CC BY
8ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОБЗОР СОВЕРМЕННЫХ ПРИБОРОВ И АППАРАТУРНО-ПРОГРАМНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Котлованов Андрей Игоревич
Бакалавр
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
г. Архангельск
REVIEW OF ADVANCED DEVICES AND HARDWARE AND SOFTWARE COMPLEXES FOR MEASURING THE GEOMETRIC ACCURACY OF METALWORKING EQUIPMENT
Kotlovanov Andrey Igorevich
Bachelor
Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov
g.Arkhangelsk
АННОТАЦИЯ
В современное время очень широко используются станки с числовым программным управлением. Такое оборудование является многофункциональным и при его помощи можно изготавливать высокотехнологичные детали и агрегаты. Однако каждый станок имеет ряд параметров, которые объединяются в понятие геометрической точности. К таким параметрам относится: точность позиционирования, повторяемость, люфты, отклонение от округлости, отклонение от перпендикулярности и так далее. На все эти параметры существуют соответствующие ГОСТ требования, а отклонение от их нормы может стать результатом неточности изготовления деталей и сборки станка, а также износом его деталей и узлов.
ABSTRACT
Nowadays, numerically controlled machine tools are very widely used. Such equipment is multifunctional and can be used to produce high-tech parts and assemblies. However, each machine tool has a number of parameters that are combined in the concept of geometric accuracy. Such parameters include: positioning accuracy, repeatability, backlash, deviation from roundness, deviation from perpendicularity and so on. There are corresponding GOST requirements for all these parameters, and deviation from their norms can be the result of inaccuracy of machine parts and assembly, as well as wear and tear of its parts and components.
Ключевые слова: Геометрическая точность, деталь, станки, погрешность, оборудование, программа, инструмент, отклонение, параметры.
Keywords: Geometric accuracy, part, machines, error, equipment, program, tool, deviation, parameters.
Геометрическая точность
металлообрабатывающего оборудования
определяется при помощи специальных методик, для проведения проверок по тем или иным параметрам, которые описаны в международном стандарте ISO 230-2005. Соответственно для проведения этих проверок необходимо иметь измерительные приспособления и приборы, а также возможные программные комплексы и функционал. Для того чтобы комплексно оценить геометрическую точность, необходимы те измерительные приборы, которые позволяют измерить достаточно большую разновидность
параметров. Например, для перемещения одной оси станок использует только один двигатель, а если возникает потребность в отработке кривой траектории, то тут уже необходимо две оси. Поэтому возникает сложность для станка в измерении траектории окружности. Для решения такой проблемы была придумана беспроводная система QC20-W ballbar. Линейный датчик 2 предназначен для измерения изменений значений радиуса при вращении системы 4 вокруг неподвижной точки. На рисунке 1 изображена система. 1-магнитная опора; 3-держатель.
Рисунок 1—Беспроводная система QC20-WЬаПЬаг
Таблица 1
Технические характеристики системы_
Характеристика Размерные параметры
1 .Разрешение датчика 0,1мкм.
2.Точность датчика ballbar при 20°С ± 0,5 мкм.
З.Точность измерений при 20° ± 1,25 мкм.
4.Диапазон измерений датчика ± 1,0 мм.
5.Максимальная частота считывания 1000 Гц.
б.Передача данных при обычных условиях 10 м.
7.Температура эксплуатации 0-40°
Данное устройство нашло свое применение, в основном, в выявлении погрешности в станках с ЧПУ при контроле отработки системой привода подач. Данные используются для расчета показателей, которые характеризуют качество контурной обработки (круглость, отклонение от окружности). Обработка сигналов происходит внутри системы, после чего передается по каналу Bluetooth на компьютер.
Основные достоинства:
1. Обработка данных в реальном времени.
2. Сравнение и анализ (после передачи в ПО на компьютере) результатов тестов с требованиями всех основных стандартов.
допуска
на
точность
3. Расчет позиционирования.
4. Готовые отчеты с результатами анализа данных исследуемого объекта.
Следующий прибор Автоколлиматор цифровой двухкоординатный 0nTP0-AK-014(Dual Axis Ditgital Autocollimator). Данное устройство имеет предназначение для измерения малых углов в цеховых, заводских, а так же учебных лабораториях широкого профиля. Дает высокоточные показания в двухкоординатных измерениях.
Таблица 2
Характеристика Размерность
1.Дискретность выхода данных 0Д"-0,01"
2.Диапазон измерения угла ±40'
З.Средняя квадратическая случайная погрешность измерения угла по каждой из осей в пределах диапазона измерений Не более ±0,05" при цикле накопления не более 10с.
4.Полная погрешность измерений в нормальных условиях в диапазоне измерений угла ±20' по горизонтальной и вертикальной осям и ±20" и по вертикальной оси Не более ±1 "
5.Полная погрешность измерений в диапазонах измерений более 20' Не более±2 "
б.Фокусное расстояние объектива - 100мм, световой диаметр объектива 30мм.
Автоколлиматор изображен на рисунке 2.
Рисунок 2-0ПТР0-АК-014
Измерения на данном приборе нашли свое применения во многих критических технологиях, высокоточных промышленных производствах, машиностроении, приборостроении, оптическом производстве.
Следующее устройство кинематомер «Диакин-3». Устройство предназначено для измерения кинематической погрешности и ее анализа. Нашел свое применение в определении дефектных звеньев передаточных механизмов. Например, погрешность изготовления и монтажа
зубчатых колес. Состав устройства «Диакин-3» представляет собой:
1.Два датчика угловых перемещений -энкодера типа ЛИР-1170 (погрешность±1,5") или ЛИР-190 (погрешность±5")
2.Измерительный блок на базе платы NI6210 фирмы National Instruments.
3. Персональный компьютер или ноутбук
4. ПО.
Состав представлен на рисунке 3
Рисунок 3—«Диакин-3»
Устройство позволяет осуществлять следующий ряд функций:
1. При помощи ССБ-камеры модно измерять линейные и угловые измерения.
2. При помощи камеры можно исследовать точность позиционирования изображения
3. Устройство позволяет формировать распечатку протокола проверки исследуемого протокола.
4. Измерение кинематической погрешности или погрешности координатных перемещений.
5. Позволяет обрабатывать результаты с получением временной функции и спектра кинематической погрешности.
