СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАТЧИКОВ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 621

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАТЧИКОВ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ

ТЕХНИКИ

Н. В. Карабонцева, М. В. Карабонцева, И. М. Брижинский, В. Е. Степурина, С. С. Железовский Научный руководитель - Т. Г. Орешенко

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

E-mail: karabonceva@mail.ru

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что разработка датчиков координатно-измерителъных машин является продолжением процесса усовершенствования измерительных процессов в производстве машиностроения.

Ключевые слова: измерение, контроль, параметр, качество. COMPARATIVE ANALYSIS OF COORDINATE-MEASURING TECHNIQUE SENSORS

N. V. Karabontseva, M. V. Karabontseva, I. M. Brizhinskiy, V. E. Stepurina, S. S. Zhelezovsky Scientific supervisor - T. G. Oreshenko

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: karabonceva@mail.ru

The relevance of the chosen topic is due to the fact that the development of sensors for coordinate measuring machines is a continuation of the process of improving measuring processes in the production of mechanical engineering.

Keywords: measurement, control, parameter, quality.

В условиях современного машиностроительного производства требования к точности и производительности измерений непрерывно повышаются. Возрастает роль измерительных средств. В настоящее время широко используются координатно-измерительные машины (КИМ). Преимуществами КИМ по сравнению с другими средствами измерения и контроля являются относительно быстрая скорость получения данных, высокая точность измерений, автоматизированный метод измерения, а также измерение поверхностей сложного профиля [1].

Датчики координатно-измерительных машин используются для получения первичной измерительной информации об измеряемой детали. В их конструкции применяются механические компоненты, а в некоторых случаях оптоэлектронные и программные комплектующие различной сложности. Датчики можно выбирать, руководствуясь условиями, в которых располагается измеряемая деталь, тактильной чувствительностью объекта, размерами измеряемых элементов, требованиями плана измерений и числом измеряемых точек.

В зависимости от задач, требуется контактное или бесконтактное сканирование. Система контактного (тактильного) сканирования. Контактные измерительные датчики позволяют

Секция «КОНСТРУКГОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ»

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.

Для установки датчика касания в КИМ используется специальная головка. Тип головки зависит от требуемой степени универсальности и автоматизации измерений. С помощью моторизованных головок можно повысить скорость выполнения контактных измерений и выполнять на обычных 3-осевых КИМ 5-осевые измерения. Моторизованные головки также совместимы с системой для автоматической смены датчиков, которая быстро и в автоматическом режиме позволяет выполнять смену разных удлинителей и контактно-измерительных модулей.

Ранее сканирование применялось только на относительно медленных КИМ, однако серия универсальных контроллеров для КИМ сделала сканирование возможным при значительно более высоких скоростях.

Бесконтактная система представлена лазерным сканером, который получая данные отраженного излучения, формирует сканы. Данный вид сканирования является более распространенным и экономически выгодным. Метод сканирования идеален для контроля отклонений от геометрической формы: облако из нескольких тысяч точек, получаемое при сканировании, несет гораздо более полную информацию об изделии, нежели координаты нескольких дискретных точек касания. Таким образом, при сканировании в течении короткого промежутка времени может быть получен огромный объем ценной и исчерпывающей информации [2].

Особенности бесконтактного измерения.

• 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.

Качество контактного метода измерений может ухудшаться из-за влияния ряда факторов: использования щупа с шариком, имеющим значительное отклонение круглости, неверного расположения шара, некачественной посадки резьбы или неверно выбранной конструкции, которая становится причиной избыточного изгиба при измерении. Качество бесконтактного измерения дает оптимизацию для сканирования сложных поверхностей, температурную стабильность условий, быструю и простую установку [3].

КИМ- это очень гибко настраиваемый инструмент, который позволяет быстро переключаться от контактного измерения к бесконтактному, что позволяет адаптировать стандартные метрологические пакеты практически к любым конкретным измерительным задачам [4].

Таким образом, выбор датчика (или датчиков) зависит главным образом от рассматриваемой измерительной задачи, необходимо определиться с кругозором ваших метрологических измерений, требуемой точностью и диапазоном измерений машины. Следует также иметь ввиду, что для обеспечения долгой, стабильной и надежной работы датчиков машины, помещение, в котором устанавливается КИМ, должно соответствовать требованиям технической документации.

Библиографические ссылки

1. Гапшис A.A. и др. Координатные измерительные машины и их применение. М., "Машиностроение" 1988.

2. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс] URL: http://micromake.ru (дата обращения : 25.03.2020).

3. Ю.М. Зубарев С В. Косаревский H.H. Ревин АВТОМАТИЗАЦИЯ КООРДИНАТНЫХ ИЗМЕРЕНИИ Учебное пособие. Под редакцией проф. Ю.М. Зубарева.

4. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс] URL:http://www.ndt.by/news/stati/ kontrolno-izmeritelnye-pribory (дата обращения : 26.03.2020).

© Карабонцева М. В., Карабонцева Н. В., Брижинский И. М., Степурина В. Е., Железовский С. С., 2020