Любая деталь — это совокупность поверхностей, образованных геометрическими телами с фиксированным объемом. Поэтому при изготовлении нужно контролировать форму детали, а также расположение номинальных поверхностей. От точности формы поверхности деталей зависит функциональность, срок эксплуатации и ремонтопригодность агрегата, собранного на их основе.
Контроль формы поверхностей выполняется в несколько этапов.
- Внешний осмотр — определяют дефекты целостности (трещины, сколы, изломы).
- Тактильный мониторинг (проверка на ощупь) — можно установить степень износа, обнаружив смятия, глубокие царапины, задиры.
- Исследования с измерительными инструментами — так контролируется допуск формы, габариты профиля и степень шероховатости.
ООО Фирма «ЮСТАС» внедряет методы контроля изделий и заготовок, основанные на инструментальном мониторинге. Метрологи фирмы готовы разработать и внедрить в производство заказчика технологии контроля форм, взаимного расположения, шероховатости поверхности деталей.
Как выбрать средство контроля
Метролог должен оценить требования к точности изготовления изделия или заготовки, а также проанализировать затраты на реализацию мониторинга в рамках заданного качества. Важно, чтобы эти средства не противоречили рекомендациям государственных и отраслевых стандартов. Поэтому процесс выбора средств выглядит следующим образом:
- Метролог изучает допуски на погрешности формы и расположения плоскостей или граней. Их указывает конструктор, разработавший чертеж и технологическую карту изделия.
- По допускам определяются возможные инструменты, способные уловить разницу между номинальной, реальной и действительной поверхностью. Их выбирают в зависимости от производственной программы и требований к точности измерений.
- Далее сравниваются затраты на контроль детали с помощью конкретного инструмента. В этом случае нужно учесть не только стоимость прибора, но и цену оснастки, а также трудоемкость процедуры контроля.
- В финале определяют инструмент, обеспечивающий эффективный контроль точности поверхности и профиля при низких затратах на мониторинг.
Наблюдая и фиксируя отклонения, метролог опирается на базовую плоскость. В качестве базы рассматривается номинальная поверхность, форма которой задана на чертеже. Однако реальные измерения ведутся от реальной или действительной плоскости. Первая соответствует фактическим габаритам и формам, полученным в результате обработки заготовки. Вторая воспроизводится по размерам, полученным с помощью средств контроля. Поэтому кроме формы при мониторинге отклонений учитывается и шероховатость поверхности.
Разновидности средств контроля
Форма и расположение поверхностей изделия отслеживаются с помощью универсальных, механизированных или автоматических средств. Сам контроль отклонений формы основан на изучении профиля изделия, а не его поверхности, поэтому в машиностроении особенно востребованы универсальные средства измерений. Их разделяют по принципу действия.
- Механические средства — с их помощью выполняют прямое измерение расположения поверхностей относительно базовых точек или плоскостей.
- Оптические приборы — они проводят бесконтактные измерения, основанные на интерференции электромагнитных или световых волн.
- Пневматические модели — они измеряют линейные размеры, объемы и формы. Измерение ведется путем сравнения объемов воздуха и связанного с ним параметра изделия.
- Гидростатические средства — с их помощью проводят контроль горизонтальных плоскостей.
- Электрические приборы — использование сложной электроники позволяет автоматизировать любые измерительные процессы, контролируя как измерения, так и вычисление результатов.
- Оптико-механические модели — они основаны на прямолинейности светового луча. Опираясь на этот эффект можно определить отклонения от заданных параметров.
ООО Фирма «ЮСТАС» готова внедрить в производство заказчика механические, электрические и оптические средства измерения. Наши метрологи работают с координатно-измерительными машинами, лазерными трекерами и 3D сканерами.
Мониторинг отклонения форм с помощью координатно-измерительных машин
КИМ автоматизирует процесс контроля формы изделия или заготовки. Это измерительное устройство можно встроить в конвейер или использовать в ОТК, проверяя выборочные детали из партии продукции. Координатно-измерительная машина оценивает отклонение профиля поверхности, ориентируясь на контрольные точки, пространственное положение которых проверяется с помощью щупа. Его закрепляют на измерительном манипуляторе или на консоли, подвижной в горизонтальной и вертикальной плоскости.
Результаты измерения обрабатываются специальным программным обеспечением. На выходе заказчик получает разницу между действительной и номинальной поверхностью (измеренными данными и чертежом). Если она соответствует допуску — деталь признается соответствующей заданному уровню качества.
К преимуществам КИМ относят высокую точность и универсальность измерений. Недостаток этого средства контроля лишь один — дорогое сервисное обслуживание. Чтобы определить расположение контрольных точек с допустимой погрешностью манипулятор или консоль КИМ должны двигаться без люфтов и задержек, кроме того, измерительный щуп нуждается в постоянной замене и юстировке. Метрологи Фирмы «ЮСТАС» готовы заняться не только пуско-наладочными работами и обучением персонала, но и сервисным обслуживанием на предприятии заказчика.
Измерение параметров детали с помощью лазерного трекера
Этот измерительный прибор используется в автостроении, аэрокосмической отрасли и других производствах, предполагающих высокую точность деталей, узлов и сборочных процессов. С помощью лазерных трекеров проверяют взаимное расположение деталей на местах, их используют во время сборки прототипов, изготовления инструментов и оборудования для аэрокосмической отрасли. Трекер снимает размеры с неокрашенного корпуса автомобиля. Кроме того, лазерные технологии упрощают процессы обратного проектирования и совмещения узлов и деталей с внушительными габаритами. Скромные размеры и вес трекеров позволяют использовать лазер там, где невозможно применение громоздких и тяжелых координатно-измерительных машин.
Все преимущества портативной КИМ являются следствием технологии лазерного измерения. В этом случае в качестве зонда дискретных точек выступает лазерный луч. Фиксируя угол луча относительно оси азимута и оси поднятия измерительного прибора, а также расстояние до излучателя, можно получить координаты X, Y, Z любой точки на поверхности детали, узла или заготовки. Собрав облако точек, пользователь может оценить геометрию и форму измеряемого объекта.
Инженеры Фирмы «ЮСТАС» помогут подобрать трекер, проведут пуско-наладочные работы и обучат средников ОТК заказчика. Кроме того, мы предлагаем услуги юстировки лазерно-оптических приборов.
Контроль формы с помощью 3D сканера
Трехмерный сканер использует лазер для захвата формы детали или сборочного узла. В отличие от технологии сенсорного зондирования, этот способ предполагает генерирование нескольких миллионов точек с известными координатами X, Y, Z. Для этого сканер генерирует сетку лазерных лучей или использует параллельные потоки. Профильное ПО фиксирует результаты измерений, формируя облако точек, на основании которого создают детальную трехмерную модель внешней поверхности. Бесконтактное трехмерное сканирование гарантирует высокую точность цифровой копии.
Погрешность 3D сканера зависит от модели измерительного устройства. Обычно она измеряется на миллиметровом уровне. Поэтому владелец оборудования получает не только быструю, но и высокоточную съемку размеров.
Чтобы получить 3D-модель фронтальной или боковой части изделия, достаточно одного сканера. Законченная модель получается при съемке с двух и более точек или при развороте объекта на «теневую сторону».
У прибора для 3D-съемки есть излучатель и приемник. Однако сканер делает до миллиона замеров в секунду. Поэтому он дает более детализированную модель.
Инженеры Фирмы «ЮСТАС» готовы выполнить съемку объекта или настроить сканер клиента. Мы работаем с устройствами любого типа — от портативных моделей до платформенного оборудования.
Основные методы мониторинга шероховатости поверхности
Обработка резанием и абразивами предполагает образование череды микронеровностей, оставленных инструментом. В метрологии такой микродефект называют шероховатостью поверхности – этот параметр влияет на точность и продолжительность работы некоторых деталей и целых узлов сложных машин. Поэтому на шероховатость назначают метрологические допуски, определяющие качество обработки. Они измеряются в микрометрах, поэтому для контроля шероховатости используют особые приборы.
- Профилометры — это измерительное средство оборудовано алмазной иглой, считывающей микродефекты при контактном мониторинге. Игла передает колебания на индукционный контур, сигнал которого усиливается, расшифровывается и выводится на табло в привычных для сотрудников ОТК величинах.
- Профилографы — такой прибор нащупывает микронеровности иглой, передавая колебания щупа на фотопленку, бумагу или в память компьютера. После обработки сигнала специальным ПО, метролог получает заключение о качестве поверхности.
- Микроинтерферометры — это бесконтактный измерительный прибор, построенный на принципах интерференции световой волны. Сравнивая интерференционные полосы с шаблонами или измеряя их высоту, метролог может определить степень шероховатости с точностью до 0,6 мкм.
Инженеры ООО Фирма «ЮСТАС» готовы предложить внедрение контактных и бесконтактных технологий оценки шероховатости, основанных на «ручных» и полностью автоматических измерениях. Наши специалисты занимаются проблемами контроля качества деталей с 1991 года. За три десятилетия работы в этой области сотрудники накопили большой опыт, позволяющий решать любые задачи.
