Témata
Reklama

Novinky v měření struktury povrchu

Konstrukční a výrobní zkušenosti v oboru měřicí techniky, využití výsledků vlastního vývoje, uplatnění potřeb výrobní a metrologické praxe, spolu s požadavky uživatelů - to vše firma Taylor Hobson zahrnula do přípravy nových přístrojů pro měření struktury povrchu.

Form Talysurf PGI 1240

Nový měřicí systém byl vyvinut pro kontrolu asférických povrchů (tj. tvarů s různým poloměrem zakřivení v různých řezech) ve výrobě a kontrole optických komponent (čočky, zrcadla apod.), s vysokými požadavky na přesnost tvaru a jakost povrchů, dokončovaných např. soustružením diamantovým nožem, broušením a leštěním. Přístroj využívá interferometrický měřicí systém s pohybem snímače po přesné dráze. U přístroje PGI 1240 je využito kalibrace na kulovém povrchu, a navíc může být kalibrována i horizontální přímost, a to posuvem snímacího hrotu po skleněném plochém povrchu. Polynomickým zpracováním snímaných údajů se získá ideálně přímá referenční základna a posuvová jednotka 200 mm slouží jako absolutně přesná reference pro reprodukci měřeného povrchu.
Standardní sestavu přístroje tvoří posuvová jednotka 200 mm (v současné době s největší měřenou délkou), měřicí jednotka PGI s vertikálním rozsahem 12,5 mm, snímací raménka o délce 60 mm (se standardním kuželovým hrotem R 2 µm nebo kuličkou R 0,5 mm) nebo 120 mm (s kuličkou R 0,5 mm), kalibrační etalon R 80 mm, sloup 450 mm s motorickým pohonem, ocelový nosný rám přístroje s pneumatickým antivibračním systémem. Univerzální využití přístroje zajišťuje široká nabídka příslušenství, které mimo jiné umožní i topografické (prostorové) hodnocení asférických povrchů. Nová konstrukce snímače má vyloučit poškození (např. poškrábání) kontrolovaného povrchu. Vzhledem k funkčním požadavkům na výrobky (rýhy na povrchu znehodnocují vlastnosti) a vysokým výrobním nákladům je tato skutečnost velmi významná právě ve výrobě optiky. K řešení tohoto problému Taylor Hobson vyvinul novou řadu snímacích hrotů vhodných prakticky pro všechny optické materiály (kulový hrot malého průměru pro plastové součásti a měkké kovy, např. forem, mimořádně malé diamantové hroty pro stupňovité a difrakční povrchy, nový materiál kulového hrotu pro skleněné a germaniové součásti). Nová konstrukce a materiál snímacího raménka zajišťují větší tuhost systému. Základní deska přístroje s motorizovaným sloupem má kompozitní granitovou konstrukci s výbornou tlumicí charakteristikou a tepelnou stálostí. Stabilitu měřicího systému zvyšuje i jeho uložení na pneumatických izolačních podložkách.
Základními přednostmi uvedeného přístroje je velký rozsah měření daný jednak velikostí měřených součástí (rozsah pohybu 200 mm ve vodorovném a 450 mm ve svislém směru), jednak vertikálním zdvihem snímače 12,5 mm, který je ideální pro zakřivené plochy (přístroj umožňuje zvětšení zdvihu na 25 nebo 38 mm). Mimořádné je rozlišení přístroje, které činí 0,8 nm. Poněvadž lze měřit se záznamovou roztečí dat v ose X až 0,125 µm a nízkou posuvovou rychlostí (min. 0,1 mm.s-1), je zařízení vhodné pro kontrolu malé asférity, např. u součástek DVD systémů.
Přístroj je vybaven standardním programem Ultra, který řídí všechny funkční procesy a zahrnuje nabídku parametrů tvaru a struktury. Mimoto je připraven i program pro analýzu asférického tvaru povrchu optických součástí. Výsledky analýzy změřených dat, jako např. výpočet a zobrazení rozdílů mezi skutečně změřeným a nominálním profilem nebo monitorování rotační symetrie asférického povrchu apod., jsou přínosné nejen pro kontrolu vlastního výrobku, ale i pro případnou korekci procesu obrábění či leštění.
Reklama
Reklama
Reklama

Talysurf CCI 3000

Jedná se o moderní typ interferometrického měřicího systému pro prostorové měření a analýzu povrchu. Svými funkčními vlastnostmi je určen pro aplikace, které vyžadují mimořádně vysokou přesnost měření povrchu, např. výrobu polovodičů, elektronický průmysl apod. Přístroj spojuje přednosti zobrazení povrchu mikroskopem s možnostmi velmi přesného měření jeho tvaru. Výsledkem je měřicí systém umožňující prostorový popis textury povrchu na mikrorozměrové úrovni, který navíc pracuje velmi rychle, takže výsledky analýzy jsou k dispozici bezprostředně po měření. Na přístroji mohou být bez problému měřeny všechny typy povrchů a materiálů - od hrubého povrchu až po leštěný, s odrazivostí v rozmezí od 100 % do 0,3 %, tzn. povrchy kovů, skla, polymerů, past apod.
Přístroj využívá patentovaného korelačního algoritmu k získání parametrů interferenčního modelu, vytvořeného světelným zdrojem s volitelnou šířkou pásma. Měřicí metoda se vyznačuje vysokou rozlišitelností a současně i velkou citlivostí na odražené světlo. Vynikající rozlišení dat v osách XY přispívá k mimořádnému výkonu systému. Více než 1 milion datových bodů v osách XY zajistí při měření povrchu paměťové součásti vysoké tvarové rozlišení a spolehlivý výpočet plochy, objemu a stranových vzdáleností.
Kompozitní granitová konstrukce přístroje zajišťuje potřebnou tuhost a stabilitu i v průběhu měřicího cyklu. Stavebním prvkem konstrukce je pneumatický antivibrační systém, který přístroj izoluje od vnějších zdrojů chvění. Stav hlavních částí přístroje je diagnostikován a registrován. Na přístroji lze přímo měřit součásti až do velikosti 300 mm2 a plochy vzorku od 0,36 x 0,36 mm do 7,2 x 7,2 mm. Nastavitelnost výšky v rozmezí 200 mm umožní měření součástí upnutých v přípravcích, vakuových upínačích, sklíčidlech apod.
K základnímu programovému vybavení uváděného přístroje patří standardní program Talymap pro automatickou prostorovou analýzu povrchu. Program zahrnuje prostředky pro zpracování a analýzu dat. Změřená data profilu povrchu mohou být upravována, tříděna, profil lze vyrovnávat, otáčet, zvětšovat jeho části s vysokým rozlišením, získat jeho zrcadlový obraz, vyloučit z hodnocení část profilu (např. defekt) atd. Programem řízená analýza odpovídá standardnímu pojetí drsnosti a vlnitosti, obsahuje parametry hodnocení plochy a objemu. Výsledkem analýzy je popis profilu z jedné stopy měření (2D) 120 parametry nebo charakteristika povrchu plochy (3D) 40 parametry.

Nanostep 3000

Tento přístroj je připraven provádět analýzu mikrostruktury povrchu s dříve nedosažitelnou rozlišitelností v mimořádně stabilních podmínkách měření. V konstrukci přístroje použité kompozitní materiály včetně skelné keramiky zajišťují vysokou tepelnou stabilitu celého systému. Měřicí jednotka Nanostep 3000, ve spojení s pneumatickým antivibračním uložením základové desky a ochranným krytem, v maximální míře redukuje rušivé vnější vlivy na proces měření.
Konstrukce snímacího mechanismu dovoluje seřizovat velikost přítlačné síly snímače v rozmezí 10 až 700 µN. Přístroj je tak připraven pro měření velmi jemně dokončených povrchů, s rozlišením 30 pm při vertikálním rozsahu měření 2 µm, nebo lze analyzovat výškové stupně do velikosti 20 µm, s rozlišením 300 pm. Volitelná rychlost měření, s minimální hodnotou 0,0025 mm.s-1, je doplněna dvěma rychloposuvy pro seřizování. Ustavení součásti pro měření je jednoduché a rychlé, s využitím mechanismu pro zvedání a spouštění snímacího hrotu, který zajišťuje automatické zvednutí hrotu do polohy mimo povrch v době, kdy se neprovádí měření. Při přípravě měření je využíván světelný kabel spolu s videomikroskopem, což velmi zjednodušuje nastavení vzájemné polohy snímacího hrotu a kontrolovaného povrchu. Měřicí stolek s upnutým vzorkem lze naklápět. Pod snímacím hrotem, který má neměnnou polohu, je možné součást na stolku stranově posunovat v ose Y až o délku 50 mm.
Analýzy měření Nanostepu zajišťují snadno ovladatelné a názorné programy. Výsledkem analýzy je vyhodnocení více než 100 normalizovaných a nenormalizovaných parametrů charakterizujících povrch, které jsou uspořádány podle typů a ISO standardů v přehledné nabídkové tabulce. K dispozici jsou zde parametry nefiltrovaného profilu, drsnosti a vlnitosti (v každé skupině výškové, délkové a tvarové podle ISO 4287, celkem 102 parametrů), parametry hodnotící úchylky přímosti (ISO 12780), parametry křivky lineárního poměru materiálu (ISO 13565) a parametry metody motif pro profily drsnosti a vlnitosti (ISO 12085). Vybrané parametry hodnocení, stejně i další kritéria analýzy, lze ukládat ve formě vzorových šablon, které jsou tak připraveny pro opakované využití. Přístroj umožňuje v rámci měřicího rozsahu provádět automatická výšková měření na profilu. Nanostep je připraven vypočítávat souřadnice polohy na osách X Z, což umožní určovat lineární polohy částí povrchu.
Praktické zkušenosti ukazují, že Nanostep 3000 se především uplatní při kontrole jemně dokončených povrchů ve výzkumných a kalibračních laboratořích, ale i v přesné specializované výrobě, např. při kontrole povrchů dokončovaných soustružením nebo broušením diamantovými nástroji, měření funkčních povrchů kalibračních etalonů, povrchových vad jemných povrchů, dále při kontrole přesné optiky, laserových gyroskopických zrcadel, magnetických pásků, zrcadel rentgenových systémů, přesných součástí výpočetní techniky, integrovaných obvodů a velmi přesných ložisek.
Přehled technických parametrů měřicích přístrojů Taylor Hobson
Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 30795
Datum: 16. 07. 2003
Rubrika: Výroba / Měření
Autor:
Firmy
Související články
Kontrola rotačních součástek v sériové výrobě

Hřídelové a kotoučové součástky patří k nejrozšířenějším ve strojírenství. S nástupem elektromobility jejich podíl zřejmě ještě poroste. Sériová výroba běžně pracuje v sekundovém taktu, a stejně tak rychlá musí být nově i kontrolní technika. Stoprocentní kontrola se již stává samozřejmostí.

Plováčkové průtokoměry na olej

Výrobou přístrojů pro polní instrumentaci se dlouhodobě a úspěšně zabývá celosvětově působící společnost Kobold Messring. Do jejího hlavního programu patří průtokoměry, teploměry, hladinoměry a tlakoměry.

Jak dokonale měřit průtok

Pro měření průtoků v průmyslových závodech nebo pro testování složení protékající tekutiny dnes existuje řada snímačů průtoku a průtokoměrů, které lze použít v nejrůznějších pracovních prostředích. Mnohé z nich pocházejí z dílny společnosti Kobold Messring GmbH.

Související články
Střípky ze svátku metrologie

Ještě před letošním svátkem metrologů, jenž se slaví 20. května, se konala tradiční metrologická událost světového rozsahu – veletrh Control v německém Stuttgartu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Optický CMM skener

Firma Creaform letos v dubnu představila nový model 3D skeneru MetraScan 3D, který díky svým inovacím a parametrům nastavuje nový standard v oblasti metrologie a laserového 3D skenování.

Multisenzorová souhra - měřicí stroje s pevným portálem

Po mnoho let se souřadnicové měřicí stroje společnosti Werth Messtechnik GmbH osvědčují při měření s více snímači umístěnými na dvou nezávislých osách. Nebezpečí kolize mezi snímačem a obrobkem se tak podstatně sníží, protože senzory, které nejsou používány, jsou zasunuty.

Expimer - expresní zařízení pro rychlé stanovení materiálových vlastností

Expimer, prezentovaná instrumentovaná měřicí soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou, může být alternativním způsobem, jak rychle definovat materiálové vlastnosti. Celý proces spočívá v tom, že na základě parametrů získaných v průběhu makroprocesu automatizovaného vtlačovaní indentoru kulového tvaru (ABI) do povrchu materiálu bez porušení konstrukce, lze rychle zjistit požadované materiálové vlastnosti. Tato metoda je jedinečná vzhledem k jednoduchosti, rychlosti vyhodnocení, manipulovatelnosti a užitečnosti pro stanovení mechanických vlastnosti materiálů během jejich vývoje, výroby a zejména v pracovních podmínkách provozu.

Měření a korekce chyb obráběcího stroje ve výrobním procesu

Vlivem kolísání teplot ztrácejí obráběcí stroje svoji přesnost. Již rozdíl několika málo stupňů vede k nedodržení požadovaných výrobních tolerancí. Pro zvládnutí tepelné roztažnosti částí stroje se dosud používají nákladná klimatizační zařízení. Fraunhofer Institut – IPT jde nyní jinou cestou: nová měřicí technika zjišťuje deformaci stroje a koriguje chyby přímo během jeho práce.

Měřicí technika na Control 2015

Letošního stuttgartského mezinárodního veletrhu Control 2015, zaměřeného na problematiku kvality, se účastnilo na 917 vystavovatelů. Jejich setkání s návštěvníky dokumentovalo novinkami a inovovanými technologiemi současnou úroveň dané oblasti, ale bylo inspirativní také pro další rozvoj oboru.

Sondy pod lupou

Pro koupi jakéhokoliv produktu platí jednoduché pravidlo: Hledáme produkt s nejlepším poměrem výkon/cena. Zatímco srovnání cen je triviální matematickou záležitostí, porovnat výkon produktu, respektive jeho přidanou hodnotu, bývá někdy složité.

Komplexní hodnocení jakosti povrchu

Význam stavu povrchů ve strojírenské praxi je znám již mnoho let. Z tohoto důvodu vznikly pro jejich popis, snímání a hodnocení obecně platná pravidla a metodiky, které se promítly do příslušných norem s obecně známými parametry drsnosti povrchu (Ra, Rz apod.). Pohled na drsnost bývá ovšem ve většině těchto případů pouze profilový - v jedné řezové rovině -, což způsobuje nemožnost objektivního podchycení všech jeho vlastností ve všech směrech (tj. v ploše). Proto vznikají způsoby komplexnějšího snímání - převážně optického v podobě 3D skenů -, ke kterým je nutné odpovídajícím přístupem vytvořit další parametry a metodiky pro jejich objektivní hodnocení.

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.

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