Start-365.ru

Работа и Занятость
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Оператор измерительной машины

Координатно-измерительные машины и их применение

технические науки

  • Чапала Олеся Викторовна , бакалавр, студент
  • Рязанский государственный радиотехнический университет
  • СИСТЕМА КООРДИНАТ
  • ЩУП
  • КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Похожие материалы

Трехкоординатные приборы позволяют решить ряд новых задач измерительной техники, которые ранее традиционными методами не решались, или были трудоемкими и тем самым тормозили развитие производственного процесса. Появилась необходимость ввести такие способы контроля, которые будут соответствовать темпам обработки. Станки с ЧПУ позволили значительно повысить производительность обработки, но надежда обойтись без контроля обрабатываемых на них деталей, не оправдалась. Необходимо проверять состояние и наладку станков с ЧПУ, контролируя первую изготовленную деталь. Причем зачастую эти детали сложной геометрической формы с большим количеством размеров.

Принцип работы координатно-измерительных машин (КИМ) основывается на том, что имеется возможность измерить перемещение щупа относительно контролируемых объектов по трем пространственным осям Х, У, Z. Математический отсчет по измеренным точкам ведется в цифровой форме. Так как при замере некоторых линейных и угловых величин ряд размеров может быть получен только путем вычислений, а также для того чтобы получить результат измерений в более удобной форме (в виде протоколов и графиков) в сочетании с КИМ используется ЭВМ. На ЭВМ и периферийные устройства (мониторы, принтеры и другие) перекладываются наиболее трудоемкие операции контроля деталей сложной пространственной формы: вычисление, установка детали и щупов относительно баз, составление протоколов. На КИМ можно измерять в любой из трех систем прямоугольных координат: в машинной, соответствующей осям, по которым перемещается щуп; в нормальной системе, соответствующей осям детали (деталь при установке чаще всего бывает смещена по всем трем осям КИМ); вспомогательная, которая может быть смещена по трем осям от нормальной системы (эта система используется для измерения размеров на наклонных поверхностях детали). Благодаря использованию в КИМ ЭВМ пересчет из одной системы в другую осуществляется автоматически, без участия человека.

Основными конструктивными элементами КИМ являются[1]: механическая часть, которая обеспечивает установку контролируемой детали и ее перемещение относительно системы ощупывания или наоборот, системы ощупывания относительно любой точки неподвижной детали; система ощупывания, фиксирующая координаты, в которых щуп касается точки объекта; измерительная часть, которая измеряет координаты, измеренные при перемещении стола или системы щупов по каждой из осей координатно-измерительной машины; система привода и управления перемещениями подвижных органов КИМ и щуповой системы; система обработки результатов измерений.

Основными характеристиками для механической части КИМ являются габаритные размерами, форма и масса контролируемых деталей и имеющиеся возможности ощупывающей системы. По конструкции измерительная система может быть трех видов: консольная, портальная и мостовая.

Консольная конструкция позволяет производить установку и контроль детали наиболее простым способом, но в тоже время ее жесткость и координатные перемещения становятся меньше.

Портальная конструкция сочетает в себе портал и консоль, благодаря этому обеспечивается более высокая жесткость и большие координатные перемещения. При этом сохраняется удобство загрузки детали, так как во время загрузки портал можно отвести на расстояние от измеряемых деталей.

Мостовая конструкция состоит из консоли, располагающейся между двух передвижных колонн и имеющей наибольшую жесткость и наибольший размер перемещений по осям. Однако присутствие в мостовой конструкции боковых колонн ограничивает доступ к детали и снижает диапазон измерений.

Чтобы выбрать перемещающийся элемент КИМ необходимо оценить геометрические параметры и массу детали. Крупногабаритные, громоздкие и тяжелые детали необходимо устанавливать на массивный неподвижный стол. При измерении легких, маленьких деталей зачастую применяют столы с перемещающимся по одной (Х) или двум (Х и У) координатам. Стол и направляющие изготавливают из серого чугуна, стального литья, а в последнее время из твердых каменных пород, например, таких как гранит.

Система ощупывания определяется и параметрами детали, и процессом измерения. Выбор метода ощупывания (формы контактирующего элемента и принцип действия головки) зависит от множества факторов, связанных с деталью и задачей измерения, и в свою очередь влияет на точность измерения, условия обслуживания КИМ, возможную степень автоматизации и производительность. Применяемые щуповые головки по принципу действия делятся на механические, электроконтактные, индуктивные и др. Механические щупы жестко крепятся к подвижной пиноли и имеют различную форму: конусный наконечник применяют для определения расстояний между отверстиями; сферический – для измерения плоских цилиндрических или выпуклых поверхностей; плоские – для измерения выпуклых поверхностей; дисковые – для измерения глубоких поверхностей или внутренних канавок и т. д. В сочетании с жесткими наконечниками используются различные удлинители и крепежный кубик (сфера) на конце пиноли, обеспечивающий установку щупа в любом направлении. Жесткие щупы применяют при ручном ощупывании и управлении; измерительное усилие и положение контакта зависят от усилия рук. Отсчет производится при стабилизации показания на отсчетном приборе. Электроконтактные щупы основаны на использовании замыкания токовой цепи в момент контакта щупа с деталью. При этом выдается звуковой и световой сигнал на снятие отсчета. Такой щуп малонадежен и не применим при токонепроводящих деталях. Другим вариантом электроконтактного щупа является электроконтактный преобразователь, замыкающий или размыкающий электрические контакты во время касания.

Читать еще:  Оператор кипа кто это

Применение ЭВМ совместно с КИМ дало возможность развитию полной автоматизации процесса измерения, которую тормозит необходимость замены щупов, так как детали имеют сложную геометрическую форму и некоторые точки труднодоступны для измерения одним щупом, поэтому требуется применение различных щупов. Наиболее удобным к применению является набор наконечников из пяти штук, они соединены между собой в одном корпусе. Каждый из наконечников чувствителен к перемещению по трем осям (Х, У и Z), благодаря тому что в конструкции имеется три индуктивных преобразователя. Такая система ощупывания может быть использована как датчик касания – в таком случае измерения перемещения щупа выполняются измерительной частью КИМ, и как индикатор, показывающий отклонение – в этом случае измерения малых перемещений наконечника выполняются системой ощупывания с помощью индуктивного преобразователя, значение которого со знаком плюс или минус суммируются с показаниями измерительной части КИМ, причем данные математические операции производятся до обработки результатов измерений.

Измерительная часть служит для измерения перемещений щупа или стола по трем осям рабочего пространства КИМ. Конструктивно она может быть фотоэлектрической, линейной или круговой индуктивной, лазерной.

Привод и управление КИМ определяют производительность, точность и удобство обслуживания. Ручной подвод пиноли к месту измерения применяется в КИМ с малыми диапазонами измерениями и неавтоматизированных. При этом возрастают погрешности из-за влияния температуры руки оператора и нестабильности измерительного усилия. При моторном приводе применяются два варианта управления – цифровое перфорационное через управляющие блоки и числовое управление через микроЭВМ, служащей для обработки измеренных значений.

Полезный эффект от использования КИМ во многом зависит от способа обработки данных. В случае когда в КИМ не используется ЭВМ, все необходимые расчеты по чертежам и запись результатов должен выполнять сам оператор. Первой предпосылкой для автоматизации измерительной системы стало подключение печатающего устройства, но недостатком этого способа стало то, что размеры деталей на чертеже должны были быть даны исключительно в значениях координат. Второй уровень автоматизации – это применение ЭВМ для вычислений и распечатки протоколов, третья ступень автоматизации – полностью автоматизированные КИМ. В них возможен автоматический ввод программы, автоматическое управление подвижными узлами КИМ, автоматическая обработка данных измерений и оценка результатов. Все эти задачи решаются путем составления программ для ЭВМ в составе КИМ.

Применение координатно-измерительных машин на производстве способствует решению многих метрологических задач, таких как: оперативное измерение геометрических размеров простых и сложных деталей, включая детали, измерение которых может вызвать затруднение и потребовать больших материальных и физических затрат; сокращение времени на наладку станков ЧПУ, изготавливающих проверяемые детали; исключение брака, путем постоянного контроля точности процесса обработки деталей.

Список литературы

  1. Гапшис В. А., Каспарайтис А. Ю. Координатно-измерительные машины и их применение. – М.: Машиностроение, 1988

Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.

Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.

Принцип работы координатно-измерительной машины

10 сообщений в этой теме

Рекомендуемые сообщения

Создайте аккаунт или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

Создать аккаунт

Зарегистрировать новый аккаунт.

Войти

Есть аккаунт? Войти.

Недавно просматривали 0 пользователей

Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.

Популярные темы

Автор: Victor1956
Создана 19 Февраля

Автор: Елена Богданова
Создана Пятница в 06:59

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: Evgeniy1
Создана 15 Марта

Автор: Victor1956
Создана 7 часов назад

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: Елена Богданова
Создана Пятница в 06:59

Автор: Victor1956
Создана 19 Февраля

Автор: Lena597
Создана 16 Марта

Автор: Dushes
Создана 19 Августа 2019

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: Assel_KZ
Создана 28 Февраля

Автор: Baboon
Создана 17 Января 2011

Автор: efim
Создана 23 Октября 2019

Автор: Rebel
Создана 15 Февраля

Автор: efim
Создана 23 Октября 2019

Автор: mpanikovskiy
Создана 14 Июня 2012

Автор: efim
Создана 4 Марта 2019

Автор: UNECE
Создана 8 Декабря 2019

Автор: efim
Создана 31 Декабря 2015

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014

Автор: UNECE
Создана 8 Декабря 2016

Автор: E_lena
Создана 1 Апреля 2016

Автор: метролог2009
Создана 10 Сентября 2015

Координатно-измерительные-машины

Что такое КИМ — устройство?

Читать еще:  Оператор азс в бресте

Представьте себе станок с ЧПУ, способный выполнять чрезвычайно точные измерения с высокой степенью автоматизации. Вот что делают CMM Machine или просто КИМ.

Hexagon Global Classic CMM — одна из моделей координатно-измерительных машин

КИМ означает «Координатно-измерительная машина». Они являются совершенными трехмерными измерительными приборами с точки зрения сочетаемости в них общей гибкости, точности и скорости.

Применение координатно-измерительных машин

Координатно-измерительные машины используются, когда необходимо провести высокоточные измерения. И чем сложнее или многочисленнее измерения, тем выгоднее использовать КИМ.

Обычно КИМ используются для проверки и контроля качества. То есть они используются для проверки соответствия детали требованиям и спецификациям заказчика.

Они также могут быть использованы для обратного проектирования существующих деталей путем проведения точных измерений их характеристик.

Кто изобрел станки КИМ?

Первые станки КИМ были разработаны компанией Ferranti of Scotland в 1950-х годах. Они были необходимы для точного измерения деталей в аэрокосмической и оборонной промышленности. Самые первые машины имели только 2 оси движения. Трехосевые станки были представлены в 1960-х годах DEA Италии. Компьютерное управление появилось в начале 1970-х годов и было введено Шеффилдом из США.

Типы КИМ.

Существует пять типов координатно-измерительных машин:

· КИМ с мостом: В этой конструкции, наиболее распространенной, головка КИМ едет по мосту. Одна сторона моста движется по рельсу на базе , а другая опирается на воздушную подушку или другим способом на базу без направляющей.

· Консольный КИМ: Консоль поддерживает мост только с одной стороны.

· Портальный КИМ : Портал использует направляющий рельс с обеих сторон, как фрезерный станок с ЧПУ. Это, как правило, самые большие КИМ, поэтому им нужна дополнительная поддержка.

· КИМ с горизонтальным рычагом: представьте консоль, но весь мост перемещается вверх и вниз по одному рычагу, а не по его собственной оси. Это не самые точные модели КИМ, но они могут измерять большие тонкие компоненты, такие как кузов автомобиля.

· КИМ с переносным рычагом: в этих машинах используются сочлененные рычаги, которые обычно устанавливаются вручную Вместо непосредственного измерения XYZ они вычисляют координаты из положения вращения каждого соединения и известной длины между соединениями.

Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки в зависимости необходимых типов измерения. Эти типы относятся к конструкции машины, которая используется для позиционирования его зонда относительно измеряемой детали.

Выше приведена удобная таблица, чтобы помочь разобраться в плюсах и минусах:

Зонды обычно располагаются в 3х осях — X, Y и Z. Однако, более сложные машины также могут менять угол зонда, позволяя проводить измерения в местах, в которые 3х осевой зонд не смог бы попасть.Так же для этих целей обычно используют поворотные столы

КИМ часто изготавливаются из гранита и алюминия, и они используют аэродинамические подшипники

Датчик — определяет, где находится поверхность детали, когда производится измерение.

КИМ используются примерно в трех основных отрослях :

· Отделы контроля качества: как правило, они содержатся в чистых помещениях с климат-контролем, чтобы максимизировать их точность.

· Цех: Здесь КИМ находятся среди станков с ЧПУ, чтобы упростить замеры на точность обычно рядом со станком, где обрабатываются детали. Это позволяет максимально быстро найти и определить даже самую небольшую ошибку в точности.

· Портативный: Портативные КИМ легко перемещать. Они могут использоваться в цехах или даже на удаленном от производственного объекта участке для измерения деталей в полевых условиях.

Насколько же точны КИМ ?

Как правило, они стремятся к точности микрометра или лучше. Но увы все не так просто.
• Во-первых,погрешность может быть функцией размера, поэтому погрешность измерения КИМ может быть задана в виде краткой формулы, которая включает в себя длину измерения в качестве переменной.

Например, глобальная классическая CMM Hexagon указана в качестве доступной универсальной CMM и определяет ее точность как: 1.0 + L / 300 мкм.

Эти измерения в микронах, а L указывается в мм. Допустим, мы пытаемся измерить длину 10-миллиметрового элемента. Формула будет 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 или 1,03 мкм.

Микрон — это тысячная часть мм. Таким образом, ошибка при измерении длины 10 мм составляет 0,00103 мм — довольно маленькая ошибка!

С другой стороны, нужно иметь точность, в 10 раз превышающую то, что мы пытаемся измерить. Таким образом, это означает, что если мы можем доверить это измерение только 10x, то пол десятой .

Все становится еще мрачнее для измерений КИМ в цехах. Если КИМ размещается в контролируемой температурой лаборатории, это очень помогает. Но в цехе температура может сильно варьироваться. Существуют различные способы, с помощью которых КИМ может компенсировать изменение температуры, но ни один из них не является идеальным.

Читать еще:  Оператор call центра

Производители КИМ часто указывают точность для температурного диапазона, и в соответствии со стандартом ISO 10360-2 для точности КИМ типичная полоса составляет 18-22C.

Контрольно-измерительные машины. Принципы работы, описание и классификация

Что такое контрольно-измерительные машины (координатно-измерительные машины)?

Принцип работы координатно-измерительной машины КИМ

Принцип работы координатно-измерительной машины КИМ заключается в последовательном нахождении координат точек, предварительно заданных специалистом или интегрированной программой.

Например, программное обеспечение PolyWorks Inspector используется с контактными и бесконтактными измерительными системами.

В основе PolyWorks|Inspector лежит мощный механизм проверки с параметрической обработкой данных, сертифицированными математическими алгоритмами и широкими возможностями визуальной и звуковой обратной связи.

Он позволяет пользователям извлекать значимую информацию из данных своих 3D-измерений, автоматизировать процесс проверки при измерении более чем одной детали и структурировать презентацию результатов измерений для облегчения цифрового сотрудничества в масштабах предприятия.

КИМ подразделяются на стационарные и портативные.

Что из себя представляет стационарная координатно- измерительная машина КИМ? (на примере КИМ Altera):

Традиционная «мостовая» КИМ является трехосевой с X, Y и Z осями. Оси ортогональны друг к другу и образуют обычную трехмерную систему координат. Каждая ось имеет свой масштаб, что определяет расположение этой оси. Машина считывает данные с сенсорного датчика, по указанию оператора или компьютера. Затем машина использует X, Y, Z координаты каждой из этих точек, чтобы определить размер и расположение. Как правило, точность измерений координатной машины порядка микрон, или микрометров, что составляет одну миллионную часть метра.

Отличительные особенности КИМ ALTERA:

Отметим, что надежность КИМ зависит от жесткости конструкции, которая не искажается во времени или из-за условий окружающей среды.

LK Metrology является единственным производителем, который гарантирует точность измерений на своих КИМ в течение 10 лет.

Где используют стационарные контрольно (координатно) – измерительные машины.

Сферы применения:

  • Станкостроение
  • Машиностроение
  • Автомобилестроение
  • Университеты / Исследовательские центры
  • Медицина
  • Электроника

Что из себя представляет портативная контрольно (координатно) измерительная машина?

К портативным координатно-измерительным машинам обычно относят так называемый манипуляторы типа «Рука».
Из чего состоит портативная координатно-измерительная машина типа «рука»:
  • Внешне – это довольно простая и переносная конструкция, состоящая из устойчивой части – треноги, магнитного или вакуумного основания, нескольких шарнирно-сочлененных трубок/колен и рукоять, на которой и размещена измерительная головка.
  • Трубки измерительной руки изготовлены из углеволокна авиакосмического класса. Использование такого материала обусловлено высокой прочностью, малым весом, термо- устойчивы. Данная часть может варьироваться по длине, в зависимости от объекта.
  • Противовес. Наличие противовеса на приборе уменьшает утомляемость оператора, обеспечивая легкость управления в любом положении.
  • Устройство блокировки. Надежно закрепляет «руку», когда она не используется. Позволяет фиксировать прибор в любом заданном положении.
  • Ручка для переноски. Безопасная точка подъема для удобства переноски аппарата.
  • Универсальная система крепления магнитная, вакуумная, стенд или штатив.
  • Вращающаяся рукоятка. Низкий̆ коэффициент трения для улучшения эргономичности, снижения нагрузки и усталости оператора
  • Вращающаяся часть. Вращение на 360 градусов всех основных осей без ограничений.

Преимущества портативной координатно-измерительной «руки»:

  • Высокая точность и скорость сбора данных экономит время и деньги
  • Оптимизировано для сканирования сложных поверхностей
  • Разработано для использования в цеховых и полевых условиях
  • Повышенная температурная стабильность и нулевое время разогрева
  • Быстрая и простая установка “plug-and-play”
  • Короткий период обучения

В зависимости от задач, требуется контактное или бесконтактное сканирование. Измерительные датчики отличаются по принципу действия (электро-контактные, индукционные, оптические, ёмкостные, пьезометрические, тензометрические), выходному сигналу (аналоговые, дискретные), способу измерения (контактные, бесконтактные), типу измерения (сканирующие, триггерные) и другие

Система контактного (тактильного) сканирования. Контактные измерительные датчики позволяют выполнять измерения в отдельных точках, что делает их идеальным средством для измерений на 3-мерных деталях известной геометрии. Сканирующие датчики способны считывать каждую секунду координаты нескольких сотен точек, что дает возможность измерять параметры формы элемента, а также размер и положение

Особенности контактного измерения

  • Контактное сканирование в основном применяется для измерения геометрически простых объектов небольшого размера.
  • Весь процесс сканирования предмета контактным типом довольно длительный по времени.

Бесконтактная система сканирования

Бесконтактная система представлена лазерным сканером, который получая данные отраженного излучения, формирует сканы.

Данный вид сканирования является более распространенным и экономически выгодным. Бесконтактная система сканирования расширяет возможности традиционного контроля и повышает производительность.

  • Бесконтактное лазерное сканирование позволяет оцифровывать объекты с практически любым типом поверхности в произвольной форме
  • Доступны для сканирования объекты крупных размеров
  • Возможность применения на большом разнообразии материалов
  • Реверс-инжиниринг
  • Сканирование детали с сильными цветовыми переходами

Наша компания располагает всеми типами координатно-измерительных машин. Мы имеем серьезный опыт поставок данного вида оборудования. (см.Проекты ). В зависимости от задач и потребностей заказчика, наши специалисты подберут самый лучший вариант отвечающий заявленным требованиям.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×