Виды измерительных приборов, описание координатно-измерительных станков

Координатно-измерительная машина: описание, технические характеристики, применение :

Машиностроительные предприятия все чаще интегрируют в производственные процессы высокоточное измерительное оборудование.

Например, посредством контроля заготовительно-штамповочной линии можно получить детали с оптимальными геометрическими параметрами с точностью до 0,1-0,2 мкм.

Особенно изготовление таких элементов важно в авиационном и космическом строительстве, где требуется применение сложных прецизионных компонентов.

Также не исключается и возможность использования подобных методик в отраслях тяжелой промышленности, обслуживающей нужды широкой аудитории массового потребителя. На таких заводах и фабриках применяется координатная измерительная машина (КИМ), позволяющая контролировать процессы изготовления и обработки болванок, пуансонов, поршневых элементов, расходных частей и т. д.

Принцип работы оборудования

Весь процесс можно условно разделить на два этапа. На первом формируется координатная модель или схема, в которой распределяются контрольные точки. Количество фиксируемых плоскостей может быть разным в зависимости от типа оборудования.

Простейшие модели сканируют объект в системе, построенной на осях X, Y, Z относительно базовой точки. Более технологичная 6-осевая координатно-измерительная машина строится на принципе параллельной кинематики.

Это значит, что оператор получает динамичную модель в виде усеченной пирамиды, в которой присутствует 6 измерителей на подвижной каретке.

Второй этап предполагает непосредственное считывание информации о геометрических параметрах исследуемого объекта. Для этого задействуются щупы или датчики, сканирующие целевую деталь. Существуют контактные и бесконтактные виды щупов – соответственно, первые взаимодействуют с рабочей поверхностью, а вторые действуют по принципу волнового излучения.

Типовые координатно-измерительные машины в машиностроении обычно работают на пьезоэлектрических датчиках, которые могут дополняться механико-электрическими контакторами. Это традиционная сканирующая оснастка, к недостаткам которой относят высокую погрешность, обуславливаемую разностью в силе касания щупов.

И здесь стоит обратиться к существующим способам контроля, которые регулярно совершенствуются.

Методы контроля

В системах первого поколения применялся плазово-шаблонный способ счета геометрических данных, но сегодня предприятия переходят на бесплазовый. Принципиальная разница между этими методами заключается в отказе от физических шаблонов и форм, благодаря которым осуществлялся контроль.

В новых модулях КИМ используется электронная модель, которая предоставляет на выходе трехмерную «картину» на базе математических расчетов. Чем выгодна такая координатно-измерительная машина? Прежде всего, унификацией комплекса данных, которые можно использовать и для других расчетов.

Собранная информация заносится в базу данных и автоматически переправляется на другие участки контроля, занимающиеся исследованием смежных частей. В итоге оптимизируется и производственный процесс, и техника высокоточной подгонки деталей между собой. При этом и в сегменте бесплазовых методов есть свои технологические ответвления.

Следует различать голографические, оптические и фотограмметрические способы контроля. Самым же перспективным считается лазерный способ сканирования объекта.

Особенности лазерного контроля

По сути, цифровой метод, отличающийся гибкостью в формировании моделей с поддержкой разных видов измерения – например, углового и линейного. В процессе сканирования образуется лазерный луч с применением дифракционного эффекта.

Такой контроль чаще используется в изготовлении хвостовиков, трансмиссионных элементов, шасси и т. д. С помощью фотоприемного устройства также реализуется непараллельное обследование параметров изделия.

В этом случае лазерная координатно-измерительная машина позволяет определять размеры отверстий, дефектов смещения, вибрационные и другие характеристики. В дальнейшем по результатам диагностики инженер выносит решение о балансировке или частичной механической доводке агрегата.

Для измерения нагрузок используют лазерную авторефлекцию. Эта технология фиксирует показатели смещения при статической нагрузке на целевую поверхность редукторов и валов технических средств.

Характеристики КИМ

По своим размерам и конструкции такие машины напоминают промышленные обрабатывающие агрегаты, но основные рабочие характеристики отражаются в более точных контрольно-измерительных единицах и технических данных. К таким можно отнести следующие параметры типовой модели:

  • Погрешность замера – диапазон от 0,1 до 0,1 мм.
  • Перемещение щупов по осям – 700-1000 мм. Причем в одной установке характер движения по разным осям может отличаться.
  • Максимально допустимый вес для заготовки – промышленная координатно-измерительная машина способна обслуживать детали массой до 1000 кг.
  • Мощность – в среднем 1500 Вт.
  • Напряжение – 380 Вт с допуском колебаний до 10 %.
  • Рабочие температуры – 10-35 °С.

Классификация машин по способу управления

Модели, применяющие современные методы измерения, преимущественно управляются через дистанционные панели. Реализуется принцип программного контроля, на котором строится работа измерительных приборов на базе CNC (числовое программирование).

Основная же часть контрольно-измерительных систем сегодня работает по комбинированным схемам. Это предполагает сочетание механического и электронного управления с элементами автоматизации.

Передовая аппаратура и вовсе предусматривает связку тех же щупов с параллельно функционирующим производственным оборудованием, на котором выпускаются смежные детали.

Используется и традиционная конфигурация ручного управления. В этом случае оператор координатно-измерительной машины находится непосредственно на линии контроля и взаимодействует с техникой посредством специального джойстика. Эта модель применяется в плазово-шаблонных агрегатах и постепенно уходит в прошлое.

Классификация по конструкционному исполнению

В зависимости от условий эксплуатации и задач обработки могут использоваться горизонтальные, вертикальные и мостовые типы КИМ. В первом варианте обеспечивается высокая точность, обусловленная жесткостью конструкции.

Оператор в этом случае получает возможность прямого доступа к внутренней структуре целевого объекта. На практике горизонтальные установки чаще применяются в обслуживании мелких деталей.

Вертикальные координатно-измерительные машины считаются наиболее точными, поэтому их используют в ответственных метрологических исследованиях.

Но, для использования такого оборудования потребуется термостатирование цеха, а также высокие затраты на обслуживание системы. Что касается мостовых машин, то они благодаря износостойкой оснастке позволяют работать с крупноформатными изделиями.

Мобильные и стационарные КИМ

В основном применяют стационарные машины на конвейерных линиях, ориентированных на конкретные задачи обслуживания заготовок с определенными параметрами. Но при обработке уникальных крупногабаритных заготовок может потребоваться обследование «на выезде».

В этом случае потребуется портативная координатно-измерительная машина, обеспеченная многоосевыми органами контроля.

Несколько функциональных рукавов с чувствительными датчиками анализируют объект на расстоянии, посылая данные в компьютер или другое обрабатывающее информацию устройство.

Применение КИМ

Контрольно-измерительные системы в разных исполнениях требуются на машиностроительных, авиационных, металлургических и других предприятиях. На небольших заводах и в мастерских, например, часто используют компактные агрегаты с ручным управлением.

Точный контроль в данном случае позволяет выпускать эксклюзивные мелкие детали с правильной геометрией. В сложных технологических процессах применение координатно-измерительных машин оправдывает себя и как способ объединения нескольких этапов производства.

Например, контрольный узел может выступать центром сбора информации о всех частях и деталях конструкции или готового технического средства, что минимизирует и риск допуска ошибок.

Заключение

Внедрение КИМ в производственный процесс давно стало показателем современного подхода к деятельности предприятия.

Отказ от устаревших подходов к контролю элементов и оснастки с задействованием шаблонов повышает и качество сборки, и технологическую эффективность рабочего участка.

В то же время и новое поколение измерительных приборов для контроля геометрических параметров регулярно улучшается в разных аспектах. Так, передовым направлением развития можно назвать бесконтактные лазерные сканеры, отличающиеся удобством применения и высокой точностью анализа.

Единственным недостатком прогрессивных систем этого типа является высокая стоимость и дороговизна обслуживания. На данном этапе лазерные модели координатно-измерительных установок доступны только крупным производственным комплексам, а также исследовательским центрам.

Источник: https://www.syl.ru/article/373469/koordinatno-izmeritelnaya-mashina-opisanie-tehnicheskie-harakteristiki-primenenie

Измерительные приборы их виды и предназначение

Измерительными приборами называют средства измерений, которые реализуют измерительное преобразование, воспроизведение в комплексе величины заданного размера, сравнение с мерой.

Содержание:

Предназначены они для получения в установленном диапазоне значений измеряемых величин. Измерительные приборы, в большинстве своем, имеют устройства, позволяющие преобразовывать в сигнал измерительной информации измеряемую величину, и устройство для индикации сигнала в  наиболее доступную для восприятия форму.

В СИ компьютеризированных регистрация производится на различного вида носители автоматически.

Виды измерительных приборов

  • аналоговыми, т.е. сигнал на выходе является непрерывной функцией величины, которую необходимо измерить;
  • цифровые, которых сигнал на выходе представлен в цифровом виде;
  • показывающие – допускают только отсчет показаний;
  • регистрирующие, позволяющие регистрировать результат измерений;
  • суммирующие – их показания связаны функционально с суммой нескольких величин;
  • интегрирующие, позволяющие определить значение измеряемой величины методом интегрирования ее по другой величине.

Пример показывающих измерительных приборов

200 В 50A с Шунта 50A DC Цифровой Вольтметр Амперметр LED Amp Вольтметр для 12 В

К показывающим измерительным устройствам относятся, например, цифровой вольтметр, микрометр.  Примером регистрирующего устройства является барограф.

Деление по способу снятия измерений

Кроме такого деления, измерительные приборы можно разделить по способу снятия результатов измерений:

  • прямого действия
  • сравнения

Приборы прямого действия

К первому виду относятся приборы, позволяющие снять результат измерений непосредственно с индикаторного устройства.

Например: манометр, амперметр, вольтметр, ртутный стеклянный термометр.

Манометры точных измерений применяются для измерения давления неагресcивных к медным сплавам жидких и газообразных

Эти приборы относятся к устройствам непосредственной оценки результатов измерений.

Приборы сравнительные — Компаративные измерительный приборы

Р353 мост постоянного тока — потенциометр электроизмерительный

Двухчашечные весы, мост электрического сопротивления, потенциометр электроизмерительный – это приборы, которые относятся к приборам сравнения, поскольку результат измерений, который можно получить с их помощью, сравниваются со значением известной величины.

Их называют компараторами.

Они должны при проведении измерений обеспечивать высокую чувствительность измерений и небольшую случайную погрешность.

Еще полезные статьи:

Источник: https://suplicio.ru/sredstva-izmerenij/498-izmeritelnye-pribory.html

Сферы применения и классификация мерительного инструмента

Все автомобили, станки, приборы и инструменты состоят из множества деталей. Каждая из них имеет определенную форму и размеры. Расчет параметров деталей требует высокой точности, которую возможно соблюсти только при использовании измерительных инструментов или измерительных станков.

Существует несколько видов измерительных приборов, различаемых по определенным параметрам.

По видам работ.

Виды измерительного инструмента

Различают следующие виды инструмента:

  • строительный;
  • слесарный;
  • столярный.

Большая часть инструмента, применяющегося при проведении измерительных операций, является универсальной. Поэтому данная классификация весьма условна.

По материалу изготовления. Измерительные приборы могут изготавливаться из следующих материалов:

Разметочный и измерительный инструменты

Любой инструмент может быть комбинированным, то есть изготавливаться из нескольких материалов, например, металла и дерева.

По способу использования. По данному параметру выделяют ручной инструмент, механический и автоматический.

По конструктивным особенностям. Конструкция инструмента, применяемого для измерительных работ, может быть простой или сложной.

Данная классификация помогает обеспечить инструменту правильную эксплуатацию и хранение.

Применение измерительных станков

Классификация аналоговых измерительных приборов

Для произведения точных замеров могут применяться не только ручные измерительные приборы, но и специальные станки, называющиеся координатно-измерительным оборудованием. Особенность данного оборудования заключается в возможности произведения замеров в трех координатах, что обеспечивает максимальную точность расчетов.

Конструкция станков напоминает стол, на котором установлены рабочие головки, снабженные датчиками. Чтобы произвести контрольный замер, заготовку устанавливают на стол, и датчики производят считывание параметров детали.

Станки могут снимать данные двумя способами:

  • контактным, предусматривающим использование датчика-щупа;
  • бесконтактным, при котором считывание происходит путем направления на поверхность детали светового сигнала.

Ручной строительный инструмент

Рулетка. Главным инструментом, без которого не может обойтись ни один строитель – это рулетка. Рулетка – подобие линейки, выполненное в виде металлической ленты с делениями, равными 1 мм. Лента сматывается в корпус, который может изготавливаться либо из пластика, либо из металла. Лента может иметь различную ширину и длину.

Читайте также:  Как сделать станок для изготовления бетонных блоков

Безусловно, рулетка является универсальной, требующейся для произведения измерительных работ в любых сферах деятельности.

Технические характеристики рулетки

Ватерпас (уровень). С помощью этого устройства определяют ровность горизонтальной и вертикальной поверхностей. Длина уровня может варьироваться от 0,3 м до 2,5 м. Корпус уровня изготавливается из любого легкого материала, например, пластика, и снабжается несколькими окошками.

Через окошки видна стеклянная трубка, частично заполненная специальной жидкостью. Именно эта жидкость и позволяет определять ровность и уровень уклона поверхности.

Отвес. Это самый простой, но незаменимый измерительный инструмент, которым пользуется каждый строитель. Отвес представляет веревку (шпагат), на конце которого привязан металлический конусообразный груз. Его используют в тех случаях, когда необходимо контролировать вертикальность выполнения работ, например, при кирпичной кладке.

Угольник и малка. Угольник изготавливают из дерева или металла и используют для выведения прямых углов. Малка изготавливается из тех же материалов. Ее конструкция состоит из обоймы и линейки, скрепленных между собой шарниром. Если угольник может применяться в любой сфере строительства, малку чаще всего используют при монтаже стропил.

Магнитный угольник

Ручной слесарный инструмент

Кроме универсальной линейки и рулетки, слесарю приходится использовать следующие устройства:

  • штангенциркуль;
  • штангенрейсмасс;
  • микрометр.

Штангенциркуль. Этот ручной инструмент состоит из штанги с делениями и двигающейся рамки. Штангенциркуль также снабжен верхними и нижними губками. Верхние губки позволяют производить замеры внутренних частей заготовок, а нижние – внешних.

Схема штангенциркуля

Штангенрейсмасс. От штангенциркуля это устройство отличается наличием опоры. Штангенрейсмасс позволяет наносить на детали разметку высоты и глубины отверстий, а также расположения других элементов.

Штангенрейсмасс

Микрометр. Конструкция данного прибора состоит из трубки со шкалой, гильзы и наконечника. Применяют микрометр в том случае, если требуется рассчитать величину с точностью до 0,01 мм. Глубина отверстий в деталях измеряется микрометрическим глубиномером – разновидностью микрометра.

Устройство трубного микрометра

Ручной столярный инструмент

Помимо универсальных приборов, в столярных мастерских применяют специализированный столярный измерительный инструмент. Каждый столяр использует следующее:

Столярный инструмент

  • складной метр;
  • треугольник с углами 90, 60, 30° или 2 по 45°;
  • кронциркуль, позволяющий производить разметку на деревянных элементах конструкции;
  • нутромер – устройство для выполнения разметки и измерения параметров пазов и отверстий;
  • угломер – прибор, состоящий из шкалы и дуги, установленных на пластине;
  • рейсмус с нониусом или без него помогает наносить на поверхности параллельные линии.

Условия эксплуатации оборудования

Сохранить функциональность приборов позволяет периодическое проведение профилактических работ и проверок их состояния. Наиболее подвержены поломкам измерительные инструменты, имеющие сложные конструктивные особенности.

К каждому прибору прилагается инструкция по эксплуатации, с которой необходимо ознакомиться до начала использования. В инструкции изложены все правила работы, актуальные именно для данной модели.

Автоматические и электронные модели измерительных станков чувствительны к показателям температуры и влажности воздуха. Особо остро на них реагирует оборудование, на котором применяется бесконтактный метод измерений.

Не менее важно обеспечить инструменту достойные условия хранения. Инструменты, изготовленные из дерева и металла, чувствительны к воздействию влаги. А пластик способен деформироваться под прямыми лучами солнца и при воздействии высоких температур. Поэтому все инструменты должны храниться в чехлах или коробах в сухом помещении.

Соблюдение этих правил обеспечит качество и точность измерений, а также поможет продлить срок службы инструментов.

Видео по теме: Измерительный инструмент

Источник: https://promzn.ru/stanki-i-oborudovanie/klassifikatsiya-meritelnogo-instrumenta.html

Координатно-измерительные машины и их применение

Актуальность данной статьи связана с тем, что в последнее время использование на производстве координатно-измерительных машин позволяет оперативно измерять геометрические параметры простых и сложных деталей, включая те детали, измерение которых традиционными способами требует дорогостоящей специальной оснастки или измерение которых невозможно вообще; также позволяет сокращать время на наладку станков ЧПУ, за счет достоверного контроля первых обработанных деталей из последующей партии; исключать брак, используя постоянный контроль точности процесса обработки деталей, и своевременно корректировать его.

Трехкоординатные приборы позволяют решить ряд новых задач измерительной техники, которые ранее традиционными методами не решались, или были трудоемкими и тем самым тормозили развитие производственного процесса. Появилась необходимость ввести такие способы контроля, которые будут соответствовать темпам обработки.

Станки с ЧПУ позволили значительно повысить производительность обработки, но надежда обойтись без контроля обрабатываемых на них деталей, не оправдалась. Необходимо проверять состояние и наладку станков с ЧПУ, контролируя первую изготовленную деталь.

Причем зачастую эти детали сложной геометрической формы с большим количеством размеров.

Принцип работы координатно-измерительных машин (КИМ) основывается на том, что имеется возможность измерить перемещение щупа относительно контролируемых объектов по трем пространственным осям Х, У, Z. Математический отсчет по измеренным точкам ведется в цифровой форме.

Так как при замере некоторых линейных и угловых величин ряд размеров может быть получен только путем вычислений, а также для того чтобы получить результат измерений в более удобной форме (в виде протоколов и графиков) в сочетании с КИМ используется ЭВМ.

На ЭВМ и периферийные устройства (мониторы, принтеры и другие) перекладываются наиболее трудоемкие операции контроля деталей сложной пространственной формы: вычисление, установка детали и щупов относительно баз, составление протоколов.

На КИМ можно измерять в любой из трех систем прямоугольных координат: в машинной, соответствующей осям, по которым перемещается щуп; в нормальной системе, соответствующей осям детали (деталь при установке чаще всего бывает смещена по всем трем осям КИМ); вспомогательная, которая может быть смещена по трем осям от нормальной системы (эта система используется для измерения размеров на наклонных поверхностях детали). Благодаря использованию в КИМ ЭВМ пересчет из одной системы в другую осуществляется автоматически, без участия человека.

Основными конструктивными элементами КИМ являются[1]: механическая часть, которая обеспечивает установку контролируемой детали и ее перемещение относительно системы ощупывания или наоборот, системы ощупывания относительно любой точки неподвижной детали; система ощупывания, фиксирующая координаты, в которых щуп касается точки объекта; измерительная часть, которая измеряет координаты, измеренные при перемещении стола или системы щупов по каждой из осей координатно-измерительной машины; система привода и управления перемещениями подвижных органов КИМ и щуповой системы; система обработки результатов измерений.

Основными характеристиками для механической части КИМ являются габаритные размерами, форма и масса контролируемых деталей и имеющиеся возможности ощупывающей системы. По конструкции измерительная система может быть трех видов: консольная, портальная и мостовая.

Консольная конструкция позволяет производить установку и контроль детали наиболее простым способом, но в тоже время ее жесткость и координатные перемещения становятся меньше.

Портальная конструкция сочетает в себе портал и консоль, благодаря этому обеспечивается более высокая жесткость и большие координатные перемещения. При этом сохраняется удобство загрузки детали, так как во время загрузки портал можно отвести на расстояние от измеряемых деталей.

Мостовая конструкция состоит из консоли, располагающейся между двух передвижных колонн и имеющей наибольшую жесткость и наибольший размер перемещений по осям. Однако присутствие в мостовой конструкции боковых колонн ограничивает доступ к детали и снижает диапазон измерений.

Чтобы выбрать перемещающийся элемент КИМ необходимо оценить геометрические параметры и массу детали. Крупногабаритные, громоздкие и тяжелые детали необходимо устанавливать на массивный неподвижный стол.

При измерении легких, маленьких деталей зачастую применяют столы с перемещающимся по одной (Х) или двум (Х и У) координатам.

Стол и направляющие изготавливают из серого чугуна, стального литья, а в последнее время из твердых каменных пород, например, таких как гранит.

Система ощупывания определяется и параметрами детали, и процессом измерения. Выбор метода ощупывания (формы контактирующего элемента и принцип действия головки) зависит от множества факторов, связанных с деталью и задачей измерения, и в свою очередь влияет на точность измерения, условия обслуживания КИМ, возможную степень автоматизации и производительность.

Применяемые щуповые головки по принципу действия делятся на механические, электроконтактные, индуктивные и др.

Механические щупы жестко крепятся к подвижной пиноли и имеют различную форму: конусный наконечник применяют для определения расстояний между отверстиями; сферический – для измерения плоских цилиндрических или выпуклых поверхностей; плоские – для измерения выпуклых поверхностей; дисковые – для измерения глубоких поверхностей или внутренних канавок и т. д.

В сочетании с жесткими наконечниками используются различные удлинители и крепежный кубик (сфера) на конце пиноли, обеспечивающий установку щупа в любом направлении. Жесткие щупы применяют при ручном ощупывании и управлении; измерительное усилие и положение контакта зависят от усилия рук. Отсчет производится при стабилизации показания на отсчетном приборе.

Электроконтактные щупы основаны на использовании замыкания токовой цепи в момент контакта щупа с деталью. При этом выдается звуковой и световой сигнал на снятие отсчета. Такой щуп малонадежен и не применим при токонепроводящих деталях. Другим вариантом электроконтактного щупа является электроконтактный преобразователь, замыкающий или размыкающий электрические контакты во время касания.

Применение ЭВМ совместно с КИМ дало возможность развитию полной автоматизации процесса измерения, которую тормозит необходимость замены щупов, так как детали имеют сложную геометрическую форму и некоторые точки труднодоступны для измерения одним щупом, поэтому требуется применение различных щупов.

Наиболее удобным к применению является набор наконечников из пяти штук, они соединены между собой в одном корпусе. Каждый из наконечников чувствителен к перемещению по трем осям (Х, У и Z), благодаря тому что в конструкции имеется три индуктивных преобразователя.

Такая система ощупывания может быть использована как датчик касания – в таком случае измерения перемещения щупа выполняются измерительной частью КИМ, и как индикатор, показывающий отклонение – в этом случае измерения малых перемещений наконечника выполняются системой ощупывания с помощью индуктивного преобразователя, значение которого со знаком плюс или минус суммируются с показаниями измерительной части КИМ, причем данные математические операции производятся до обработки результатов измерений.

Измерительная часть служит для измерения перемещений щупа или стола по трем осям рабочего пространства КИМ. Конструктивно она может быть фотоэлектрической, линейной или круговой индуктивной, лазерной.

Привод и управление КИМ определяют производительность, точность и удобство обслуживания. Ручной подвод пиноли к месту измерения применяется в КИМ с малыми диапазонами измерениями и неавтоматизированных.

При этом возрастают погрешности из-за влияния температуры руки оператора и нестабильности измерительного усилия.

При моторном приводе применяются два варианта управления – цифровое перфорационное через управляющие блоки и числовое управление через микроЭВМ, служащей для обработки измеренных значений.

Полезный эффект от использования КИМ во многом зависит от способа обработки данных. В случае когда в КИМ не используется ЭВМ, все необходимые расчеты по чертежам и запись результатов должен выполнять сам оператор.

Первой предпосылкой для автоматизации измерительной системы стало подключение печатающего устройства, но недостатком этого способа стало то, что размеры деталей на чертеже должны были быть даны исключительно в значениях координат.

Читайте также:  Станок для электроэрозионной обработки металлов своими руками

Второй уровень автоматизации – это применение ЭВМ для вычислений и распечатки протоколов, третья ступень автоматизации – полностью автоматизированные КИМ.

В них возможен автоматический ввод программы, автоматическое управление подвижными узлами КИМ, автоматическая обработка данных измерений и оценка результатов. Все эти задачи решаются путем составления программ для ЭВМ в составе КИМ.

Применение координатно-измерительных машин на производстве способствует решению многих метрологических задач, таких как: оперативное измерение геометрических размеров простых и сложных деталей, включая детали, измерение которых может вызвать затруднение и потребовать больших материальных и физических затрат; сокращение времени на наладку станков ЧПУ, изготавливающих проверяемые детали; исключение брака, путем постоянного контроля точности процесса обработки деталей.

Источник: https://novainfo.ru/article/10054

Координатные измерительные машины

Координатными измерительными машинами (КИМ) называют автоматические средства для определения линейных и угловых размеров, а также отклонений формы и расположения поверхностей и осей сложных корпусных деталей.

КИМ позволяет осуществлять перечисленные виды измерений в двух, трех и четырех координатах: X и Y (рис. 15.1, а); X, Y, Z (рис. 15.1, б); X, Y, Z плюс поворот на угол j в плоскости XOY (рис. 15.1, в).

Работают машины в двух режимах: либо осуществляется перемещение измерительного наконечника до контакта с измеряемой поверхностью и с помощью отсчетных устройств определяется ее положение в системе координат, либо измерительный наконечник по заданной программе перемещается в точки, соответствующие номинальным значениям определяемых размеров, а отсчетные устройства позволяют оценить отклонения положения действительных поверхностей от номинального значения. Чаще КИМ работают в первом режиме.

Основными узлами машин являются направляющие, по которым  перемещается измерительная каретка с наконечником, отсчетные и счетно-решающие системы.

Для уменьшения погрешности измерения КИМ снабжены либо направляющими качения, либо аэростатическими (на воздушной подушке) направляющими.

Аэростатические направляющие высокоточных машин иногда изготовляют из твердых каменных пород, не подверженных (в отличие от металлических) температурным деформациям.

В качестве отсчетных устройств в КИМ используют специальные устройства – индуктосины. Они представляют собой электрическую машину со статором, развернутым в виде линейки, на поверхность которой печатным способом нанесены обмотки. Для этих же целей могут применяться и растровые фотоэлектрические преобразователи.

Современные КИМ оснащены ЭВМ, осуществляющими обработку результатов измерений, пересчет полученных значений размеров в зависимости от положения произвольно расположенной на столе машины контролируемой детали, печатание результатов измерений с указанием действительных значений измеренных параметров или их отклонений от заданных и их цифровую индикацию на специальных табло. Кроме того, ЭВМ руководит перемещениями каретки с измерительным наконечником, обеспечивая его последовательное автоматическое касание всех поверхностей, подлежащих контролю.

Раньше эта операция осуществлялась в соответствии с предварительно составленной программой (для каждого типоразмера деталей), введенной в ЭВМ.

Существенным недостатком такого метода является необходимость затрачивать время на написание программы, ее запись на программоноситель и отладку, что требует привлечения к процессам измерения программистов.

Современные конструкции машин позволяют оператору без программы быстро «обучить» машину выполнять измерения интересующих параметров конкретной детали. Для этого надо вручную переместить каретку с измерительным наконечником, касаясь этим наконечником поверхностей, подлежащих контролю.

Машина запоминает эти движения и сама записывает их в виде управляющей программы, которую потом использует для измерения аналогичных деталей. При необходимости эта программа заносится в память машины и может быть использована в любое время.

Координатные измерительные машины находят также широкое применение при разметке корпусных деталей.

Координатная измерительная машина ВЕ-111 (рис.15.1, в) позволяет проводить измерения и разметку по четырем координатам. Измеряемую деталь 4 устанавливают на самоустанавливающихся домкратах 5 стола 6, осуществляющего поворот детали вокруг вертикальной оси.

Устройство 3 измерительным наконечником или разметочной головкой перемещается по осям X и Z с помощью каретки 2, которая поднимается и опускается по направляющим колонки 1. На каретке имеются направляющие, обеспечивающие перемещение штанги с устройством 3 в горизонтальном направлении по оси Y.

Для измерений по оси X вся колонка перемещается по направляющим основания 7. Перемещение каретки 2 по оси  Z осуществляется вручную, а по осям X и  Y – с помощью электродвигателя.

Результаты измерений по четырем координатам считывают с цифрового отсчетного устройства 9 ЭВМ или печатаются на бумажной ленте принтера 8. Данная машина обеспечивает возможность измерения и разметки деталей размером до 750´460´630 мм.

Существующие модели координатных измерительных машин позволяют измерять и размечать детали размерами от 400…500 мм до 10…16 м. Наибольшее распространение получили машины для измерения деталей размером не более 500…1000 мм.

Источник: http://libraryno.ru/koordinatnye-izmeritel-nye-mashiny-tex_izm_medved/

Датчик инструмента ЧПУ: предназначение, плюсы, виды, работа

Датчик инструмента для ЧПУ – прибор, выполняющий функцию контактных измерительных систем. Благодаря его наличию станки с ЧПУ способны работать в автономном или полуавтономном режиме.

Существуют различные виды датчиков. Они являются частью системы ЧПУ, без которых она не будет полноценной.

Каждый аппарат данного типа имеет свое предназначение, и работает по определенному принципу действия.

Предназначение

Первый контактный датчик был создан в семидесятых годах двадцатого века. Благодаря ему координатно-измерительные машины стало возможным использовать в промышленной области.

Прибор позволил проводить трехмерные измерения, что положительно повлияло на качество работы станочного оборудования.

Уже в восьмидесятых годах была модернизирована система ЧПУ под взаимодействие с измерительным датчиком.

С этого момента начинают создаваться первые станки с ЧПУ. Устройства данного типа были восприняты критично.

Многие предполагали, что их использование увеличит время, затраченное на осуществление задачи. Измерительная функция считалась ненужной для станочных агрегатов.

Но датчик для ЧПУ показал себя эффективным. Его использование позволило повысить производительность и автоматизировать производство.

Прибор инструмента числового программного управления стал неотъемлемым компонентом нового станка. Современное оборудование не только предполагает наличие данного прибора, но и ценится выше, если он является частью конструкции.

Контактные измерительные системы используются для:

  • наладки рабочего механизма;
  • точного подключения к устанавливаемой детали;
  • измерения детали.

Применение датчика инструмента обеспечивает целым рядом преимуществ при осуществлении производственных задач.

Преимущества

Наладка прибора ручным способом является затратным по времени действием. Наличие датчика позволяет автоматизировать наладку. Даже если ранее коэффициент наладки показывал ноль, измерительный прибор решит эту проблему. При этом подключить прибор к конструкции станка с ЧПУ можно без особых усилий. Благодаря его установке осуществляется:

  • снижение периода, на протяжении которого станок простаивает;
  • повышение точности измерительных данных, произведенных инструментом;
  • автоматизация процесса коррекции данных;
  • снижение вероятности возникновения ошибок, допущенных оператором, до ноля;
  • выявление неисправностей при работе аппарата.

Устанавливая заготовку, требуется помощь специальных зажимов. Данные компоненты отличаются высокой стоимостью. При наличии датчика необходимость в использовании зажимов отпадает. Подключаем аппарат, после чего гарантируется наличие комплекса преимуществ:

  • снижается скорость износа рабочего инструмента;
  • заготовка закрепляется в автоматическом режиме;
  • минимизируется участие оператора;
  • снижается риск возникновения брака;
  • повышается показатель производительности и универсальности.

Датчики связаны со шпинделем и револьверной головкой. Они способны произвести замеры заготовки, когда осуществляется задача. При серийном производстве приборы контролируют, чтобы настройки не сбивались при переходе от заготовки к заготовке.

В качестве измерительного аппарата основные достоинства механизмов заключаются в наличии:

  • способности осуществлять коррекцию детали в автоматическом режиме;
  • условий, способных обеспечить надежное производство изделий;
  • функции проверки размеров заготовки перед переходом к изготовлению следующей.

Комплекс этих особенностей сделал датчик инструмента числового программного управления востребованным элементом при производство современного станка, используемого как для массового производства, так и для собственных целей.

Виды

Современный станок с ЧПУ оборудован несколькими датчиками, каждый из которых выполняет определенную функцию. Классификация измерительных систем для станочного оборудования осуществляется в зависимости от:

  • вида станочного аппарата (фрезерный, токарный, шлифовальный);
  • способа работы с поверхностью детали (контактный и бесконтактный);
  • функций устройств (измерительная и наладочная).

Современные аппараты предполагают большое количество модернизаций и инноваций, поэтому принято также выделять еще один способ классификации, связанный с типом передачи сигнала. Если ранее он осуществлялся проводным методом при касании с устройством, то теперь появились оптические, радиочастотные, и индуктивные датчики.

Наиболее популярными из них являются:

  • бесконтактный – применяется для отслеживания перемещения заготовок;
  • определения угла поворота – применяется для вычисления угла наклона вала;
  • линейный – определяет положение заготовки и рабочего механизма (используется на большинстве современных станков);
  • концевой – датчик касания контролирует расстояние между деталью и станком;
  • датчик высоты инструмента – находит грани заготовки, для которой необходима обработка.

Наиболее качественные приборы, представлены производителями: Renishaw, Marposs и Heidenhain ЧПУ.

Особенности работы

При обработке заготовок и производстве изделий с нуля датчик сопровождает сразу несколько этапов работы. На первом этапе он выполняет выверку. Данное действие предполагает измерение точного расположения детали и ее высоту перед осуществлением обработки. Положение, в котором будет закреплена заготовка, не играет роли.

Программа обработки детали не запустится, пока не будут определены точки привязки. От их определения зависит, насколько точно будет произведена задача. Датчик способен быстро и точно найти точки привязки, ускорив производство, даже если оператор не подключил собственные возможности.

Если обработка является сложной, то в ходе ее выполнения необходимо производить несколько измерений. От частоты измерений будет зависеть коэффициент износа инструмента. Измерительный прибор решит эту проблему без нанесения ущерба агрегату.

Источник: https://VseOChpu.ru/datchik-instrumenta-chpu/

Виды контрольно-измерительных приборов

Главная » Электромонтаж » КИПиА » Виды контрольно-измерительных приборов

Измерительные приборы – это специальные устройства, которые необходимы для сравнения измеряемой величины с единицей измерения. На сегодняшний день можно выделить следующие виды контрольно-измерительных приборов:

  1. Род измеряемой величины.
  2. Способ отсчета.
  3. Класс точности.
  4. Назначение.

В зависимости от того, какие величины будут измеряться в дальнейшем устройства можно разделить на следующие группы:

  1. Для измерения температуры.
  2. Для измерения давления.
  3. Для измерения количества расхода жидкостей.
  4. Для измерения уровня жидкости, а также сыпучих тел.
  5. Для качественных измерений.

Также виды контрольно-измерительных приборов могут различаться в зависимости по способу отсчета:

  1. С наводной ручкой.
  2. Самопишущие.
  3. Показывающие.
  4. Суммирующие.
  5. Сигнализирующие.

К приборам, которые имеют ручную наводку относятся такие, у которых при измерении сравнение измеряемой величины с образцами или мерами осуществляется при участии человека. Показывающие приборы в момент измерения указывается значение измеряемой величины. В большинстве случаев значение будет определяться визуально по шкалам.

Измерительные приборы также могут отличаться в зависимости от конструкции на щитовые и переносные. Стационарные устройства предназначаются для непрерывного контроля измеряемой величины. Благодаря переносным приборам у вас появится возможность проводить замеры периодически или эпизодически.

Самопишущие приборы

Самопишущие приборы позволяют автоматически записывать все результаты измерения на бумажной ленте. В большинстве случаев эта запись напоминает простую линию, которая изменяется.

Суммирующие приборы

Суммирующие приборы позволяют показать суммарное значение величины, которая измерялась. Счетчики позволяют показывать количество потребляемой энергии, воды или газа.

Читайте также:  Как сделать циркулярку своими руками из ручной дисковой пилы

В зависимости от назначения производители изготовляют следующие приборы:

  • Контрольные.
  • Лабораторные.
  • Образцовые.
  • Эталонные.

Общепромышленные измерительные приборы

Технические общепромышленные измерительные приборы являются устройствами, которые в дальнейшем будут использовать только на производстве. Их конструкция достаточно проста и в большинстве случаев подобные устройства будут иметь специальные шкалы с крупным циферблатом. Читайте также о том, как пользоваться мультиметром.

Лабораторные приборы

Контрольные и лабораторные устройства также могут применяться для быстрой проверки технических приборов и при проведении наладочных работ. Обычно благодаря подобным устройствам можно проверять технические и лабораторные приборы. Контрольные и лабораторные приборы изготовляют с более высоким классом точности.

Эталонные приборы

Эталонные и образцовые приборы могут использовать для проверки измерительных приборов. Основным их предназначением считается хранение и воспроизведение единиц, которые имеют наивысшую точность. Образцовые приборы во время измерения позволяют предоставить точные данные. Одной из важнейших характеристик подобных устройств считается чувствительность прибора.

Чувствительность прибора – это отношение величины линейного или углового перемещения стрелки, к изменению значению измеряемой величины.

Чувствительность в большинстве случаев выражается в числах деления прибора. Теперь вы знаете, какие существуют виды контрольно-измерительных приборов. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Источник: http://vse-elektrichestvo.ru/elektromontazh/kipia/vidy-kontrolno-izmeritelnyx-priborov.html

Координатно-измерительные машины нового поколения

Координатно-измерительные машины «Лапик» представляют собой новое поколение измерительных машин с расширенными функциональными возможностями и эксплуатационными качествами по сравнению с машинами портального типа. Координатно-измерительная машина осуществляет измерение деталей расширенного спектра сложности в ручном, полуавтоматическом и полностью автоматическом режимах.

Купить товар

Описание

Преимущества

Применение

Описание:

Координатно-измерительные машины «Лапик» представляют собой новое поколение измерительных машин с расширенными функциональными возможностями и эксплуатационными качествами по сравнению с машинами портального типа. Координатно-измерительная машина осуществляет измерение деталей расширенного спектра сложности в ручном, полуавтоматическом и полностью автоматическом режимах.

Координатно-измерительная машина имеет оригинальный корпус, смоделированный в форме октаэдра. Геометрия октаэдра обеспечивает жесткость рамы координатно-измерительной машины, в 5 раз превышающую жесткость традиционных машин.

Конструкция координатно-измерительной машины обеспечивает шесть степеней свободы рабочего органа, шесть одновременно и согласовано управляемых осей перемещения.

Выбор шестистержневой конструкции позволил намного уменьшить массу подвижных частей, увеличить быстродействие.

Особое значение имеет точность позиционирования инструмента, так как накопление погрешности на последовательных механических звеньях отсутствует.

Кроме того, в координатно-измерительной машине измерительная  система (кинематическая схема) отделена от силовой, что обеспечивает долговременную стабильность характеристик в повышении точности измерений.

Кинематическая схема координатно-измерительной машины представляет собой параллельную структуру в виде перевернутой пирамиды. В основании пирамиды располагаются сферические шарниры, которые служат точками отсчета для следящей системы.

Следящая система состоит из излучателя и шести лазерных интерферометров с дискретностью отсчета перемещений 0.1 мкм, определяющих расстояния между соответствующими сферическим шарниром на неподвижной раме и элементом, расположенным на каретке.

Оптическая схема излучателя когерентного света обеспечивает деление светового потока от лазера на 6 равнозначных каналов; световая энергия передается от излучателя к интерферометрам по 6 одномодовым оптоволоконным линиям. Каретка перемещается с помощью шести мехатронных приводов. Штанги приводов работают только на растяжение-сжатие, деформация изгиба отсутствует.

Конструктивно лазерные интерферометры отделены от исполнительных приводов. Этим обстоятельством исключается прямое воздействие деформаций и нагрузок в приводах на следящую систему.

Программно-математическое обеспечение обеспечивает 3D визуализацию процесса измерения. В реальном времени на мониторе отображаются движения координатно-измерительной машины, измеряемые элементы, CAD-модель изделия. Также имеется возможность масштабирования изображения, представление элементов в полном/каркасном виде.

Выводятся подробности измерения: собранные точки, графики отклонения измеренных точек. Координатно-измерительная машина работает CAD-моделями в форматах, созданных в стороннем конструкторском ПО.

Координатно-измерительная машина оснащается дополнительным сенсорным экраном для быстрого и удобного доступа к основным функциям машины.

Выпускаются 3 вида шестиосевых координатно-измерительных машин «Лапик»:

  • КИМ-500Н — КИМ-1800Н — нормальной точности
  • КИМ-500 — КИМ-1400/3000 — повышенной точности
  • КИМ-500С — КИМ-1800С — особо высокой точности

Преимущества:

— высокая производительность измерения.

 Отличительной особенностью координатно-измерительной машины «Лапик»  является наличие управляемого полного шестимерного движения щупа, которым без лишних калибровок производится контроль базовых и рабочих поверхностей деталей.

Производительность при точечном измерении детали достигает до 8 т/сек с сохранением точности измерения и до 200 т/сек. при сканировании. Для сравнения у портальных машин производительность при точечном измерении детали составляет 0,5 т/сек.,

наличие дополнительной к возможностям портальных машин функции шестимерного «ощупывания», позволяющей производить:

  • измерение внутренних полостей;
  • узких криволинейных каналов и наклонных отверстий;
  • сканирование сложной формы с заданным углом контакта;
  • контроль небольших изделий (или фрагментов больших) с погрешностью в 2-3 раза меньше паспортной и др.,

— контроль мелких структур. Измерительное усилие щуповой головки в режиме токового касания составляет 0,0003 Н. Высокая чувствительность позволяет работать со щупами радиусом до 20 микрон, обеспечивая контроль труднодоступных и легко деформируемых элементов деталей, в т.ч.

мелкомодульных зубчатых колес (m > 0,2) и резьб с мелким шагом. Измерение производится с применением специального острого щупа(иглы) с малым радиусом скругления наконечника. Точность контроля достигается за счет обеспечения касания поверхностей измеряемого объекта заданным рабочим сектором измерительного наконечника.

Рабочий сектор щупа-иглы определяется в процессе калибровки. Работа заданным сектором щупа-иглы возможна только на шестиосевой координатно-измерительной машины, обеспечивающей требуемые движения для калибровки и измерения.

С использованием данного метода измерения доступны для контроля внутренние полости деталей, имеющие входные отверстия малых диаметров,

мобильность оборудования – это возможность перемещения измерительной машины внутри производства в зависимости от технологической потребности.

Конструктивно в машинах заложена двухступенчатая система защиты от вибраций, позволяющая применять машины в цеховых условиях без дорогостоящих аэростатических систем виброзащиты и значительно снизить затраты на изготовление специальных фундаментов.

Координатно-измерительные машины работают только от электросети, подвод сжатого воздуха не требуется,

— надежность оборудования,

долговременная стабильность характеристик точности. Встроенная в координатно-измерительную машину система «самокалибровки», которая имеется только в машинах «Лапик», сохраняет паспортную точность 15 и более лет эксплуатации; сохраняет точность вне термостабилизированных помещений.

Система «самокалибровки» позволяет, используя специальный двухшаровый эталон, скорректировать значение констант, определяющих точность машины при текущих реальных условиях эксплуатации машины.

Эти результаты автоматически учитываются программным обеспечением и, таким образом, после проведения калибровки восстанавливается первоначальная точность машины, независимо от износа и механических деформаций.

Кроме того, процедуры калибровки позволяют определить величины отклонений при изменении внешних воздействий температуры, давления, влажности и подготовить машину для работы при реальной температуре помещения в диапазоне 12°С — 32°С. Для сравнения у портальных машин измерительный температурный диапазон 18°С — 26°С,

— простота эксплуатации и управления. В распоряжении оператора имеются привычные 6 степеней свободы для движения тела в пространстве.

Положение каретки в каждый момент времени описывается тремя декартовыми координатами X, Y, Z одной из точек платформы (называемой рабочей точкой) и тремя углами поворота А, В, С каретки вокруг этих осей. Рабочая точка всегда автоматически устанавливается при калибровке щупа в его центре.

Оператор может работать как в ручном, так и автоматическом режимах. В машине реализован также режим самообучения. Управление координатно-измерительной машиной осуществляется современным программным обеспечением.

Стандартное сетевое подключение компьютера к системе управления и операционная система обеспечивают удобство пользования и возможность модернизации элементов пользовательского интерфейса. Команды на перемещение каретки могут задаваться в кодах ISO и на специальном языке. ПО обеспечивает связь с другими системами через стандартный ASCII –формат и поддерживает форматы обмена данных IGES и DXF.

Применение:

Координатно-измерительные машины «Лапик» производят измерение следующих деталей и изделий: стандартные геометрические элементы (точка, прямая, плоскость, окружность, эллипс, цилиндр, конус, сфера, тор), различные типы корпусных деталей, колеса зубчатых цилиндрических эвольвентных с модулем m >= 0,4, колеса зубчатых цилиндрических эвольвентных с модулем m < 0,4, колеса зубчатых конических с круговыми зубьями, колеса зубчатых конических с прямыми зубьями, шлицы прямобочные, шлицы эвольвентные, червяки цилиндрические архимедовы, колеса червячные для цилиндрических червяков, резьбы метрические, упорные, упорные усиленные, трапецеидальные и по спецзаказам, резьбы метрические с шагом 0.2 < P < 1 мм, фрезы червячные для зубчатых колес, винты, гайки шарико-винтовых передач, винты, гайки и ролики ролико-винтовых передач, лопатки турбинные и компрессорные, крыльчатки и рабочие колеса и пр.

Примечание: описание технологии на примере координатно-измерительных машин «Лапик».

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ

ЗВОНИТЕ: +7-908-918-03-57

либо воспользуйтесь поиском аналогов технологий:

ПОИСК АНАЛОГОВ ТЕХНОЛОГИЙ

или пиши нам здесь…

карта сайта

Войти    Регистрация

Виктор Потехин

Поступил вопрос относительно пиролизных установок для сжигания ТБО. Дан ответ. В частности, разъяснено, что существуют разные пиролизные установки: для сжигания 1-4 класса опасности и остальные. Соответственно разные технологии и цены.

2018-05-18 11:06:55Виктор Потехин

К нам поступают много заявок на покупку различных товаров. Мы их не продаем и не производим. Но мы поддерживаем отношения с производителями и можем порекомендовать, посоветовать.

2018-05-18 11:08:11Виктор Потехин

Поступил вопрос по гидропонному зеленому корму. Дан ответ: мы не продаем его. Предложено оставить заявку в комментариях для того, чтобы его производители выполнили данную заявку.

2018-05-18 17:44:35Виктор Потехин

Поступает очень много вопросов по технологиям. Просьба задавать эти вопросы внизу в комментариях к записям.

2018-05-23 07:24:36Andrey-245

Не совсем понятно. Эту батарейку можно вообще не заряжать что ли? Сколько вольт она выдает? И где ее купить? И можно ли такие соединить последовательно-параллельно, собрав нормальный аккумулятор, например, для электромобиля?

2018-08-23 10:09:48Виктор Потехин 2018-08-24 08:33:25SergeyShef

Добрый день! Интересна вышеописанная установка. Как можно её заказать ? Какие условия сотрудничества у автора?

2018-08-27 17:07:42Виктор Потехин

Сергей, кидайте сюда ссылку на установку. Или пишите мне vnp1@ya.ru

2018-08-27 18:52:14SergeyShef

Я у Вас спрашивал, как и где её можно купить?

2018-08-27 21:07:41SergeyShef

Кто изготовил тот образец, который у Вас на фото и могут ли изготавливать на заказ?

2018-08-27 21:10:05Виктор Потехин

не могу понять, что за установка. скиньте сюда ссылку

2018-08-27 23:15:16Виктор Потехин

не обладаем такой информацией

2018-08-28 21:45:17npc-ses

Добрый день! SergeyShef изделие подобное тому, что изображено в заголовке, да и в принципе любое изделие по технологии LTCC можно изготовить на нашем производстве АО «НПЦ «СпецЭлектронСистемы». Находимся в г. Москва. Можете написать мне на электронную почту vag_av@npc-ses.ru

2018-08-29 18:41:34npc-ses

На нашем производстве имеется пожалуй самый полный комплект оборудования в России, который позволяет производить 3D микросборки, в том числе по технологии LTCC, в замкнутом цикле, начиная от входного контроля материалов, всех промежуточных производственных процессов…

2018-08-29 18:47:20Djahan

КРИОГЕЛЬ ДЛЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ. кто производит, как найти, чтобы купить?

2018-08-30 23:48:23Виктор Потехин

купить можно у производителя

2018-09-01 20:58:09Andrey-245

Здравствуйте, Виктор. Я задавал вопрос (2018-08-23) имелось в виду про углеродную батарейку, которая служит более 100 лет.

2018-09-18 12:15:33Виктор Потехин

вся информация, что есть по батарейке, написана в соответствующей статье.

Источник: http://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/koordinatno-izmeritelnye-mashiny/

Ссылка на основную публикацию