CC BY
31
УДК 65:681.2
ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ НА МИКРОСКОПАХ ИМЦЛ
Михаил Сергеевич Комбаров
ОАО «Швабе - Оборона и Защита», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 179/2, начальник управления программ развития, тел. (965)829-49-83, e-mail: npz36@ngs.ru
Михаил Евгеньевич Титаренко
ОАО «Швабе - Оборона и Защита», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 179/2, заместитель главного метролога, тел. (965)829-49-83, e-mail: npz36@ngs.ru
Максим Михайлович Кузнецов
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры специальных устройств и технологий, тел. (913)921-44-39, e-mail: a9214439@yandex.ru
В статье рассказывается о практике применения разработанного предприятием программного обеспечения для обработки результатов измерений на микроскопах ИМЦЛ.
Ключевые слова: программное обеспечение, микроскоп.
THE PRACTICE OF APPLICATION SOFTWARE FOR PROCESSING THE RESULTS OF MEASUREMENTS ON MICROSCOPES IMCL
Mikhail S. Kombarov
JSC «Schwabe - defense», 630049, Novosibirsk, St. D. Kovalchuk at 179/2, head of management development programmes, tel. (965)829-49-83, e-mail: npz36@ngs.ru
Mikhail E. Titarenko
JSC «Schwabe - defense», 630049, Novosibirsk, St. D. Kovalchuk at 179/2, Deputy chief metrologist, tel. (965)829-49-83, e-mail: npz36@ngs.ru
Maxim M. Kuznetsov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., associate Professor, associate Professor of the Department of special devices and technologies, tel. (913)921-44-39, e-mail: a9214439@yandex.ru
The article describes the practice of application of the developed enterprise Pro-software for processing the results of measurements on microscopes IMCL.
Key words: software, microscope.
Обеспечение выпуска современной конкурентоспособной продукции в современных условиях немыслимо без всестороннего контроля качества на всех этапах производства. Решение этой задачи невозможно без повышения точности измерений [1]. При этом необходимо оптимизировать затраты на метрологическую составляющую обеспечения качества. Это невозможно без применения современного высокоточного и производительного оборудования. Нельзя
не отметить, что эффективность и производительность это, что отличает производственный контроль от метрологии в чистом виде. Современные средства измерения, применяемые в производстве, должны обеспечивать не только высокую точность, но их высокую производительность, а в сочетании со стоимостью иметь высокую экономическую эффективность. И если речь идет об оснащении метрологических служб предприятия, то можно говорить о том, что средство измерения должно иметь максимально высокую точность, быть эргономичным и иметь, по возможности, минимальную цену, то в производственном контроле на первое место выступает экономическая эффективность. Особенно остро вопрос производительности при выполнении контрольных операций и экономической эффективности применения контрольных средств встает в производственном контроле непосредственно в производственных подразделениях [2, 3].
Одним из путей повышения производительности труда при проведении контрольных операций является применение современных программно-аппаратных средств - это могут быть как полностью автоматизированные системы, так и системы с автоматизацией отдельных процессов - обработки результатов измерения, наведения на край или других.
Рассмотрим возможности современных программно-аппаратных средств автоматизации процесса измерений на примере линейно-угловых измерений.
И так стоит задача производственного контроля плоской детали типа «кулачок».
Необходимо провести контроль параметров угловых пазов, их взаимное расположение, межцентровые расстояния отверстий, смещение центра кривизны наружного радиуса 26 относительно центра радиуса 17. Контроль производится для небольших партий 25-50шт. в месяц.
Контроль до настоящего времени проводился на микроскопе типа ИМЦЛ150х50,Б с последующее обработкой результатов измерения в ручном режиме.
Рис. 1
Процесс контроля состоит из определения положения 30 точек, 12 из которых, 4 группы из трех точек, должны иметь определенное взаимное расположение, в противном случае резко возрастает погрешность измерения диаметров и положения центра отверстия. Последующая обработка проводится вручную. Время обработки составляет 1,2 нормо-часа.
Для сравнения был проведен контроль на сканирующем микроскопе Tesa Visio время предварительного сканирования, выбора элементов для контроля и параметров, измерение и формирование протокола с его распечаткой составило - 12 минут, причем чистое время измерения и печати протокола составило 4 минуты.
Стоимость сканирующего микроскопа TESA Visio составляет 65000 евро, что по сегодняшнему курсу примерно 4,5 млн.руб.
В 2013г. на АО «Швабе - Оборона и Защита» была проведена модернизация микроскопов ИМЦЛ используемых службой ОТК. В ходе модернизации были замены блоки цифровой индикации на блоки УЦ0-209С с цифровым выходом и установлены персональные компьютеры с программным обеспечением для обработки результатов измерения [4]. Стоимость модернизации одного рабочего места составила, в ценах 2015 г, 65 тыс. руб.
Что же дала модернизация? Блок УЦО производит автоматический захват координат текущей измерительной точки и их передачу в ПК, программное обеспечение производит накопление данных о координатах измерительных точек и расчет параметров отдельных элементов (отрезков, прямых, окружностей) принадлежащих контролируемому объекту, расчет дополнительных параметров элементов контролируемого объекта (центров кривизны дуг, отверстий, точек пересечения, середины отрезков, биссектрис углов), редактирование элементов (удлинение, обрезка) [5, 7].
Первичный массив точек, полученный при «захвате» отдельных элементов детали, показан на рис. 2, для наглядности отдельные точки уже объедены по объектам. Обратите внимание, что на дугах взяты не три точки, как при классическом методе, а больше, при этом программа, рассчитывая параметры дуги по трем точкам, делает усреднение параметров и тем повышает точность измерения.
Рис. 2 114
На рис. 3, показан восстановленный контур детали, предназначенный для формирования измерительного протокола, полностью выполнен расчет геометрических параметров по действительным размерам.
На рис. 4, показан вид рабочего экрана с дополнительными объектами построения - продленной нижней гранью детали и биссектрисой угла одного из пазов, а также «расчетными» углами. В результате получен протокол измерения, представленный в табл.
Рис. 3
О
/ i о лП
Рис. 4
Таблица
№ Чертежные размеры Действительные размеры Разность размеров
1 R26.0000 R25.2660 R-0.7340
2 D3.0000 D2.8452 D-0.1548
3 D3.0000 D2.8523 D-0.1477
4 A200 A 21°34'50" A-1°34'50"
5 A 20° A 19°31'55" A-0°28'05"
6 R17.0000 R15/8489 R-1.1511
7 A 108° A 108°03'48" A-0°03'48"
8 A 73° A 71°26'58" A-1°33'02"
9 A 15° A 15°33'01" A 0°33'01"
Полный обмер с обработкой результатов измерений занял 35минут. Таким образом, применение программного обеспечения позволило сэкономить 37минут рабочего времени инженера-метролога, т.е. сократить время контроля параметров детали почти в 2 раза. Следует отметить, что применение более совершенного микроскопа фирмы TESA сокращает время контроля еще значительнее - в 18 раз, однако при этом требуется покупка нового прибора, что в реалиях российских предприятий крайне маловероятно, а вот модернизация уже имеющегося измерительного микроскопа вполне возможна.
Немаловажным фактором применения программного обеспечения является еще и возможность компенсация систематической ошибки микроскопа - по эталонной шкале проводится калибровка микроскопа и последующая компен-
сация измерительных ошибок, что значительно повышает точность измерения. Серьезным преимуществом применения программного обеспечения является архивация не только измерительных протоколов с результатами измерения, но исходной информации с расположением измерительных точек, что дает возможность без дополнительного обмера на микроскопе получение дополнительной измерительной информации по тем размерам объекта, которые ранее не обрабатывались, при условии, что геометрия этих объектов была ранее снята [6].
Таким образом, практика применения программного обеспечения для измерительных микроскопов показывает что его использование позволяет значительно сократить затраты времени на проведение измерений, повысить их точность, а также оптимизировать затраты на приобретение новых средств измерения за счет модернизации уже имеющихся.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Комбаров М. С., Кузнецов М. М. Перспективы развития производства российских измерительных микроскопов // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5; Ц^: www.science-education.ru/119-15200 (дата обращения: 03.01.2015).
2. Кузнецов М. М., Комбаров М. С. О технологии на ФГУП ПО НПЗ // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск: СГГА, 2010. Т. 5, ч. 1. - С. 193-196.
3. Кузнецов М. М., Комбаров М. С. Применение программного обеспечения для измерительных микроскопов в производстве // Сб. научных трудов аспирантов и молодых ученых СГГА, 2009 г., г. Новосибирск, вып. 6. - Новосибирск: СГГА, 2009.- С. 25-28.
4. Кузнецов М. М., Марач А. А., Комбаров М. С. Программа Ш;со209с для УЦО серии 209 // ГЕ0-Сибирь-2008. IV Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 5 т. (Новосибирск, 2224 апреля 2008 г.). - Новосибирск: СГГА, 2008. Т. 4. - С. 60-63.
5. Кузнецов М. М., Комбаров М. С. Система технического зрения // ГЕ0-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск: СГГА, 2010. Т. 5, ч. 1. - С. 166-167.
6. Кузнецов М. М., Соснова Н. К., Марач А. А. Оптика современных микроскопов // ГЕ0-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 1929 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 5, ч. 1. - С. 112-115.
7. Кузнецов М. М., Соснов А. Н., Соснова Н. К. Система автоматизированной обработки результатов измерений для инструментального микроскопа // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 5, ч. 1. - С. 132-135.
© М. С. Комбаров, М. Е. Титаренко, М. М. Кузнецов, 2015
