Misura della rugosità in prossimità della produzione con il sensore WM | RS-T sulle macchine di misura a coordinate WENZEL.
La misurazione della rugosità in prossimità della produzione sta diventando sempre più importante. In relazione alla misurazione degli ingranaggi, i parametri di rugosità sono di grande interesse, ad esempio, poiché non solo descrivono la topografia della superficie nell'intervallo dei micro e nanometri, ma aiutano anche a caratterizzare il comportamento di marcia degli ingranaggi.
Oltre alla rugosità, anche l'ondulazione gioca un ruolo. Ciò differisce dalla rugosità principalmente nella gamma di frequenze spaziali in esame. Le gamme di frequenza spaziali sono separate secondo la norma DIN EN ISO 21920 (precedentemente DIN EN ISO 4287 e DIN EN ISO 13565) utilizzando filtri gaussiani basati sul profilo.
La domanda è in che misura i classici dispositivi di misura a coordinate possono essere utilizzati anche per misurare l'ondulazione e la rugosità, nonché i parametri corrispondenti.
Oltre alle applicazioni di misurazione tattile, le CMM sono state rafforzate negli ultimi anni, in particolare per le attività di misurazione ottica. Di conseguenza, la già solida base della macchina è stata ulteriormente ottimizzata per soddisfare i crescenti requisiti in termini di precisione, velocità di misurazione e tecnologia multisensore.
Ciò ha creato una base che può essere sostanzialmente estesa per includere la rugosità come caratteristica aggiuntiva.
I sistemi di misurazione della rugosità tattili e basati sul profilo generalmente distinguono due tipi di sistemi:
Con il sistema glider, la superficie dell'oggetto viene prefiltrata morfologicamente mediante uno skid (vedi misurazione della rugosità sulle macchine di misura WENZEL con il sensore RFP2 REVO del produttore Renishaw). La punta di misurazione della rugosità è appoggiata alla lama di misurazione della rugosità, il che si traduce in un cerchio di misurazione molto piccolo.
Utilizzando i sistemi a vela, i requisiti per il sistema di misurazione del posizionamento di base sono drasticamente ridotti. Il comportamento di controllo della macchina e le influenze delle vibrazioni esterne sono meno rilevanti, poiché una leggera deviazione temporale della posizione può essere calcolata in media dallo skid di riferimento.
La forma della superficie viene già rimossa dal filtro morfologico (la lama scorrevole). La punta di misurazione della rugosità segue quindi il contorno del profilo da misurare. Il presupposto è che KMG sia in grado di effettuare un preposizionamento sufficientemente accurato.
Una valutazione conforme agli standard dei parametri di rugosità comuni come ra o Rz è possibile, ad esempio.
Tuttavia, l'interazione è associata a una falsificazione indesiderata del risultato della misurazione, in particolare nella gamma di frequenze spaziali a onde medie e lunghe. L'effetto filtro falsifica la registrazione dell'ondulazione e della forma, cosicché la valutazione conforme agli standard, come i parametri W e P secondo DIN EN ISO 21920, non è più completamente possibile.
Tuttavia, i parametri W in particolare sono decisivi per il comportamento al rumore (vedi analisi FFT di WENZEL Metrology GmbH). Inoltre, una valutazione di parametri basati su Abbott come Rv, Rp e Rk (precedentemente DIN EN ISO 13565) non è più facilmente possibile.
Per poter rappresentare questi parametri nel modo più non falsificato possibile, si dovrebbe pertanto evitare l'uso di slitte e utilizzare sistemi di misurazione della rugosità autoportanti.
Per questo motivo, WENZEL Metrology GmbH, in alternativa al sistema aliante, utilizza un sistema di misurazione autoportante sotto forma di sensore WM | RS-T.
Il sensore di rugosità autoportante elimina l'uso di uno skid e riproduce il profilo di misurazione della superficie nel modo più non falsificato possibile. Le uniche deviazioni derivano dall'inevitabile interazione della punta di misurazione della rugosità con l'oggetto da misurare e dal comportamento di controllo della macchina.
Il profilo primario, come base per la misurazione, può derivare dalla macchina di misura a coordinate o dal sensore stesso. Quando la macchina è in movimento, i requisiti imposti alla base della macchina sono sproporzionatamente più elevati e dipendono in particolare dalla sua struttura.
La qualità della base della macchina e l'interazione tra macchina (meccanica) e controller (controller) sono quindi decisive.
Quando si effettuano misurazioni con il sensore WM | RS-T, la macchina viene mantenuta in una posizione costante e controllata. I requisiti per il comportamento di controllo delle CMM sono così ridotti, motivo per cui le CMM con un ampio circuito di misura sono adatte anche per misurazioni con questo tipo di sensore.
Il movimento di avanzamento richiesto per misurare il profilo primario (come base per l'analisi dell'ondulazione e della rugosità) viene eseguito da un asse di alimentazione integrato nel sensore. Ciò garantisce un elevato livello di qualità della posizione grazie a un movimento omogeneo della punta di misurazione della rugosità.
A differenza dei sistemi della concorrenza, l'uso di una sfera di riferimento sul lato del sensore per supportare il sistema di misurazione viene deliberatamente evitato.
Il supporto fornito da tali sfere ha lo scopo di ridurre il circuito di misurazione e minimizzare gli influssi della macchina. In una certa misura, rappresenta un compromesso tra un sistema autoportante e uno skid.
Tuttavia, WENZEL Metrology GmbH non vede la necessità di utilizzare tale ausilio, soprattutto perché esiste un punto decisivo contro il suo utilizzo: Accessibilità.
Figura a sinistra: WM | RS-T su una macchina di misura ad ingranaggi GT 450
Immagine a destra: Punta per la misurazione della rugosità durante la chirurgia del fianco del dente
Rinunciando all'uso di una sfera di riferimento sul lato del sensore, il sistema di sensori può essere utilizzato anche per rilevare oggetti di misurazione in condizioni limite geometriche difficili.
Tali difficoltà geometriche si presentano, ad esempio, quando si misurano l'ondulazione e la rugosità radiali sui fianchi degli ingranaggi con moduli particolarmente piccoli (modulo 2 o inferiore).
In tale operazione di misurazione, l'intervallo di misurazione è ulteriormente limitato dalle sfere di riferimento fissate lateralmente, tenendo conto della corsa richiesta dell'ago di rugosità.
Esiste anche un criterio decisivo che è particolarmente importante per WENZEL Metrology GmbH:
Il sensore di rugosità WM | RS-T è dotato di due assi di rotazione (asse R & T), che possono essere spostati continuamente nell'intervallo da 0° a 360° o da -90° a +90° per ottenere il miglior posizionamento possibile rispetto al pezzo.
Combinato con un asse della tavola rotante (C) e gli assi di coordinate standard disponibili (XYZ), il risultato è un totale 6 assi di posizionamento, che coprono tutti i gradi di libertà spaziale, perfetti, tra l'altro, per le attività di misurazione relative agli ingranaggi su macchine GT.
Dal punto di vista del software, il sensore WM | RS-T non viene utilizzato come sensore, ma come testa di misurazione , che, grazie a un'interfaccia intercambiabile appositamente sviluppata, può anche essere sostituita automaticamente da una sonda di scansione (ad esempio Renishaw SP600).
Per poter misurare tale testa di misura nel sistema di coordinate della macchina di misura, è necessario misurare il sistema con varie posizioni di rotazione su una sfera di calibrazione. La procedura è completamente analoga alle testine di misura già note come Renishaw PH10-M o PHS-2.
A tale scopo, il sensore WM | RS-T ha, tra le altre cose, la possibilità di registrare singoli punti di misurazione.
Con il WM | RS-T, una macchina di misura a coordinate può essere facilmente convertita in una rugosimetro. Integrazione nel software utente Coppa del Mondo | Quartis R2025-2 Questo è ovvio e apre una vasta gamma di opzioni per le attività di misurazione basate sulla rugosità nel prossimo futuro.
Dott.-Ing. Francois Torner
Responsabile dello sviluppo del sistema
Stabilite insieme nuovi standard!
Entra a far parte di un'azienda innovativa che è rimasta giovane nonostante 50 anni di tradizione.
.webp){kind=icon}
.svg){kind=icon}
.webp){kind=small}
