гдеRa- сопротивление прибора; Rp - регулировочный резистор. 7 страница

Для механической фильтрации шероховатости поверхности наконечник измерительного прибора выбирают сферической формы с радиусом r > 25 мм, а при электрической фильтрации r < 0,25 мм.

4.1.КОНТРОЛЬ ПЛОСКОСТНОСТИ

4.1.1.Контроль при помощи поверочной плиты или линейки

Поверочные линейки выполняются двух основных типов: лекальные и линейки с широкими рабочими поверхностями.

Проверка прямолинейности поверхности деталей лекальными линейками производится, как правило, по способу «световой щели» («на просвет»). При этом лекальную линейку накладывают острой кромкой на проверяемую поверхность, а источник света помещают за деталью. Линейку держат строго вертикально на уровне глаз. Наблюдая за просветом между линейкой и поверхностью детали в разных местах по длине линейки, определяют степень прямолинейности поверхности: чем больше просвет, тем больше ОТК.

Проверка прямолинейности и плоскостности линейками с широкими рабочими поверхностями выполняется обычно способом «пятен» - «на краску». При проверке «на краску» рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски (суриком, сажей), затем осторожно накладывают линейку на проверяемую поверхность и плавно, без нажима перемещают её. После этого линейку также осторожно снимают и по расположению и количеству пятен краски на проверяемой поверхности судят о её плоскостности. При хорошей плоскостности пятна краски располагаются равномерно по всей поверхности. Чем больше пятен на поверхности квадрата 25 х25 мм, тем лучше плоскостность. Поверочные плиты применяют главным образом для проверки больших поверхностей деталей способом «на краску», а также используют в качестве вспомогательных приспособлений при контроле деталей. Проверка плоскостности поверхностей деталей «на краску» при помощи поверочных плит производится так же, как и линейками с широкими рабочими поверхностями.

На рисунке 4.1 показан способ контроля плоскостности при помощи поверочной плиты 4 и измерителя 3. Объект контроля 1 устанавливается на опоры 2 одинаковой высоты и в зазор между плитой и объектом помещают измеритель 3. В заданных точках контроля регистрируют показания измерителя, после чего производится их статистическая обработка. Масса изделия не должна быть больше предельной, при которой происходит недопустимая деформация плиты.

Все рассмотренные поверочные инструменты имеют очень точно обработанные рабочие поверхности и поэтому требуют осторожного и бережного обращения. Необходимо предохранять рабочие поверхности инструментов от коррозии и механических повреждений. Во время работы надо класть инструменты только на деревянные или другие нежёсткие подставки. По окончании работы следует протирать их чистой ветошью или ватой и смазывать безкислотным вазелином. .

Рис. 4.1. Контроль плоскостности при помощи поверочной плиты и прибора для измерения длин

Для примера рассмотрим технологию испытаний асбестовых фрикционных накладок для целей сертификации на соответствие требованиям технических условий к отклонению от плоскостности торцевых поверхностей накладок.

Фрикционные накладки 2 испытывают под давлением с помощью нажимных колец 3. Метод испытаний основан на измерении под давлением с помощью набора щупов по ТУ 2-034-225-87 зазора между рабочей (торцевой) поверхностью фрикционной накладки и поверхностью поверочной плиты 1 (рис. 4.2), на которой размещена накладка.

Размеры нажимного кольца выбирают таким образом, чтобы на подвергаемую испытаниям фрикционную накладку создавалось давление (1,5 ± 0,2) кПа. Накладку размещают на поверочной плите и сверху устанавливают нажимное кольцо или набор колец, обеспечивающих давление на накладку (1,5 ± 0,2) кПа. Контроль отклонения от плоскостности накладок проводят с помощью набора щупов с максимальным размером, на 0,01 мм превышающим установленное в технической документации допускаемое отклонение от плоскостности. Зазор между поверхностью накладки и поверочной плитой контролируют по длине всей окружности наружного диаметра накладки.

За результат испытаний принимают максимальный размер щупа, который входит в зазор между торцевой поверхностью накладки и поверочной плитой без усилия на глубину не менее одной третьей части ширины поля накладки.

После контроля отклонения от плоскостности для одной торцевой поверхности накладки её переворачивают, кладут на другую торцевую поверхность, сверху устанавливают нажимное кольцо (или нажимные кольца) и аналогичным образом контролируют отклонение от плоскостности для второй торцевой поверхности.

Рис. 4.2. Схема контроля отклонения от плоскостности фрикционных накладок: 1 - поверочная плита по ГОСТ 10905 не ниже 2-го класса точности; 2 - фрикционная накладка; 3 - нажимное кольцо из стали по ГОСТ 1050, твёрдость НРС_э 57-63; 4 - зона контроля отклонений от плоскостности (по всей длине окружности)

Один из самых простых и надёжных методов контроля плоскостности объектов 1 (см. рис. 4.3) является контроль при помощи гидростатического уровня 2, который состоит из двух мерных сосудов, заполненных жидкостью и соединённых между собой шлангом. Разность отсчётов уровней жидкости в сосудах является мерой отклонения от плоскостности. Среднее квадратическое отклонение разности отсчётов во всех точках контроля может служить показателем качества, характеризующим плоскостность поверхности изделия.

Рис. 4.3. Контроль плоскостности при помощи гидростатического уровня

Метод применим для протяжённых объектов. Однако размеры объекта ограничиваются кривизной поверхности Земли и длиной шлангов.

4.1.3.Контроль при помощи зрительной трубы

Контроль производится при помощи зрительной трубы 3 (см. рис. 4.4), имеющей указатель центра, которая устанавливается по уровню 2 и наводится на цель - рейку 4 со шкалой длины. Рейка устанавливается в заданные точки контроля объекта, и каждый раз определяются показания по шкале рейки, после чего производится их статистическая обработка. Метод применим для крупных горизонтальных объектов длиной до 15 000 мм, а при учёте влияния окружающей среды и до 100 000 мм. Иногда в качестве указателя применяется узконаправленный луч лазерного излучения.

Рис. 4.4. Контроль плоскостности при помощи зрительной трубы

4.2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИИ ОТ КРУГЛОСТИ

Процесс контроля отклонений от круглости встречает серьёзные трудности в реализации. Ведь для измерения этих отклонений необходимо сравнить реальную форму профиля поперечного сечения детали с измерительной базой - эталонной окружностью, центр которой совпадает с центром профиля детали. Но в природе нет естественных объектов - эталонов круглости (в то время, как, например, эталоном прямолинейности могут служить луч лазера или натянутая струна). Эталонная окружность может быть получена только путём очень точного вращения .

Приборы, построенные по двухточечному принципу, т. е. приборы, которые контролируют диаметр детали, а не радиус, принципиально не могут обнаружить отклонения от круглости деталей с нечётным числом граней (диаметры такого профиля во всех направлениях одинаковы, ГОСТ 24642-81).

При измерении отклонений от круглости стоит задача выбора плоскости измерения. Если она не задана, то измерение производят в нескольких плоскостях. Число плоскостей для задач контроля отклонений от крутости может определяться в соответствии с табл. 4.2.

. При этом первое и последнее сечения должны иметь расстояние 1/2N от края, а расстояние между сечениями принимается равным l/N. При использовании круглограмм для определения отклонения от круглости следует иметь в виду, что из-за различных увеличений по радиальному и тангенциальному направлениям форма профилограммы не совпадает с формой реального профиля.

4.2. Выбор числа плоскостей измерений

l, мм	До 50			Св. 50 до 200			Св. 200
l/d	До 1	Св. 1 до 3	Св. 3	До 1	Св. 1 до 3	Св. 3	До 1	Св. 1 до 3	Св. 3
N

4.2.1.Контроль при помощи образца круглости

Изделие 1 (рис. 4.5) помещают в образец круглости 2 соответствующего диаметра с отверстием, в которое встроен воспринимающий элемент измерителя длины 3. Поворачивая изделие заданное число раз, регистрируют показания измерителя в каждом положении изделия.

Рис. 4.5. Контроль при помощи
образца круглости

Такой вид контроля применим для валов и отверстий с допуском на диаметр от 4 до 8 квалитетов. Для контроля отверстий образец круглости помещается внутрь. Данный метод очень часто используется для контроля колец подшипников качения. Погрешность контроля определяется погрешностью образцов и измерителя, а также величиной зазора в случае применения нерегулируемых образцов круглости.

4.2.1.Контроль круглости по радиальным биениям

Рис. 4.6. Схема стенда контроля круглости по биениям

Объект контроля 1 (рис. 4.6) зажимается в центрах окружности боковых торцов. Датчик перемещений 2 воспринимает изменение положение поверхности объекта в заданном сечении при его вращении. Возможен непрерывный контроль, при котором сигнал датчика поступает на электронный блок 3 и далее на самописец 4. Погрешность контроля определяется в основном погрешностью расположения оси опорных элементов относительно центра окружностей торцов объекта контроля, биениями в подшипниках, деформацией самого объекта. В связи с этим выделить из результатов измерений собственно отклонение от круглости очень сложно.

Накладные кругломеры позволяют полуавтоматически измерять отклонения формы поверхностей объектов с высокой точностью и производительностью при вращении детали 1 (рис. 4.7). Погрешность контроля определяется в основном погрешностью средства измерения.

Рис. 4.7. Схема накладного кругломера

Подключённый к кругломеру компьютер с входящим в комплект специальным программным обеспечением позволяет автоматически формировать и хранить протоколы измерений. Наличие функции гармонического анализа позволяет выявить технологические причины недопустимых отклонений формы в случае их регулярного возникновения.

Рис. 4.8. Внешний вид датчика
современного накладного
кругломера

4.3.КОНТРОЛЬ ФОРМЫ ПРИ ПОМОЩИ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

При контроле деталей сложных конструкций используются координатные измерительные машины. Особенности измерений на координатно-измерительных машинах (КИМ) зачастую определяются особенностями их построения.

На координатно-измерительных машинах производят измерение координат отдельных точек поверхностей (рис. 4.9) объекта 1 в принятой системе координат (прямоугольной, цилиндрической или сферической) и последующее определение необходимых геометрических параметров (размеров, формы и взаимного расположения поверхностей) путём математической обработки измеренных координат.

КИМ - устройство, обеспечивающее установку измеряемой детали, взаимное перемещение системы ощупывания и детали, измерение этих перемещений по координатам, обработку данных измерений и

Рис. 4.9. Принцип контроля при помощи КИМ

представление результатов расчётов измеряемых геометрических параметров.

Блок координатных перемещений (БКП) имеет базовую поверхность и узлы координатных перемещений и, таким образом, образует устройство взаимодействия (УВ) измерительной машины с деталью, например взаимное перемещение измеряемой детали и измерительной головки (ИГ), установленной на одном из узлов машины.

Координатные перемещения отсчитываются посредством измерительных преобразователей (ИП) и преобразуются затем в показания блока цифровой индикации (БИН) координатных перемещений и сигналы, используемые в ЭВМ для расчёта и представления измеряемых геометрических параметров деталей.

Взаимные перемещения узлов БКП и УВ производятся либо вручную, либо электромеханическими приводами (ЭМП). В последнем случае управление осуществляется либо от блока управления электроприводами (БУП) (автоматический режим), либо от пульта (П) (механический режим).

Функции устройства преобразования (УПС) зависят от типа используемой измерительной головки. При использовании головки касания в момент соприкосновения измерительного наконечника головки с измеряемой поверхностью детали устройством УПС подаётся электрический сигнал на отсчёт перемещений по координатам от ИП и на останов и реверс взаимного перемещения детали и УВ. УПС кроме выдачи сигнала на отсчёт перемещений по координатам воспринимает, усиливает и подготавливает для передачи в ЭВМ сигналы ИП, встроенных в ИГ отклонения. Эти сигналы пропорциональны отклонению наконечника измерительной головки от некоторого нулевого положения.

Для обеспечения доступа к измеряемым поверхностям деталей и упрощения измерений в полярной, цилиндрической и сферической системах координат базовая часть КИМ снабжена поворотными столами (ПС).

Алгоритм обработки сигналов ИП и ИГ определяется тем, что КИМ можно рассматривать как прибор для сравнения координаты точки измеряемой поверхности детали с координатной шкалы ИП. Сравнение указанных величин может проводиться нулевым методом, дифференциальным методом и методом противопоставления.

При нулевом методе координаты точки детали отсчитываются по показаниям ИП в момент касания ИГ с деталью.

При дифференциальном методе корпус ИГ выводится в заданное положение по показаниям ИП, а отклонение от этого положения отсчитывается по показаниям ИГ. При работе по методу противопоставления корпус и наконечник ИГ выводятся приблизительно в нулевое положение. Координата точки поверхности детали определяется суммированием одновременно произведённых отсчётов с ИП и ИГ. Подавляющее большинство КИМ (до 90%) оснащено оптическими преобразователями. Значительно реже используются индуктивные датчики.

Принцип работы оптических преобразователей с растровыми измерительными линейками основан на модуляции светового потока, проходящего через два взаимно подвижных растра (см. рис. 3.8), и превращении его в квазисинусоидальные электрические сигналы в цепи фотоприёмника. Минимальное значение погрешности измерительных преобразователей составляет 1-2 мкм. Погрешность в пределах шага равна 0,02 ... 0,05 шага, который для прецизионных систем составляет 8 ... 20 мкм. Дискретность отсчёта, зависящая от шага и числа интерполяции, достигает 0,1 мкм.

КИМ могут применяться для контроля практически всех встречающихся в машиностроении типов деталей, однако каждый тип деталей требует своего специфического программного обеспечения, измерительной оснастки, изменений в конструкции КИМ, а также специфической технологии измерений. Все эти вопросы должны учитываться при выборе КИМ.

К специфическим типам деталей можно отнести: корпусные детали, зубчатые колеса, кулачки, лопатки турбин, ходовые винты.

Рис. 4.10. Мобильная координатно-измерительная машина фирмы FARO Technologies Inc

Современные координатно-изме- рителъные машины требуют развитого программно-математического обеспечения (ПМО). Это требование обусловлено разнообразием функций, различием возможностей представления результатов измерений, уровнем автоматизации измерений, различным числом измерительных головок (1 . 5), нали

чием дополнительных функций КИМ (автоматическая замена измерительных наконечников, разнообразие конструкций КИМ).

В последнее время все большее применение находят мобильные компактные контрольно -измерительные машины, выполненные в виде манипуляторов (рис. 4.10). Они позволяют контролировать изделия как простой геометрии, так и сложной, например, формообразующие поверхности штампов и пресс-форм путём сравнения реальных поверхностей с компьютерной CAD-моделью. Преимуществом мобильных КИМ по сравнению со стационарными является возможность контроля геометрических параметров непередвигаемых и крупногабаритных изделий, а также контроля непосредственно в ходе технологического процесса. Длина измерения при помощи такой машины составляет от 1,2 до 3,7 метров, но существует ряд способов её увеличения. Погрешность измерения зависит от расстояния до места контроля и находится в пределах от 0,005 до 0,4 мм.

4.3. ОСОБЕННОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ, ОСНАЩЁННЫХ СИСТЕМОЙ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ [7]

Информационно-измерительная система (ИИС), построенная на базе ЭВМ с использованием технического зрения, является актуальным решением по автоматизации контрольно-измерительных высокоточных операций, проводимых как в лабораторных, так и в производственно-цеховых условиях. Область применения ИИС может быть самой разнообразной и зависит от пакета прикладных программ. Система позволяет решать широкий спектр задач, таких как регистрация наличия объекта в поле зрения видеодетектора, подсчёт числа объектов, измерение геометрических параметров объекта (периметра, площади, линейных и угловых размеров, определение центра тяжести и т.д.), определение физических параметров объекта по излучательной способности его поверхности и др.

Информационно-измерительная система контроля линейных размеров с видеодетектором в качестве первичного датчика должна решать следующие задачи:

- восприятие оптического сигнала и формирование изображения;

- предварительная обработка изображения в целях ослабления влияния шумов, улучшения контрастности, коррекции искажений, сжатия информации и т.д.;

- сегментация изображения контролируемой сцены на составные части - выделение нужных объектов, их фрагментов или характерных особенностей. При этом используются эталонные изображения объектов, а также их конструктивных узлов. Для точного измерения геометрических параметров объектов необходима предварительная калибровка;

- описание изображений - расчёт их геометрических и других характеристик, вычисление классифицирующих признаков, определение местоположения и ориентации;

- качественная оценка изображения с распознаванием образов объектов и принятием решения о действии над ним.

Основным элементом системы технического зрения является видеокамера 2, совместимая с персональным компьютером 3 (рис. 4.11), в поле зрения которой находится неподвижный или перемещающийся объект контроля 1.

Современные цифровые видеокамеры способны передавать в компьютер видеоинформацию через скоростной порт Universal Serial Bus (USB). В случае использования аналоговых видеокамер и видеомагнитофонов необходимо иметь специальные устройства для оцифровки видеосигнала - фреймграбберы, представляющие собой аналого-цифровые преобразователи и одновременно декодеры сигнала изображения.

В персональном компьютере должно быть также установлено специальное программное обеспечение для анализа и обработки изображений. На рисунке 4.12 показан результат определения системой технического зрения геометрических параметров металлической скобы. Одним из лучших программных продуктов среди существующих является среда визуального программирования LabView с библиотекой компонент обработки и анализа изображений IMAQ Vision фирмы National Instruments (США).

Рис. 4.11. Состав системы технического зрения

Рис. 4.12. Пример определения системой технического зрения расстояния между центрами отверстий и ширины скобы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Измерения, испытания и контроль - основные методы оценки соответствия и управления качеством. Особенности их применения определяются задачами, которые решает испытательная лаборатория при сертификации.

Знание особенностей конструкции и принципа действия средств измерения поможет будущим специалистам обоснованно решать измерительные задачи в инструментальном контроле качества.

ЛИТЕРАТУРА

Дивин А.Г.Методы и средства измерений испытаний и контроля: уч.пос. / А.Г.Дивин, С.В.Пономарёв.- Тамбов: Изд-во ГОУ ВРО ТГТУ,2011.-ч.1.-101с.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая ⇒