z=число зубьев). Реальное же зубчатое колесо, тем не менее, имеет определенные погрешности. Отдельные боковые поверхности имеют погрешность шага в круговом направлении (измеренную на делительной окружности, см. рисунок далее). Погрешность шага реального колеса контролируют при помощи КИМ путём Для наглядности отображения полученных данных далее приведена диаграмма для единичной погрешности шага fp и накопленной погрешности шага на k-зубьях Fpk. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 26

[close]

p. 6

Для оценки погрешности шага были определены следующие параметры: fp – единичная погрешность шага; Fp - накопленная погрешность шага; Rp - разброс единичных погрешностей шага; fu – разность соседних шагов; fpe – погрешность шага зацепления; Fpk - накопленная погрешность шага (по Kзубьям). При анализе данных с помощью GearBundle можно выбирать между вычислением толщины зуба на делительной окружности и толщиной зуба на X-окружности (смещенной окружности). Примечание: для зубчатых колёс с большим смещением профиля Х, профиль располагается ассиметрично или, в крайних случаях, вне делительной окружности. В этом случае толщину зуба s необходимо определять на смещенной X-окружности. Толщина зуба Толщина зуба s является важным параметром, определяющим то, как будет работать зубчатое колесо в конечном механизме (например в коробке передач). Толщина зуба расстоянием между левой и правой боковой поверхностью зуба, измеренная как дуга на делительной окружности в плоскости поперечного сечения. Номинальная толщина зуба s зависит от смещения исходного контура x и угла наклона зубьев β. Диаграмма для толщины зуба содержит следующие параметры: Asi - нижнее отклонение толщины зуба Ase - верхнее отклонение толщины зуба Rs – колебание толщины зуба ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 26

[close]

p. 7

Пример протокола измерений зубчатого колеса ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 26

[close]

p. 8

ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 8 из 26

[close]

p. 9

Поверка КМД на компараторе Precimar 826 ф. Mahr Решение ф. Mahr – компаратор концевых мер длины Precimar 826 Поверка концевых мер длины является обязательным и довольно кропотливым процессом в измерительных лабораториях любых производственных направлений. Предприятия во всем мире используют самые различные наборы, насчитывающих от нескольких мер, до 121 КМД в одном наборе. Так же оценка параметров должна проходить в соответствии с конкретными стандартами, используемыми на предприятиях. Стальные КМД Возможность создавать и выбирать необходимые параметры поверки ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 9 из 26

[close]

p. 10

Precimar 826 позволяет быстро, просто и с высочайшей точностью выполнять поверку метрических и дюймовых концевых мер длиной до 170 мм (6,69 дюйма) в соответствии со стандартом ISO 3650 и ГОСТ 9038-90. Таким образом, важной особенностью подобного рода систем является универсальность и возможность вручную корректировать те или иные параметры при проведении поверки. В компараторе ф. Mahr уже созданы все наборы КМД, используемые в Европе, но благодаря продвинутому программному обеспечению, создание нового набора (с любой дискретностью и количеством), которого нет в имеющейся базе данных, не составит труда. Возможность самостоятельного создания таблиц допусков в соответствии с используемым стандартом и классом КМД Оператор может сам определить количество и порядок проверяемых точек на концевых мерах во время поверки. База данных со всеми имеющимися наборами КМД Возможность создавать любые наборы КМД Возможность задать самостоятельно (согласно стандарту) методику/последовательность проверки по точкам ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 10 из 26

[close]

p. 11

Экран измерения с отображением отклонения в каждой проверяемой точке Процесс измерения на компараторе полностью обеспечивает максимальное удобство и высокую производительность. Это достигается за счет использования следующих уникальных особенностей системы: - трафарет для точной установки КМД (поверяемой и эталонной) и быстром позиционировании по пяти точкам; - электропневматический отвод индуктивных датчиков (верхнего и нижнего); - высокоточные ролики из твердосплавного материала, обеспечивающие плавность перемещения КМД на измерительном столике; - коррекция контактной деформации; - температурная компенсация; - вакуумный пинцет для КМД и защитный акриловый экран. Все это позволяет добиться повторяемости результатов до ±0,01 мкм, при погрешности системы MPEE1: (0,03 + L/3000) мкм! Не требуется установка нуля, так как установочное значение привязано к сохраненному фактическому отклонению относительно образцовой концевой меры. Проверяемая и эталонная КМД установлены в трафарете на рабочем столе прибора ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 11 из 26

[close]

p. 12

Проверка целого набора КМД довольно кропотливый процесс и очень важно, чтобы обеспечивалась максимально возможная эргономика при проведении измерений. Даже дыхание оператора может оказывать влияние на результат, когда речь идет о погрешности 0,03 мкм! Помимо всего прочего, Precimar 826 весит всего 37 кг, что позволяет ему оставаться достаточно мобильным прибором, с возможностью перестановки не только внутри лаборатории, но и переноса в другое помещение. Открытая конструкция обеспечивает визуальный контакт при контроле: пользователь имеет возможность постоянно контролировать процесс измерения, что обеспечивает уверенность в полученных результатах и их достоверность. Две профессиональные программы измерения и оценки удовлетворяют всем потребностям заводских лабораторий, калибровочных лабораторий и изготовителей концевых мер длины. Специальный акриловый экран создает дополнительную защиту от тепловых потоков (например: температуры оператора) Удобная установка небольших КМД специальным вакуумным пинцетом 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 26

[close]

p. 13

Прибор серии OptiСentric Lens 2D для автоматизированного выравнивания линз Trioptics представляет новое устройство LensDesign 2D Air для автоматического выравнивания и склейки двух линз. Новинка была показана на выставке Photonics West 2018, прошедшей в конце февраля 2018 г. в СанФранциско (США). На сегодняшний день широко распространены две технологии выравнивания линз при их склейке: классическая – когда выравнивание линз выполняется вручную и более современная – с использованием ЧПУ средств выравнивания. Традиционный способ склейки линз с предварительным их выравниванием относительно друг друга может быть реализован на устройстве вакуумного удержания Trioptics (о приборах данной серии мы писали в номере №16, октябрь 2017 г.). В случае использования этого решения нижняя линза устанавливается на пластиковом патроне, упирается кромкой в V-образную пластину и приводится во вращение при помощи колесика. Верхняя линза, будучи установленной на нижней, совмещается с нижней оператором вручную (постукиванием по ней) или при помощи дополнительных приспособлений, например при помощи воздуховода. Такой метод, однако, являясь самым простым, обладает рядом недостатков, связанных в основном с субъективными факторами навыками оператора, степенью его усталости и т.п. Как показывает практика, используя ручной метод выравнивания, можно получить децентрировку от 10 мкм и более, даже при использовании электронных автоколлиматоров с высоким разрешением отсчета. С другой стороны, используя данный метод, невозможно добиться существенного прироста в повышении скорости выпуска продукции при сохранении ее качества, а, зачастую, именно это требуется при увеличении объемов или расширении номенклатуры выпускаемых изделий. Поскольку переход от первой технологии ко второй предполагает внесение изменений в существующий технологический процесс и требует финансовых затрат, многие предприятия, занимающиеся склейкой линз на своем производстве, с осторожностью относятся к внедрению современных решений. Новая разработка компании Trioptics – модуль для автоматизированного выравнивания линз OptiСentric Lens 2D – является переходным решением от ручного к ЧПУ выравниванию линз. Рис.1. Модуль для автоматизированного выравнивания линз OptiСentric Lens 2D. Он представляет собой усовершенствованное исполнение устройства вакуумного удержания Trioptics, которое устанавливается на приборы серии OptiCentric 100. 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 26

[close]

p. 14

Ключевой элемент нового модуля – воздуховод, который подает воздух на выравниваемую линзу и смещает ее в нужном для совмещения оптических осей двух линз направлении. Поскольку величина воздушного потока и время срабатывания устройства управляются при помощи программного обеспечения OptiCentric 9, погрешность выравнивания, обусловленная действиями оператора, исключена. В то же время, стоимость этого решения ниже, чем стоимость модуля Trioptics, осуществляющего ЧПУ выравнивание линзы при помощи трех прецизионных пьезоманипуляторов. После выравнивания положение линз может быть зафиксировано при помощи УФ светодиодов. С целью контроля качества сборки остаточная децентрировка измеряется в том же программном обеспечении OptiCentric 9 (см. рис. 3.). Рис.2. Смещение верхней линзы при помощи воздушного манипулятора. Рис.3.Программное обеспечение OptiCentric 9, управляющее процессом совмещения оптических осей двух линз. Подача воздуха воздушным манипулятором продолжается до тех пор, пока перекрестие не окажется в пределах зоны допуска; вектор, в направлении которого выполняется выравнивание, при этом окрашен в красный цвет. 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 26

[close]

p. 15

Контроль оптических параметров объективов на приборах серии ImageMasterTemp Control (при температуре окружающей среды от -10°С до +60°С) Прибор ImageMaster Temp Control является одной из модификаций приборов для контроля качества изображения и предназначен для исследования зависимости оптических характеристик объективов (прежде всего, ЧКХ) от колебаний температуры окружающей среды. Диапазон рабочих температур варьируется от -10 до +60 °С, точность установки температуры ± 0,5 °С. Технические характеристики прибора: Рабочие спектральные диапазоны: видимый (450 - 760 нм), средневолновой ИК (3-5 мкм). Давление в вакуумной камере: 10-2 мбар Диапазон изменения угла падения луча (для внеосевых измерений): +/- 70° Характеристики измеряемых объективов: диаметр: от 25 до 200 мм длина: от 55 до 150 мм световой диаметр: до 20 мм (другие исполнения по запросу) масса: до 4 кг Точность измерений: ЧКХ ±3%, ЭФР ±0,2%, дисторсия ±1%. Рис.4. Прибор серии ImageMaster Temp Control (3D модель). Прибор имеет вертикальное исполнение и расположен на массивном гранитном основании. Телескоп вращается вдоль прецизионной направляющей в диапазоне ± 70°, обеспечивает регистрацию сигнала в видимом или ближнем ИК спектральном диапазоне (в зависимости от комплектации прибора). Измеряемый объектив располагается в вакуумной камере, равномерно распределяющей температуру по всей зоне установки объектива. Рис.5. Схема установки объектива и регистрирующей изображение видеокамеры в вакуумной камере. 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 26

[close]

Comments

no comments yet