Группа проектов Кипинфо
Реклама

Реклама

Передовые новации для индустриальных измерений

К списку статей

Мы живем в век передовых технологий и высокой точности. Технологические циклы ряда машиностроительных производств (авиа-, моторо, автомобилестроение и ядерная промышленность) связаны с высокоточной обработкой сложных деталей. Конвергенция же новейших технологий и методов фрезерной, токарной, лазерной и других видов механообработки с метрологическим обеспечением позволяют осуществлять контроль геометрических параметров и качества поверхности элементов конструкций.

Некоторые современные измерительные технологии для машиностроения и металлообработки были презентованы на совете главных метрологов во время экспозиции «Станки. Приборы. Инструменты-2011», состоявшейся недавно в Перми.

3D-томографическая дефектоскопия

Рентген или компьютерной томографии, как правило, ассоциируется у большинства с медициной. Тем не менее, системы рентгеноскопии и компьютерной томографии перспективны и для промышленного применения, предоставляя уникальные возможности по расширению методов неразрушающего контроля.

Как отмечает д.т.н., президент Эдуард Вайнберг ООО «Промышленная интроскопия» (Г.Москва), применение промышленной компьютерной томографии наиболее перспективно при неразрушающей диагностике ответственных деталей и сборок со сложной внутренней структурой. С использованием компьютерных томографов достижима уникально высокая точность бесконтактного неразрушающего измерения размеров внутренних структурных элементов и их локальных дефектов, соизмеримая с точностью традиционных средств контактного измерения наружных размеров промышленных изделий.

Высококачественные изображения получаются благодаря использованию практически точечного источника рентгеновского излучения.

Применение томографических систем позволяет не только регистрировать наличие внутренних и внешних дефектов изделия (пористость, несплошность, наличие трещин и включений), но и определять с высокой точностью (до 0,5 мкм) их размеры и местоположение. Использование данных систем дает возможность контролировать дефекты по отдельным рентгеновским снимкам объекта, построить трехмерную модель, получить любые его сечения и проекции для дальнейшего анализа.

Процесс неразрушающего контроля изделий можно вести в автоматическом режиме, программно задав количественные и качественные критерии дефектов, а также допускаемые геометрические погрешности изготовления объекта.

По чувствительности к локальным дефектам, малым отклонениям геометрии и плотности внутри изделий со сложной внутренней структурой компьютерные томографы на два порядка превосходят возможности традиционных средств неразрушающего контроля.

Томограмма («слоеграмма») может содержать около миллиона 16-разрядных цифровых значений, отражающих распределение плотности материалов в исследуемом сечении или выбранной оператором отдельной зоне (локальная томограмма).

В упрощенном виде принцип работы рентгеновского компьютерного томографа состоит в реконструкции (восстановлении) трехмерного распределения плотности материалов в объеме объекта по совокупности интегральных теневых проекций, полученных при рентгеновском просвечивании изделия в различных направлениях.

Современный промышленный компьютерный томограф обычно имеет в своем составе прецизионную многокоординатную сканирующую систему с подвижным столом, на котором закрепляется контролируемое изделие, мощный высокоэнергетический источник рентгеновского излучения с минимальными размерами фокусного пятна, многоканальный блок детекторов, сменные коллиматоры и фильтры, быстродействующий вычислительный комплекс.

Кроме того, в состав томографа входят элементы биологической защиты, стандартные образцы для юстировки и проверки метрологического состояния, а также многочисленные электронные подсистемы, обеспечивающие совместную работу всех частей томографа под управлением компьютера и оператора.

Универсальные компьютерные томографы обычно поддерживают несколько режимов неразрушающего контроля: цифровую рентгенографию, обзорную и локальную томографию выбранного сечения, многослойное сканирование с трехмерной реконструкцией объемной структуры изделия и др.

Впрочем¸ распространение промышленных томографов в отечественном машиностроении пока еще оставляет желать лучшего. Данную ситуацию эксперты связывают с несовершенством современных источников рентгеновского излучения: неоптимальной для машиностроительных задач величиной энергии, чрезмерными размерами фокусных пятен и ничтожной удельной интенсивностью в пересчете на размеры фокусного пятна.

Прецизионный прощуп

Как признают эксперты по машиностроению и металлообработке, перспективой развития этих отраслей связаны с распространением технологий прецизионных измерений сложных изделий, контроля точности геометрических параметров и качества поверхности деталей контактными и бесконтактными (оптический и лазерный) методами. Координатно-измерительные машины, пожалуй, трудно назвать КИПиА, но это сложное метрологическое оборудование, которое используют как для контроля качества наладки станков с ЧПУ, так и для окончательного контроля ответственных корпусных деталей.

Координатно-измерительные машины традиционно производят Германия, Англия, США, Япония, Швейцария, Россия - не более дюжины государств.

По мнению Владимира Федорова, Президента регионального отделения Академии проблем качества, российские разработки значительно опережают все известные в мире образцы. Отечественные конструкторы разработали и запустили в серийное производство шестиосевую КИМ. По словам специалиста ООО «Лапик» (г.Саратов) Виктора Новикова, к.т.н., точность определения положения измерительного инструмента, включая движение с переменным углом, осуществляется лазерными интерферометрами с дискретностью менее 0,08 мкм.

С помощью КИМ возможно измерение изделий, имеющих: сложные поверхности, включая построенные на основе сплайнов высшего порядка; поверхности внутренних полостей; узкие криволинейные каналы; наклонные отверстия.

При контроле таких деталей на измерительных машинах определяются отклонения как на всей поверхности детали, так и для отдельных выбранных сечений. Профиль может быть привязан к базе и контролироваться в едином цикле. Машина обладает системой прецизионного электронно-механического ощупывания изделий. Измерительное усилие щупового датчика при токовом касании 0,03 г позволяет производить измерения щупом-иглой мелкоструктурных и легкодеформируемых изделий.

КИМ позволяет аттестовать и сертифицировать эталоны, калибры и другие детали с допусками менее 1мкм.

Шестиосевые координатно-измерительные машины позволяют подключать сканирующие головки и производить измерения со скоростью сканирования свыше 100 точек в секунду. Датчик выполняет как непрерывное скольжение по поверхности детали, так и обычное точечное измерение.

На смену сегодняшним моделям, как отмечает Виктор Новиков, придет качественно новый класс многофункционального технологического оборудования – модуль ТМ – двенадцатиосевая машина, которая будет содерать в себе высокоточную систему подачи обрабатывающего инструмента (6 силовых осей) и отсчетную интерферометрическую систему КИМ (6 измерительных), что позволит еще более существенно увеличить производительность металлообрабатывающих центров.

Подготовил Денис Базыкин с использованием материалов
www.iae.nsk.su, http://www.lapic.ru


Реклама


Реклама


Реклама

Реклама


Яндекс цитирования Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика
© 2006-2013 Kipinfo.ru
При использовании информации ссылка на сайт “Kipinfo” обязательна.
Контактная информация Размещение рекламы
16+