Координатно-измерительные машины

Координатно-измерительные операции могут производиться вне станка на специальных координатно-измерительных машинах (КИМ).

КИМ - автоматическое средство высокоточных измерений, обладающее универсальной техникой и способное надежно и эффективно работать в цеховых условиях в реальном масштабе времени АЛ и участках. Организация контроля с применением КИМ целесообразна при обработке резанием сложных профильных заготовок. Они могут не только измерять типовые поверхности, но и определять систему координат положения специальных поверхностей относительно базовых. КИМ позволяют контролировать параметры корпусных деталей, валов, рычагов, втулок и других изделий, поверхности которых образуют плоскости, цилиндры, конусы, сферы, линии пересечения различных поверхностей. Результаты измерений представляются в виде отпечатанных протоколов или оперативных сообщений, отображающих информацию. Одновременно эти данные могут накапливаться в ЭВМ для последующей статистической обработки.

К этим машинам предъявляются следующие требования:

- простота обслуживания;

- оптимальная доступность;

- высокая точность измерений и воспроизведения;

- непродолжительность измерения;

- автоматизированный метод измерения;

- управление процессом измерения при помощи вычислительного устройства.

В основу работы КИМ положен расчет параметров поверхностей по результатам измерения положения отдельных точек на этих поверхностях. Для отсчета положения отдельных точек используется координатная система, относительно которой положение измеряемого объекта фиксировано.

Исполнительным органом КИМ являются щуповые измерительные головки (датчики касания) высокой чувствительности (механические, оптические, электрические точечные, электрические непрерывные).

Конструктивно современная КИМ - агрегат, в состав которого входит механическая часть, система ощупывания, система измерения, система электромеханических приводов перемещения механических частей машины, система обработки результатов обмеров.

Система электромеханических приводов обеспечивает выполнение подготовительных операций контроля и измерения.

Система ощупывания обеспечивает контакт измерительного органа с заданными точками проверяемого объекта.

Процесс измерения сводится к определению величины перемещения по всем координатам элементов измерительной системы.

Обобщенная схема имеет вид:

1 - вычислительный комплекс обработки результатов обмеров;

2 - система электромеханических приводов;

3 - подвижные узлы базовой части;

4 - поворотный стол;

5 - система ощупывания;

6 - система измерения.

 

Координаты измерений детали с помощью системы ощупывания измеряются в декартовой системе координат. Начало координат выбирается свободно, а направление осей должно совпадать с направлением перемещения подвижных узлов базовой части КИМ. Они несут измерительные головки или измерительную деталь.

С помощью столов можно обеспечить увеличение числа координат перемещения за счет поворота перемещаемой детали относительно координатных осей. Перемещение реализуется обычно системы электромеханических приводов.

Вся обработка результатов измерения осуществляется управляющим вычислительным комплексом (УВК), в состав которого кроме ЭВМ, стандартных периферийных устройств и блока управления электроприводами входят нормирующие и другие виды преобразователей.

К основным задачам обработки измерений относятся определение координат центров измерительных наконечников, формирование системы координат измеряемой детали и сравнение собранных результатов измерений с эталонными данными. Возможности КИМ зависят от программного обеспечения ЭВМ, входящей в УВК.

Точность измерений на КИМ достигает от 0,5 до 1 мкм.

По назначению КИМ делятся: на универсальные и специальные.

По размерам измеряемых деталей: на мало-, средне-, крупногабаритные.

По классу задач: для корпусных деталей, деталей типа тел вращения, универсальные.

По точности: прецизионные, производительные и низкой точности.

По конструкторскому исполнению: консольные, безконсольные, мостовые и портально-мостовые.

Технические и экономические преимущества КИМ:

1. сокращение времени, трудоемкости и ошибок измерений;

2. возможность комплексного контроля качества и автоматизация получение результатов замеров;

3. повышение эксплуатационной гибкости системы;

4. работа в режиме ограниченного обслуживания и т.д.

Основной недостаток КИМ - высокая стоимость, что ограничивает область их применения.