Меню

Датчик для измерения размеров деталей



Лазерные, оптические измерительные датчики

Лазерные высокоточные сканеры (красный и синий лазер) для бесконтактного контроля профиля поверхности, положения, перемещения, геометрических размеров, распознавания технологических объектов, контроля сварных швов, построения 3D моделей.

Лазерные сканеры (красный и синий лазер) для бесконтактного контроля профиля поверхности, положения, перемещения, геометрических размеров, распознавания технологических объектов, построения 3D моделей.

Лазерные сканеры (красный и синий лазер) для специальных применений. Сканеры для контроля труднодоступных объектов. Сканеры для контроля оптически сложных объектов. Сканеры со специальными прошивками.

Лазерные триангуляционные датчики для бесконтактного измерения положения, размеров, профиля поверхности, деформаций, вибраций, сортировки, распознавания технологических объектов; измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов.

Одномерные оптические микрометры для бесконтактного измерения теневым методом диаметров, зазоров и положений технологических объектов. Экономичный датчик.

Двумерные оптические микрометры для бесконтактного измерения теневым методом диаметров, зазоров и положений технологических объектов. Измерения производятся в двух измерениях одновременно.

Лазерный датчик работающий по принципу коноскопической голографии для измерения расстояния, контура поверхности , 2D профиля , деформаций, толщины и 3D измерений. Отличительной способностью датчика является способность работы через зеркало.

Лазерный конфокальный измерительный датчик с функцией сканирования предназначен для сверхточного измерения расстояния до объектов. Датчик способен работать на любых типах поверхностей, под любыми углами.

Микроскопические лазерные конфокальные датчики с вынесенным измерительным блоком. Датчик с измерительным блоком связаны по оптоволокну. Разрешение датчика до 1 нанометра.

Абсолютные линейные энкодеры предназначены для измерения и контроля перемещений, размеров, биений, расположения и профиля поверхностей, деформаций технологических объектов.

Серия включает две модели: РФ251 — датчики для работы в тяжелых условиях и РФ256 – широкодиапазонные датчики.

Серия РФ656
высокоточные микрометры с телецентрической оптикой
Диапазон измерений, мм: 6, 25
Точность, мкм: ±0,5 мкм
Частота выборки, кГц: 1000

Серия РФ651
произвольное расстояние между излучателем и приемником
Диапазон измерений, мм: 25, 59
Точность, мкм: ±5 мкм
Частота выборки, кГц: 800

диапазоны измерения от 2 мм до 1250 мм
точность измерения ±1 мкм
частота обновления данных 9 кГц
датчики на базе СИНЕГО и ИК лазеров

Серия высокоскоростных (до 180 кГц) датчиков

Широкодиапазонные датчики
Диапазон измерений, мм: от 10 до 2500
Точность, % от диапазона: ±0.1…0.2
Частота выборки, кГц: 9,4

Источник

Контактные измерительные системы для станков с ЧПУ


Изобретение контактного датчика в начале 70-х годов прошлого столетия привело к настоящему прорыву в области разработки координатно-измерительных машин (КИМ) как промышленного стандарта для 3D измерений.

Практически одновременно заговорили и о возможности применения контактных измерений на обрабатывающих станках, однако эта идея была принята крупнейшими
мировыми производителями станков после усовершенствования имевшихся в то время систем ЧПУ и только в середине 80-х годов.


Рис.1. Современные контактные щупы фирмы Heidenhain

Дело в том, что поначалу среди пользователей существовало заметное нежелание применять контактные измерения на станках. Типичные возражения звучали следующим образом: “время обработки возрастает” и “станки предназначены для резания, а не для измерений”. Подобные заблуждения основывались, главным образом, на неправильном понимании реальных задач и преимуществ измерений, а также на некоторых укоренившихся не совсем правильных представлениях о способах усовершенствования методов эксплуатации станков.

Сегодня, когда контроль качества на производстве обязателен и существует неизменная тенденция к повышению производительности на автоматизированном производстве, контактные измерения стали неотъемлемой частью технологического процесса.

В настоящее время широкое применение нашли измерительные системы выпускаемые фирмами RENISHAW, HEIDENHAIN, MARPOSS, BLUM.

Область применения контактных измерительных систем

Основная область применения данных измерительных систем:

  • Наладка инструмента
  • Установка заготовки
  • Измерение детали

Наладка инструмента

Процедура ручной наладки инструмента и ввода поправок на его размеры в ручном режиме занимает много времени и сильно подвержена влиянию человеческого фактора, в то время как датчики для наладки инструмента легко устанавливаются на обрабатывающие центры и токарные станки с ЧПУ (числовым программным управлением) и позволяют автоматизировать наладку инструмента.

Это дает следующие преимущества:

  • Существенную экономию времени и уменьшение времени простоя станка
  • Высокую точность измерения длины и диаметра инструмента
  • Автоматизацию определения и ввода коррекции на инструмент
  • Отсутствие ошибок, связанных с неточными действиями оператора
  • Определение поломки инструмента непосредственно в цикле обработки

Установка заготовки

Контактные измерения позволяют отказаться от использования дорогостоящих зажимных приспособлений и длительной процедуры выставления заготовки относительно осей станка вручную с помощью циферблатных индикаторов. Использование измерительных датчиков, установленных в шпиндель обрабатывающего центра или в револьверную головку токарного станка, дает следующие преимущества:

  • Уменьшение времени простоя станка
  • Автоматизацию крепления заготовки, ее выравнивания по отношению к осям станка путем и корректировки углового положения поворотной оси
  • Отсутствие ошибок, связанных с неточными действиями оператора
  • Снижение доли брака
  • Повышение производительности и универсальность по отношению к объему серии обрабатываемых деталей

Измерение детали

Датчики, устанавливаемые в шпиндель и револьверную головку, могут применяться и для измерения размеров заготовки в процессе ее обработки и для контроля первой детали при переходе на новую партию деталей – успешное использование ручных измерительных приспособлений зависит от навыков оператора, а перенос детали со станка на КИМ не всегда целесообразен.

  • Измерение детали в процессе ее изготовления, сопровождаемое автоматическим вводом необходимой коррекции
  • Увеличение надежности полностью автоматизированной обработки деталей, не требующее вмешательства обслуживающего персонала
  • Проверка размеров первой обработанной детали при переходе на новую партию деталей с последующим автоматическим вводом коррекции
  • Уменьшение времени простоя станка, связанного с ожиданием результатов проверки размеров первой детали

Типы контактных измерительных систем

Все технологические измерительные системы применяемые на станках с ЧПУ можно разделить на следующие типы:

  • По виду рабочего станка
  • По виду взаимодействия с измеряемой поверхностью
  • По функциональному назначению
  • По способу передачи сигнала

По виду рабочего станка

Для различных типов станков используются датчики максимально приспособленные для работы на этих станках. К ним относятся датчики:

  • Для фрезерных станков и обрабатывающих центров
  • Для токарных станков
  • Для шлифовальных станков

По виду взаимодействия с измеряемой поверхностью

В процессе измерения датчик взаимодействует с измеряемой поверхностью. В зависимости от этого они подразделяются на:


Рис.2. 3D-щуп для измерения заготовки непосредственно на станке

Контактные датчики используемые для измерения детали имеют наконечник изготовленный из синтетического рубина, нитрида кремния, двуокиси циркония, карбида вольфрама или керамики.


Рис.3. Контактный 3D-щуп для измерения инструмента

Контактные датчики используемые для наладки инструмента имеют наконечник круглого или прямоугольного сечения и изготавливаются из твердосплавного материала.


Рис.4. Бесконтактная лазерная измерительная система для измерения инструмента

Бесконтактные датчики используют лазерное излучение специального светодиода и фотоприемник.

По функциональному назначению

По своему функциональному назначению измерительные системы подразделяются:

  • Для измерения детали
  • Для наладки инструмента

По способу передачи сигнала

Между датчиком и системой ЧПУ станка, на котором используется этот датчик, должна быть установлена связь. Действительно, сигнал срабатывания датчика должен попадать в систему ЧПУ станка, чтобы зарегистрировать момент касания заготовки или инструмента щупом датчика. Кроме того, между системой ЧПУ и датчиком должна существовать обратная связь, чтобы УЧПУ станка могло управлять работой датчика.

Связь между датчиком и системой ЧПУ как раз и обеспечивается системой передачи сигналов.

Выбор конкретной системы передачи сигналов определяется типом используемого датчика и типом станка, на котором он установлен.

Датчики для контроля деталей на обрабатывающих центрах обычно находятся в инструментальном магазине станка и устанавливаются в шпиндель так же, как и обычный инструмент. На токарных станках датчик обычно является ‘полупостоянной’ принадлежностью поворотной револьверной головки. В обоих случаях, связь между датчиком и системой ЧПУ, как правило, дистанционная.

Положение датчика для наладки инструмента на станке обычно фиксировано, что позволяет организовать между датчиком и УЧПУ проводную связь. Эти датчики работают с четырьмя основными системами передачи сигналов:

  • Оптическими
  • Радиочастотными
  • Индуктивными
  • Проводными

Примеры применения контактных измерительных систем

Выверка заготовки

Точное расположение заготовок в системе координат станка, особенно предварительно обработанных, является необходимым для ориентации базовых поверхностей.


Рис.5. Компенсация наклонного положения путем вращения координатных осей


Рис.6. Компенсация наклонного положения путем вращения круглого стола

С измерительным щупом вы избегаете этой длительной процедуры или экономите необходимое в альтернативном случае зажимное приспособление:

  • заготовка закрепляется в любом положении
  • измерительный щуп определяет наклонное положение заготовки по ее поверхности, острову или двум отверстиям
  • система ЧПУ компенсирует наклонное положение заготовки путем вращения координатных осей. Также возможна компенсация с помощью поворота круглого стола.

Установка точки привязки

Программы обработки заготовки отталкиваются от точек привязки. Быстрое и надежное определение точки привязки при помощи измерительного щупа для заготовок экономит время и повышает точность обработки. В зависимости от циклов измерения ЧПУ при помощи измерительных щупов можно автоматически определять точки привязки.


Рис.7. Внешний угол


Рис.8. Центр прямоугольного острова


Рис.9. Центр круглого острова


Рис.10. Центр отверстий на окружности

Измерение заготовки

Измерительные щупы можно применять, например, для измерения заготовки между двумя циклами обработки в автоматическом режиме.

Полученные значения измерения используются для компенсации износа инструмента.

Также после изготовления детали при помощи измерительного щупа можно измерить и занести в протокол ее точность, а также определить тенденцию станка. Система ЧПУ может передать результаты измерений по интерфейсу передачи данных.


Рис.11. Измерение отдельных точек на оси


Рис.12. Измерение угла прямой


Рис.13. Измерение диаметра (с помощью TS 249)


Рис.14. Измерение угла наклона плоскости


Рис.15. Измерение длины


Рис.16. Измерение прямоугольного кармана


Рис.17. Измерение круглого кармана или отверстия


Рис.18. Измерение отверстий на окружности

Измерение инструмента с помощью контактного щупа

Постоянно высокая точность обработки требует четкой регистрации данных инструмента и регулярный контроль его износа. Щупы для инструмента измеряют различные инструменты непосредственно на станке. Они позволяют измерять длину и диаметр фрезерного инструмента, а также с их помощью возможно и измерение отдельных зубьев.

Измеренные величины система ЧПУ записывает в таблицу инструментов и использует их при расчетах в программе обработки.

С помощью контактного элемента прямоугольной формы можно измерять токарный инструмент, т.е. контролировать его на износ и поломку. Для эффективной компенсации радиуса режущей кромки вам всего лишь необходимо ввести радиус режущей кромки в ЧПУ.


Рис.19. Измерение радиуса и длины инструмента при вращающемся или неподвижном шпинделе


Рис.20. Измерение отдельных зубьев для контроля режущих пластин (не подходит для ломких зубьев)


Рис.21. Измерение износа инструмента


Рис.22. Контроль поломки инструмента


Рис.23. Измерение токарного инструмента

Измерение инструмента с помощью бесконтактного щупа

Особенными преимуществами обладает лазерная система для инструмента.

Благодаря бесконтактному методу измерения при помощи лазерного луча вы можете быстро и надежно измерять профиль даже самого маленького инструмента. Даже современные хрупкие инструментальные материалы не представляют затруднений для лазерной системы.

Измерения при номинальной скорости вращения позволяют распознавать и корректировать погрешности инструмента, шпинделя и оправки.


Рис.24. Измерение длины инструмента


Рис.25. Измерение радиуса инструмента, распознавание сколотых зубьев


Рис.26. Распознавание поломки инструмента


Рис.27. Контроль отдельных зубьев и формы

Область применения современных измерительных систем постоянно расширяется. Так фирма Marposs разработала датчики для использования на станках обрабатывающих стекло и мрамор, заточных станках. Также появилось новое направление использования этих датчиков — контроль вибрации инструмента и станка.

Литература:

1. Контактные измерительные системы для станков с ЧПУ. Renishaw. H-2000-3022-08-a.
2. Измерительные щупы для станков. Heidenhain.
3. Полный ассортимент устройств компании Marposs для проверки на станках

Источник

Читайте также:  Измерение сопротивления цифровым омметром