Témata
Reklama

Měření kruhovitosti a drsnosti povrchu jedním přístrojem

Převratnou novinku v oblasti měřicí techniky představila firma Taylor Hobson. Jedná se o přístroj Talyrond 365, určený k měření a hodnocení kruhovitosti i struktury povrchu, tzn. drsnosti povrchu, vlnitosti apod. Dosud byla každá z uvedených významných geometrických charakteristik kontrolována speciálními měřicími zařízeními. Nová kvalita přístroje Talyrond a jeho programového vybavení poprvé umožňuje využít pro obě metrologické metody jediný měřicí systém.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
Celkový pohled na přístroj Talyrond 365 pro přesná měření kruhovitosti a struktury povrchu

Charakteristika a přednosti přístroje TR 365

  • Automatická kalibrace přístroje v čase kratším než 10 sekund.
  • Vysoká přesnost nastavení polohy vřetena < 0,20.
  • Vysoká přesnost nastavení polohy horizontálního ramena a sloupu < 5 µm.
  • Automatické středění a vyrovnávání s excentricitou menší než 0,8 µm zajišťuje opakovatelnost měření bez ohledu na kvalifikaci obsluhy.
  • Velká hustota záznamu (velký počet) dat pro kruhovitost - až 18 000 bodů.
  • Velká hustota dat pro přímost - až 200 000 bodů.
  • Měřicí hlava Talymin 5 s rozlišením až 1,2 nm.
  • Automatická fázová rovnováha.
  • Rozlišení měření na rameni a sloupu 0,25 µm.
  • Možnosti mapování válcového povrchu pro detailní analýzu jeho vlastností.
  • 3D zobrazení povrchu s barevným rozlišením výšek

    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.

    Záznam měření kruhovitosti povrchu. Vybrané místo záznamu s hlubokou rýhou lze rozvinout do lineárního profilu a vyhodnotit parametry drsnosti k získání detailních informací o poškození povrchu.
    Záznam měření kruhovitosti povrchu. Vybrané místo záznamu s hlubokou rýhou 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.

    Talyrond 365 může zaznamenat až 200 000 datových bodů s roztečí 0,25 μm ve vertikální i horizontální ose. Pro vyhodnocení struktury povrchu lze využít všechny normované parametry.

    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.

    Měření vačkového hřídele na přístroji Talyrond 365

    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

    www.taylor-hobson.com

    fklein@volny.cz

    Reklama
    Související články
    Moderní metrologie pro kontrolu povrchu optiky

    S vývojem tradiční sférické optiky se postupně celkově zvětšují její rozměry i hmotnost. S cílem zvýšit přesnost a zlepšit funkční vlastnosti se jednotlivé optické komponenty kombinují. Přitom v uplynulém období progresivní optické konstrukce využívaly asférickou a difrakční optiku k redukci počtu dílů sestavy. Jedna asférická nebo difrakční čočka může nahradit několik konvenčních sférických čoček, což umožní snížit hmotnost, cenu i potřebný prostor, ale především získat kompaktnější a výkonnější optický systém.

    Vyšší kvalita kontroly textury a tvaru povrchu

    Vývoj měřicí techniky pro kontrolu jakosti povrchu sledující zvýšení technologické úrovně a rozsahu měřených vlastností se v poslední době soustřeďuje na zjednodušení seřizování a obsluhy přístrojů, tedy praktické zvýšení jejich využitelnosti ve velkosériové výrobě.

    Metrology 4.0 - zní to dobře, ale co to je?

    Digitalizace, Průmysl 4.0 a další. To jsou všudypřítomné pojmy moderního průmyslového odvětví. Objevují se další a další metody, přístupy a teorie, které hledají recept na řešení současných výzev průmyslové výroby - optimalizace procesu výroby, náhrada nedostupné pracovní síly, plynulý management vstupů a výstupů, zajištění vysoké kvality produkce a další.

    Související články
    Moderní kontrola jakosti povrchu Metrology 4.0

    Rozvoj a inovace výrobních metod a prostředků vyžaduje měřicí i hodnoticí techniku na odpovídající úrovni. Přední výrobci měřicí techniky se proto zaměřují na komplexní rozvoj metrologie. Výsledkem pokroku v rozsahu, přesnosti i rozlišení měření, zvětšování univerzálnosti aplikace, vyšší automatizace i uplatnění moderních výrobních metod je progresivní metrologický systém Metrology 4.0.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Zvýšení přesnosti a univerzálnosti měření charakteristik povrchu

    K úspěšnosti předního výrobce měřicí techniky společnosti Taylor Hobson Ltd., Velká Británie, kterou v České republice a na Slovensku zastupuje firma Imeco TH, s.r.o., přispívá i těsná spolupráce s uživateli a reakce na současné potřeby průmyslu. Taylor Hobson se proto zaměřil na dominantní prvky výrobních procesů, které jsou rozhodující pro řízení kvality v přesném průmyslu. Poslední vývoj měřicí techniky pro měření charakteristik povrchu přinesl několik novinek, které najdou uplatnění tam, kde přesnost, rychlost a univerzálnost prostředků kontroly hrají klíčovou roli.

    Modernizace hodnocení textury a tvaru povrchu

    Ve vývoji technologií měření a hodnocení kvality funkčních povrchů jsou nepřetržitě rozvíjeny a uplatňovány nové metody zpracování změřených dat, které mají zajistit co nejdokonalejší prakticky využitelnou charakteristiku zkoumaného povrchu.

    Pokrokové 3D měření a hodnocení povrchu

    Vývoj měřicí techniky kontrolující jakost povrchu součástí je dlouhodobě zaměřen na zvyšování technické úrovně výrobků i procesů jejich zhotovování, jako je přesnost nebo rychlost měření. Současně ovšem akcentuje i požadavky uživatelů a potřeby trhu, které často rozšiřují aplikační možnosti uplatnění a ekonomickou efektivnost kontroly. Příkladem může být zvyšování úrovně univerzálnosti metod měření nebo srovnatelnosti výsledků získaných dotykovou a bezdotykovou metodou kontroly povrchu.

    Novinky v kontrole textury a tvaru povrchu

    Rozvoj metrologických metod a prostředků kontroly jakosti povrchu posunuje kupředu nejen úroveň znalostí o vlastnostech povrchu, ale i vztahu mezi charakteristikou povrchu a jeho připraveností pro předpokládanou funkci. Přední výrobce měřící techniky Taylor Hobson, jenž je na tuzemském trhu zastupován firmou Imeco TH představil následující novinky v kontrole a hodnocení vlastností povrchu.

    Měření v rámci celého výrobního řetězce

    Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

    Přesné měření libovolného materiálu nebo povrchu

    Společnost Keyence uvedla na trh řadu konfokálních snímačů polohy CL-3000 pro vysoce přesné měření na jakémkoliv materiálu nebo povrchu. Tyto vysoce kompaktní koaxiální laserové snímače polohy pomáhají s takovými úkoly, jako je zlepšování kvality, prevence dodávek nevyhovujících dílů a zvyšování objemu výroby.

    Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

    Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

    Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

    Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

    Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

    Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

    Měřicí přístroje pro efektivní výrobu

    Jestliže jsou nástroje přesně zaměřeny a seřízeny ještě před samotným obráběním mimo obráběcí stroj, lze následně zkrátit vedlejší neproduktivní časy na stroji a zvýšit tak celkovou efektivitu výroby. Přístroje pro měření a seřizování nástrojů mohou v samotném procesu třískového obrábění zajistit zvýšení produktivity až o 25 %, a to při velmi dobrém poměru cena/výkon. Úspěšné obrábění tedy vyžaduje nejen výkonné stroje, ale i přesně seřízené nástroje.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit