Měření kruhovitosti a drsnosti povrchu jedním přístrojem
V dílenských výkresech součástí se běžně vedle sebe objevují předpisy požadavků na drsnost povrchu a kruhovitost, které představují neoddělitelné jakostní parametry pro výrobu i funkci součástí. Úchylky kruhovitosti a charakter textury povrchu vznikají v průběhu výroby a vzájemně se ovlivňují. Je proto logické měřit je jedním přístrojem a hodnotit ve vzájemných souvislostech. Výsledky kontroly, které zahrnují interakce tvaru a jakosti povrchu, mohou být lépe a rychleji prakticky využity.Talyrond 365 (TR 365) je vybaven velmi přesnými skleněnými měřítky, přesným řízením pohybů ve všech osách, vyznačuje se nízkým systémovým šumem a extrémní hustotou snímaných dat. Uvedené vlastnosti se spolupodílí na schopnosti přístroje měřit obě charakteristiky povrchu současně, což může přispět ke zkvalitnění výrobních i kontrolních procesů.
Charakteristika a přednosti přístroje TR 365
Měřidlo Talymin 5
Nová víceúčelová měřicí hlava Talymin 5 má nejen široký rozsah měření pro hodnocení tvarových úchylek, ale současně je i mimořádně citlivá pro zaznamenání a posuzování textury a drsnosti povrchu. V této souvislosti je třeba zdůraznit, že Talymin 5 měří s rozlišením až 1,2 nm - takové přesnosti nedosahuje celá řada specializovaných profilometrů pro měření drsnosti povrchu.Talymin 5 je vybaven třemi volitelnými rozsahy měření s rozlišením 30 nm, 6 nm a 1,2 nm. Větší univerzálnost měření omezuje potřebu výměny měřidel nebo použití přídavných prostředků, což má zpravidla negativní dopad na průběh automatizovaných měřicích operací.
lze rozvinout do lineárního profilu a vyhodnotit parametry drsnosti k získání detailních
informací o poškození povrchu.
Nastavitelná měřicí síla (v rozmezí 0 až 15 g) a výběr snímacích hrotů s poloměrem R 5 µm, R 10 µm nebo kulového tvaru hrotu zajišťují flexibilitu měření různých typů součástí a materiálů. Za těchto podmínek umožňuje TR 365 provádět lineární a obvodová měření na vnějším i vnitřním povrchu, na obou čelních plochách součásti, v drážkách a na dalších rovných plochách.U některých součástí, jako jsou např. sedla vstřikovacích trysek nebo ventilová vedení, je často třeba kontrolovat obvodové povrchy z hlediska způsobilosti pro správné těsnění. V těchto případech TR 365 měří povrch obvodu s využitím diamantového snímacího hrotu, kterým je snímáno 72 000 radiálních datových bodů (rozteč bodů 0,0050). Na sledovaném povrchu se mohou objevit hluboké rýhy. Rozvinutí záznamu oblasti výskytu do lineárního profilu může přinést informace o charakteru rýhy. Další analýzou se vyhodnotí parametry drsnosti, které přispějí k určení pravděpodobné příčiny vzniku, příp. možností odstranění povrchové vady.
Měření struktury povrchu
Struktura povrchu je na rotačně symetrických součástech měřena buď na obvodu, nebo ve směru osy součásti, a to v závislosti na způsobu výroby (kontrola procesu) a předpokládaném funkčním využití (hodnocení provozní způsobilosti). Měření na lineární dráze je běžně používáno k určení charakteristiky drsnosti na těsnicích plochách, pro posouzení vlastností povrchu, např. ložisek, schopnosti udržet olej nebo k hodnocení opotřebení řezného nástroje.
Rozhodujícím faktorem obvodových i lineárních měření je rozlišení. Při nedostatečné rozteči snímaných bodů hrozí nebezpečí chybné interpretace výsledků, především vlnových délek. Při měření v obou směrech může TR 365 získat až 200 000 bodů. To umožňuje uživateli získat data s roztečí až 0,25 µm, což je dostatečná záruka detailního nezkresleného záznamu profilu povrchu. Pro měření struktury povrchu má velký význam i automatické středění a vyrovnání součásti na TR 365. Praxí je totiž ověřeno, že daleko víc než jiné chyby se projeví nedostatečné osové seřízení stolu a součásti, které vede k nepřesným výsledkům měření.Pro kontrolu struktury povrchu je využíváno snímací raménko s diamantovým hrotem 5 µm upnutým v měřicí hlavě Talymin 5, která je seřízena na extrémně malou kontaktní sílu.
Jemný tlak snímacího hrotu je výhodný pro monitorování vysokofrekvenčních harmonických složek na povrchu, např. součástí kuličkových ložisek, a současně usnadňuje měření struktury povrchu. S využitím uvedeného snímacího raménka a záznamové kapacity přístroje 200 000 bodů ve vertikálním i horizontálním směru lze objektivně charakterizovat strukturu povrchu.Talyrond 365 s rozsáhlým programovým vybavením je připraven na měření a hodnocení struktury povrchu parametry základního profilu (P), drsnosti povrchu (R) a vlnitosti povrchu (W). Hodnocení v plném rozsahu vychází z normativních předpisů ISO 4287-1997, ISO 13565-1-2 a ISO 12085. Přístroj využívá filtrací Gauss a ISO 2CR a hodnoty cut-off 0,25; 0,8; 2,5 a 8 mm, příp. velikosti volené uživatelem. Mimo to jsou nabízeny některé nestandardní analýzy, jako např. pro stanovení dominantní vlnové délky VDA 2004 nebo porovnávání dvou profilů apod.
Přehled analýz
Mimo uvedené přednosti současného měření kruhovitosti a drsnosti povrchu je praktická využitelnost nového přístroje podstatně širší. Mimořádné technické parametry přístroje Talyrond 365 s rozsáhlým a výkonným programem Ultra, připraveným na bázi Windows, umožňují (v některých případech v kombinaci s firemním programem Talymap 3D) měření a provedení následujících komplexních analýz: kruhovitost, válcovitost; vertikální přímost, horizontální přímost (jen RSU), rovnoběžnost, rovinnost (jedné nebo více rovin), pravoúhlost (kolmost), soustřednost a výstřednost, souosost, analýzy harmonických složek profilu, tolerování, 3D mapování válcového povrchu, kruhovitost části oblouku, rovinnost části oblouku, analýzy radiálních vrcholů (max. obvodové házení), drsnost a vlnitost povrchu.
S cílem rozšířit aplikační možnosti nového přístroje v souladu s potřebami uživatelů nabízí výrobce řadu specializovaných konfigurací systému Talyrond 365 s rozsáhlým programovým vybavením, např. pro nový systém kontroly tvaru a jakosti povrchu ložisek (Taylor Roller Bearing System), součástí motorů (Powertrain Inspection System), kontrolu tvaru a geometrických parametrů klikových hřídelí (Crankshaft System), pístů (Piston Measuring System), kontrolu tvaru ortopedických implantátů apod.
Ing. Zdeněk Novák
Imeco
fklein@volny.cz
