Вичення будови та правил експлуатації координатно - вимірювальної машини моделі квм - Р.

 

Мета роботи: ознайомлення студентів із принципом дії, устроєм та можливостями координатно - вимірювальної машини КВМ - Р

 

Устаткування та матеріали

1.Контрольно-вимірювальна машина КВМ – Р.

2.Набір кінцевих мір довжини.

3.Еталонний шар.

3.Технічний опис, інструкція з експлуатації КВМ – Р.

 

Загальні відомості

 

1.Принцип роботи та структурна схема КВМ - Р.

Координатно-вимірювальні машини (КВМ) є оптимальним засобом для контролю і вимірювання параметрів складних поверхонь деталей. Вони дають можливість одночасно вимірювати параметри геометричних розмірів, відхилення, від геометричної форми, відхилення від розташування геометричних елементів, робити розмітку, тощо.

У процесі вимірювань на КВМ бере участь велика кількість взаємодіючих вузлів і систем. Вимірювання виконуються в просторі, результати вимірювань визначаються розрахунковим шляхом на базі обсягу інформації, розв'язуються метрологічні задачі, у тому числі складні, зумовлені декількома криволінійними поверхнями, використовуються різні засоби показу результатів виміру. Всі методи координатних вимірів, незалежно від того, де вони реалізуються (на КВМ, вимірювальних роботах або металорізальних верстатах), базуються на методі порівняння з мірою (ДЕРЖСТАНДАРТ 16263-97), якою виступає шкала вимірювальних перетворювачів (датчики переміщень) вимірювальних систем КВМ.

Порівняння зазначених розмірів може проводитися трьома різновидами методу порівняння з мірою: нульовим методом, диференціальним методом, методом протиставлення.

Робота КВМ заснована на координатних вимірах, тобто на почерговому вимірі координат точок і наступних розрахунків лінійних та кутових розмірів, відхилення розміру, форми і розташування елементів у відповідних системах координат. Використовується три основних системи координат:

абсолютна система координат машини (CKM);

відносна система координат машини (CKВ);

система координат деталі (СКД).

СКМ утворюють напрямні координатних переміщень та вимірювальна система КВМ. СКВ та СКД формуються шляхом розрахункових перетворень із СКМ. Координатні виміри реалізуються комплексом апаратних та програмних засобів. КВМ умовно можна розділити на базову частину, що містить вузли координатних переміщень, вимірювальні перетворювачі (ВП), (в якості ВП використовуються лінійні iндуктосини), вимірювальну голівку (ВГ), для виміру координатних точок та керуючий обчислювальний комплекс на основі ЕОМ (IBM PC 286 і вище). Координати точок зчитуються при русі вузлів КВМ із використанням ВГ торкання. У ВГ торкання в момент зіткнення вимірювального наконечника з поверхнею що вимірюється відбувається дискретна зміна електричного сигналу, що є командним сигналом на запис координат точки у файл даних. У КВМ - Р автоматизовані функції по зчитуванню, опрацюванню і запису результатів виміру, а операції по переміщенню ВГ виконуються оператором вручну.

 

2. Компонування і конструкція базової частини КВМ.

На базовій частині КВМ безпосередньо здійснюється процес вимірювання, тобто виконується відлік координатних точок поверхні деталі. До складу базової частини входять механічна частина КВМ,матеріалізована система координат КВМ, включаючи прецизійні вузли координатних переміщень, устрою для установки деталі, що вимірюється, ВГ, ручні механічні приводи, перетворювачі лінійних переміщень.

Основними функціональними показниками базової частини КВМ є точність і швидкодія при вимірюванні координат точок деталі.

Портальне компонування і його варіанти є найбільш поширеними. Характерною рисою цих компонувань є,. П - подібний портал. За виконанням, характеристиками і призначенням можна виділити два різновиди портальних компонувань:

із порталом, що рухається по направляючих підставках уздовж горизонтальної осі;

із жорстко встановленим на підставці порталом і рухомим по направляючій підставці столом.

Портальне компонування характеризуються високою жорсткістю основних вузлів, точністю, хорошими динамічними властивостями, достатньо відкритим простором для встановлення деталей і їх огляду е процесі вимірювань.

Для мало - і середньогабаритних КВМ використовується також компонування з укороченими стояками порталу. Укорочені стояки порталу, що мають меншу масу і велику жорсткість, є перевагою базової частини КВМ, але бічними стояками і горизонтальними балками обмежується доступ до вимірювального простору і створюються певні труднощі для встановлення деталі і її вимірювання, особливо при невеликому вимірювальному просторі.

Мостове компонування дозволяє одержати меншу порівняно з іншими компонуваннями масу рухомих вузлів при високій їх жорсткості й усталеності.. Воно використовується в крупногабаритних КВМ різних класів точності і є для них основним компонуванням.

Консольні компонування. КВМ консольного компонування має кращий порівняно з портальним компонуванням доступ для встановлення деталі і видимість. Проте даному компонуванню, що має консоль із вільним кінцем, властиві значні деформації консолі, підшипників і вузлів їх базування, що знижують точність КВМ. Маса даних вузлів має бути мінімальною, оскільки в протилежному випадку для досягнення високої точності необхідне збільшення Маси консолі, що призводить до збільшення її кутових коливань у процесі вимірювання, що знижують точність і швидкодію машини.

Такі компонування використовуються для середньо габаритних виробничих КВМ, у більшості випадків ручних.

Стоякове компонування характеризується наявністю рухомого або нерухомого щодо підставки стояка, по якому, як правило, у вертикальному напрямку переміщується піноль або супорт. Маючи високу універсальність, стоякове компонування поступається раніше розглянутим компонуванням за можливістю досягнення високої точності вимірювання середньо - і • великогабаритних деталей. Йому властиві недоліки, притаманні компонуванням із рухомою деталлю.

Стоякове компонування з горизонтальною піноллю характеризується наявністю рухомого щодо підставки по горизонтальній або по горизонтальній і вертикальній осях стояка і горизонтальної пінолі. до якої кріпиться вимірювальна головка.

Основні вимоги до конструкції базової частини КВМ: забезпечення високої точності координатних переміщень і їх взаємної перпендикулярності; збереження високої точності координатних переміщень при старінні матеріалів, дії умов навколишнього середовища,, що змінюються (у першу чергу температури і вологості) під дією змінних сил ваги деталей, що вимірюються, і ВГ, а також сил інерції; невелика маса і хороші динамічні властивості рухомих вузлів, що забезпечують високу швидкість, стабільність переміщень і великі прискорення при розгоні і гальмуванні; повільність переміщення в широкому діапазоні швидкостей (від мікрометрів на секунду при ручному керуванні приводами до десятків метрів на хвилину, необхідних для забезпечення високої продуктивності при довгих переходах від точки до точки); мінімальний вплив працюючої КВМ на навколишнє середовище.

Компонування базової частини КВМ – Р виконано по портальній схемі, характерною особливістю даного компонування є П – утворний рухомий портал. Він переміщується по напрямних базової плити уздовж горизонтальної осі Y. По горизонтальній осі X переміщається рухома каретка, що несе рухливу уздовж вертикальної осі Z піноль, на якій кріпиться ВГ. В якості напрямних використовується високоточні гранітна балки. У якості опор - прецизійні аеростатичні підшипники.. Компонування є типовим для прецизійної середньогабаритної КВМ.

 

3. Основні технологічні дані характеристики машини:

НАЙМЕНУВАННЯ ПАРАМЕТРА НОРМА

1.Метод виміру........................……………..:по координатним осям X,Y,Z

2.Система координат.........................:………….. прямокутна

3.Граничні межі вимірювання мм ……………………..по X 450

…………… по Y 550

……………..по Z 250

4.Крок дискретності, мкм………………………......................: 1

5.Гранично припустиме значення похибки

виміру довжини уздовж координатних осей …… X, Y, Z,мкм. 8+l*10^(-2)

6.Тиск повітря що підводиться з зовнішньої

мережі, МПа ………………………………………………не менш 0.4

не більш 0.6

7.Витрати повітря, що підводиться з зовнішньої

мережі, м^3*c, ……………………………………………... не більш 5*10^(-3):

8.Електроживлення від однофазного ланцюга

змінного струму, частота, Гц……………………………………… 50+-1:

напруга, В……………………………................. 220+-22

9.Споживана потужність не більш, кВА....…………………………….. 0.5

10. Максимальне значення похибки ВГ, мкм………............................. 8

:11.Зусилля виміру, Н не більш…………………………………........... 0,6

:12.Рівень звуку на робочому місці оператора

не більш, д…………………………………………........................... 75

Порядок виконання роботи

1. Вивчити теоретичні відомості методичних вказівок і документації на КВМ - Р.

2. Ознайомитися з принципом дії, складом і роботою базової частини КВМ - Р.

3.Визначити працездатність механічних вузлів переміщення, аеростатичних опор, гранітних напрямних, ВГ, датчиків переміщення.

3.Скласти стислий звіт про виконану роботу.

Зміст звіту

6. Назва роботи.

7. Мета роботи.

8. Теоретичні відомості.

9. Хід виконання та результати виконаної роботи.

10. Висновки та пояснення отриманих результатів.

Контрольні питання

1. На чому базується робота КВМ.

2. Різновиди методу координатних вимірювань.

3. Які існують основні види компонувань базової частини КВМ.

4. Основні вимоги до базової частини КВМ.

 

Лабораторна робота N 3