CC BY
15УДК 378
УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ КАЛИБРОВКЕ ЩУПА НА УЧЕБНОЙ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ
С ЧПУ МОДЕЛИ НИИК-701
Козлова Анастасия Александровна, магистрант, Научный руководитель: Мигачева Галина Николаевна, кандидат технических наук, доцент; Российский государственный профессионально-педагогический университет,
Екатеринбург, РФ
Координатные измерения применяются в различных областях производства. Функции учебных координатно-измерительных машин позволяют обучающимся получить практические навыки работы в условиях современного производства при измерениях. В статье рассмотрен процесс управления образовательной деятельностью при калибровке щупа на учебной коорди-натно-измерительной машине с числовым программным управлением НИИК-701. Ключевые слова: координатно-измерительная машина; калибровка; метрологическое обеспечение производства; щуповая система; координатные измерения, образовательная деятельность, управление.
CONTROL OF THE PROCESS OF TEACHING STUDENTS TO CALIBRATE THE PROBE ON THE TRAINING COORDINATE-MEASURING MACHINE WITH NUMERICAL CONTROL MODEL NIIK-701
Kozlova Anastasiya Aleksandrovna, undergraduate, Scientific adviser: Migacheva Galina Nikolaevna, PhD (Cand. Tech. Sci.), associate professor; Russian State Vocational Pedagogical University, Yekaterinburg, Russian Federation
Coordinate measurements are used in various areas of manufacture. The functions of training coordinate measuring machines allow students to gain practical skills in modern manufacture in measurements. The article discusses the process of managing educational activities during the calibration of the probe on a training coordinate measuring machine with numerical control NIIK-701. Keywords: calibration; metrological support of manufacture; probe system; coordinate measurementeducational activities, management.
Для цитирования: Козлова А.А. Управление процессом обучения студентов калибровке щупа на учебной коорди-натно-измерительной машине с ЧПУ модели НИИК-701 // Наука без границ. 2019. № 12(40). С. 90-95.
В настоящее время координатные измерения применяются в разных областях производства. С помощью координатно-измерительных машин (КИМ) с большой точностью можно определить и размеры, и отклонения формы, и расположения поверхностей деталей.
Инновационные процессы в области современного образования, связанные с информатизацией, потребовали изменений в
управлении образованием, привели к возникновению инноваций в самом управлении образовательным процессом.
Управление образовательным процессом основано на знании субъектом того, как протекает управляемый процесс; в образовательном учреждении необходимо создание системы мониторинга, постоянного отслеживания хода образовательного процесса с целью выявления и оценивания
его промежуточных результатов, факторов, повлиявших на них, а также принятия и реализации управленческих решений по регулированию и коррекции образовательного процесса.
Учебная КИМ с ЧПУ модели НИИК-701 предназначена для выполнения лабораторного практикума при изучении особенностей координатных методов измерения линейно-угловых параметров изделий машиностроения в высших учебных заведениях, колледжах, профессиональных учебных центрах по подготовке и переподготовке кадров.
Функции учебного лабораторного модуля КИМ с ЧПУ позволяет обучающимся получить практические навыки работы с современными КИМ, а также закрепить теоретические знания и научиться проектировать эффективные процессы технического контроля.
Согласно федеральному закону №102 «Об обеспечении единства измерения» калибровка средств измерений - это совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений
метрологических характеристик средств
^ 1
измерений1.
Щуповая система - это набор щупов, находящихся в отношениях и связях друг с другом. Основным объектом щуповой системы является наконечник.
Калибровка щупа на КИМ выполняется с целью определения отклонений датчика, которые возникают при измерении под разными углами к поверхности.
В качестве калибратора выбирается сфера с аттестованным радиусом и отклонением формы не более 0.5 мкм.
Для того чтобы начать подготовку к калибровке щуповой системы, необходимо открыть мастер настроек щуповой системы, в главном меню программного обеспечения следует перейти во вкладку «Настройка» и нажать кнопку «Щуповая система». На главной странице мастера настройки щуповой системы расположен список всех доступных щуповых систем, которые уже были созданы. Щуповая система, учётная запись которой находится в верхней части окна, является текущей используемой системой (рис. 1).
С^йоффй »¿^фш ПФ еда дозэд-7 здучлЯпал пир-сшндетн ш^пл
ТГЕ>-щнн щ>тс
НК1РСЖ1» _ГГГК1-РГ,>Г1 лвлд*К¥
Удмлг»
&*» щут-яэ*.-
Тр*глД
Н*сгио«с
У» »иду
Рис. 1. Окно со списком щупов
1 Об обеспечении единства измерений: Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ (принят ГД ФС РФ 11.06.2008) // Собрание законодательства РФ. 30.06.2008, № 26, ст. 3021.
Чтобы создать новую щуповую конфигурацию, следует нажать на кнопку «Добавить новую щуповую систему». В список будет добавлена учётная запись.
После создания учетной записи щупо-вой системы рекомендуется сразу же переименовать её.
Все изменения, которые происходят, не сохраняются автоматически. Для применения изменений необходимо нажать на кнопку «Применить», которая находится
в нижней части окна. Если же изменения были ошибочны, следует нажать «Отмена», в этом случае произведённые изменения будут утеряны.
Программа выделяет одну щуповую систему, которая используется для измерений. Чтобы установить щуповую систему в качестве текущей, существует кнопка «Установить как текущую». Если кнопка не активна, значит, система уже является текущей.
Название щупа (щепчок нышью пшвалйет перейти е ре*ин редактирования нажэния).
удаляет щуп из списвд
Второй Шуя ОТЦЛкСрСЫИ
Установить ЫК текущий п*— | ■ ¿с^р .уть -Ц, : дую тодов ..1*
Показывает, откалиброваны ли все наконечники.
Кгопиз гчзеоляег установить щуп для использования его системой.
Удалить
Откоы ЁйЕ т орамшу пааан етров и
иалроек длимого щуги Рис. 2. Учётная запись щупа
Надпись «Система откалибрована» означает, что наконечники щупа настроены и откалиброваны, а надпись «Система не откалибрована» означает, что не все наконечники щупа откалиброваны или вовсе отсутствуют. В последнем случае требуется зайти на страницу настройки щуповой головки; для этого следует нажать кнопку «Настроить щуповую систему» и выполнить настройку.
Геометрия щуповой системы - это примитивная CAD-модель щуповой системы, приблизительно описывающая расположение тех или иных частей щупа. После создания новой учётной записи геометрия будет отсутствовать, поэтому экран окажется пустой. Первым элементом, который следует создать, является элемент, примыкающий к щуповой головке (как правило, это удлинитель цилиндрической формы). Все действия, которые можно произво-
дить, находятся в контекстном меню, которое вызывается однократным нажатием правой клавиши мыши (рис. 3).
Чтобы добавить первый элемент, цилиндр, следует вызвать контекстное меню, щёлкнув в любом месте, и выбрать «Добавить... Цилиндр». После того, как один элемент есть, последующие можно «крепить» только к специальным местам, которые обозначены маркерами зелёного цвета. Далее следует щёлкнуть по цилиндру и во всплывшем окне указать высоту и диаметр цилиндра.
Чтобы добавить второй элемент, наконечник, следует вызвать контекстное меню, щёлкнув по маркеру зелёного цвета на торце цилиндра, и выбрать «Добавить. Наконечник». Далее следует щёлкнуть по наконечнику и во всплывшем окне указать его диаметр.
По нажатию на кнопку «Добавить
учётную запись наконечника» появля- удалить учётную запись у каждого нако-ется новая учётная запись наконечника нечника, существует кнопка «Удалить» с параметрами по умолчанию. Чтобы (рис. 4).
\
1
**
к Цдоацр
Кснр!
^йАмрсмгъ ГЪршич-лр-^гч 4 III.
Рис. 3. Контекстное меню редактора геометрии щуповой системы
ЕШМШШВИй
^учетную нлись щцлэ
УГ" Ы, Н-:| КОГОфЫЁ
глины мри ИОТйЛьЭМЗчИН
Убывание мтьетсд^аща^ ->-к:+1
МЛЖ.И ЧН К ПН (.-ЧИНЫ
Рис. 4. Учётные записи наконечников
Каждая учётная запись обязательно должна быть привязана к одному из наконечников геометрии. Для задания соответствия следует «перетащить» специальный элемент «цель» на соответствующий шарик, после чего шарик подсветится красным цветом. Каждая учётная запись наконечника имеет два угла - это углы поворотной головки в тот момент, когда наконечник калибруется. Если головка не поворотная, то значения углов нужно установить равными нулю.
Далее следует нажать «Применить» и в окне списка щупов установить созданную щуповую систему как текущую.
После того, как щуповая система КИМ отредактирована, необходимо вкрутить наконечник в измерительную головку и установить калибровочную сферу на стол.
В процессе выполнения калибровки положение калибровочной сферы (рис. 5) должно быть неизменным.
Для того, чтобы установить калибровочную сферу на стол, необходимо:
- прикрутить к ножке сферы гайку;
- вставить её в третий паз стола;
- по часовой стрелке вращать сферу за ножку до упора;
- закрутить гайку до конца.
Ф
Рис. 5. Общий вид калибровочной схемы
В меню настройки щуповой системы угол, через который будут расставлены
нужно нажать «Калибровать щуп», далее точки, и количество проходов (рис. 6). Вы-
следует ввести диаметр калибровочной бранные параметры сохраняются, поэтому
сферы (указан на ножке сферы), настроить повторно вводить параметры не придется.
Я1 иУ-»!>? ^Чгаи
ЩГЦ^*- Е^ги ь,уггЧ|И иц. и ■ И^^рЯЬш-щупоидЬ дни * СигмДрииц
^ ■ " ■"*"■■.г.Чи ■" в^Г.*'1! 1 ч л - ^ «V 1.4,1 р ¿ЬЯМСТр «Мй* 1 ч и 2
С прдортъм ¿ДД'ИНпрД! Пй ШАЛ ЮТ Г-~ Г1**' I Г». г^иШфи» 1 п|ра1 ¡т[|111 Сдедог шфсгротйтц. пдояде-фг. ■ ■; кпВ и птдл*» лЯЯ/ВМЛГ 1 ГОЛ и-Гв-ЦУ Г№ШМ |СБЛ№!П ПрИИ ИМЯ 1 С^ас1 г-н-»л'' ч ц-к С ■ «■^чи'ч'М к
И»
Г ^-рогт* г ш<фМ1 Н 14 'и,,;1
Рис. 6. Параметры калибровки наконечника
Чтобы запустить процесс калибровки с выбранными параметрами, следует нажать кнопку «Запустить калибровку», в появившемся окне нажать кнопку «Выход в ноль». Для того чтобы обойти в автоматическом режиме точки на сфере, предварительно необходимо узнать положение сферы относительно щупа. Для этого пользователю предлагается измерить в ручном режиме, то есть с помощью джойстика, пять равномерно распределенных
по поверхности сферы точек. После того, как вручную сфера была измерена, на рабочем столе следуют нажать кнопку «далее» и машина автоматически выполнит «объезд» сферы.
Если процесс калибровки завершился успешно, то появляется отчёт о калибровке наконечника, в котором кратко приведены данные о калибровке, а также произведена визуализация зафиксированных отклонений (рис. 7).
Следует вывести измерительную головку в нерабочую зону с помощью джойстика, затем проанализировать данные, которые были определены в результате калибровки.
Каждый раз, после проведения калибровки, результаты будут разные, так как
данная КИМ с ЧПУ модели НИИК-701 не имеет определенной степени точности, потому что является учебной и направлена только на то, чтобы обучающиеся смогли усвоить термины и определения, а также правильность и последовательность действий, в данном случае при калибровке.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каталог продукции ЗАО «ЧелябНИИконтроль». Измерительные приборы, системы автоматизированного контроля и управления [Электронный ресурс]. Электрон. дан.: Челяб-НИИконтроль.РФ - Челябинск, 2003-2019. - Режим доступа: http://www.toolmaker.ru/docs/ Katalog.pdf (дата обращения: 16.11.2019)
2. Челябинский научно-исследовательский и конструкторский институт средств контроля и измерения в машиностроении [Электронный ресурс]. Электрон. дан.: ЧелябНИИконтроль. РФ - Челябинск, 2003-2019. - Режим доступа: http://www.toolmaker.ru/main.php (дата обращения: 16.11.2019)
REFERENCES
1. Katalog produkcii ZAO «ChelyabNIIkontrol'». Izmeritel'nye pribory, sistemy avtomatizirovannogo kontrolya i upravleniya [Catalog of products of ZAO «Cheliabniikontrol». Measuring devices, automated control and control systems]. Elektron. dan.: ChelyabNIIkontrol'.RF, Chelyabinsk, 2003-2019. Available at: http://www.toolmaker.ru/docs/Katalog.pdf (accessed 16 November 2019)
2. Chelyabinskij nauchno-issledovatel'skij i konstruktorskij institut sredstv kontrolya i izmereniya v mashinostroenii [Chelyabinsk research and design Institute of control and measurement in mechanical engineering]. Elektron. dan.: ChelyabNIIkontrol'.RF Chelyabinsk, 2003-2019. Available at: http://www.toolmaker.ru/main.php (accessed 16 November 2019)
Материал поступил в редакцию 16.12.2019
© Козлова А.А., 2019
