Pomiar chropowatości zbliżony do produkcji za pomocą czujnika WM | RS-T na współrzędnościowych maszynach pomiarowych WENZEL.
Coraz ważniejszy staje się pomiar chropowatości zbliżonej do produkcji. W związku z pomiarem kół zębatych bardzo interesujące są parametry chropowatości, na przykład, ponieważ nie tylko opisują topografię powierzchni w zakresie mikro i nanometrów, ale także pomagają scharakteryzować zachowanie biegowe kół zębatych.
Oprócz szorstkości pewną rolę odgrywa również falistość. Różni się to od chropowatości przede wszystkim rozważanym przestrzennym zakresem częstotliwości. Przestrzenne zakresy częstotliwości są rozdzielane zgodnie z normą DIN EN ISO 21920 (dawniej DIN EN ISO 4287 i DIN EN ISO 13565) za pomocą profilowych filtrów gaussowskich.
Pytanie brzmi, w jakim stopniu klasyczne współrzędnościowe urządzenia pomiarowe mogą być również wykorzystywane do pomiaru falistości i chropowatości oraz odpowiadających im parametrów.
Oprócz zastosowań pomiarowych dotykowych, CMM zostały wzmocnione w ostatnich latach, szczególnie w przypadku zadań pomiarowych optycznych. W rezultacie solidna podstawa maszyny została dodatkowo zoptymalizowana, aby sprostać rosnącym wymaganiom w zakresie dokładności, prędkości pomiaru i technologii wielu czujników.
Stworzyło to podstawę, którą można zasadniczo rozszerzyć, aby uwzględnić chropowatość jako dodatkową cechę.
Dotykowe, oparte na profilach systemy pomiaru chropowatości generalnie rozróżniają dwa typy systemów:
Dzięki systemowi szybowcowym powierzchnia obiektu jest wstępnie filtrowana morfologicznie za pomocą poślizgu (patrz pomiar chropowatości na maszynach pomiarowych WENZEL z czujnikiem RFP2 REVO producenta Renishaw). Końcówka do pomiaru chropowatości jest oparta na ostrzu mierzącym chropowatość, co skutkuje bardzo małym okręgiem pomiarowym.
Dzięki zastosowaniu systemów szybowcowych wymagania dotyczące podstawowego systemu pomiaru pozycji są drastycznie zmniejszone. Zachowanie sterujące maszyny i wpływy drgań zewnętrznych są mniej istotne, ponieważ niewielkie czasowe odchylenie położenia może być uśrednione przez odniesiony poślizg.
Kształt powierzchni jest już usuwany przez filtr morfologiczny (ostrze ślizgowe). W ten sposób końcówka pomiaru chropowatości jest zgodna z konturem mierzonego profilu. Warunkiem jest to, że KMG jest w stanie przeprowadzić wystarczająco dokładne pozycjonowanie wstępne.
Zgodna z normami ocena typowych parametrów chropowatości, takich jak ra albo Rz Jest możliwe, na przykład.
Jednak interakcja wiąże się z niepożądanym fałszowaniem wyniku pomiaru, szczególnie w zakresie częstotliwości przestrzennych średnich i długich fal. Efekt filtra fałszuje rejestrowanie falistości i kształtu, dzięki czemu ocena zgodna ze standardami, taka jak parametry W i P zgodnie z normą DIN EN ISO 21920, nie jest już w pełni możliwa.
Jednak w szczególności parametry W mają decydujące znaczenie dla zachowania hałasu (patrz analiza FFT przeprowadzona przez WENZEL Metrology GmbH). Również ocena parametrów opartych na Abbotcie, takich jak Rv, Rp i Rk (dawniej DIN EN ISO 13565) nie jest już łatwo możliwe.
Aby można było przedstawić te parametry w jak największym stopniu niesfałszowane, należy unikać stosowania płyt i stosować samonośne systemy pomiaru chropowatości.
Z tego powodu WENZEL Metrology GmbH — jako alternatywa dla systemu szybowca — wykorzystuje samonośny system pomiarowy w postaci czujnika WM | RS-T.
Samonośny czujnik chropowatości rezygnuje z użycia poślizgu i odtwarza profil pomiarowy powierzchni tak niesfałszowany, jak to tylko możliwe. Jedyne odchylenia wynikają z nieuniknionego oddziaływania końcówki pomiaru chropowatości z obiektem pomiarowym i zachowaniem kontrolnym maszyny.
Profil podstawowy, jako podstawa pomiaru, może wynikać z współrzędnościowej maszyny pomiarowej lub samego czujnika. Gdy maszyna się porusza, wymagania stawiane na podstawie maszyny są nieproporcjonalnie wyższe i zależą w szczególności od jej konstrukcji.
Decydująca jest zatem jakość bazy maszyny oraz interakcja maszyny (mechaniki) i sterownika (kontrolera).
Podczas wykonywania pomiarów za pomocą czujnika WM | RS-T maszyna jest utrzymywana w niezmiennej, kontrolowanej pozycji. Wymagania dotyczące zachowania kontrolnego CMM są w ten sposób zmniejszone, dlatego CMM z dużym obwodem pomiarowym nadają się również do pomiarów za pomocą tego typu czujników.
Wymagany ruch posuwu do pomiaru profilu pierwotnego (jako podstawa analizy falistości i chropowatości) jest wykonywany przez oś posuwu zintegrowaną z czujnikiem. Zapewnia to wysoki poziom jakości pozycji dzięki jednorodnemu ruchowi końcówki do pomiaru chropowatości.
W przeciwieństwie do systemów konkurencyjnych, celowo unika się użycia sfery odniesienia po stronie czujnika do obsługi systemu pomiarowego.
Wsparcie zapewniane przez takie kulki ma na celu zmniejszenie obwodu pomiarowego i zminimalizowanie wpływów maszyny. W pewnym stopniu stanowi kompromis między systemem samonośnym a poślizgiem.
Jednak WENZEL Metrology GmbH nie widzi potrzeby korzystania z takiej pomocy, zwłaszcza że istnieje decydujący punkt przeciwko jej zastosowaniu: Dostępność.
Rysunek po lewej stronie: WM | RS-T na maszynie pomiarowej GT 450
Prawy obraz: Końcówka do pomiaru chropowatości podczas operacji flanki zęba
Poprzez rezygnację z użycia sfery odniesienia po stronie czujnika, system czujników może być również używany do wykrywania obiektów pomiarowych w trudnych, geometrycznych warunkach granicznych.
Takie trudności geometryczne pojawiają się na przykład podczas pomiaru falistości promieniowej i chropowatości na bokach kół zębatych ze szczególnie małymi modułami (moduł 2 lub mniejszy).
W takim zadaniu pomiarowym zakres pomiarowy jest dodatkowo ograniczony przez przymocowane bocznie kule odniesienia, biorąc pod uwagę wymagany skok igły chropowatej.
Istnieje również decydujące kryterium, które jest szczególnie ważne dla WENZEL Metrology GmbH:
Czujnik chropowatości WM | RS-T ma dwie osie obrotowe (oś R & T), które można przesuwać w sposób ciągły w zakresie od 0° do 360° lub -90° do+90° w celu uzyskania najlepszego możliwego pozycjonowania względem przedmiotu obrabianego.
W połączeniu z osią stołu obrotowego (C) i standardowymi dostępnymi osiami współrzędnych (XYZ), wynik jest sumy 6 osi pozycjonowania, które obejmują wszystkie stopnie swobody przestrzennej — idealne między innymi do zadań pomiarowych związanych z przekładnią na maszynach GT.
Po stronie oprogramowania czujnik WM | RS-T nie jest używany jako czujnik, ale jako głowica pomiarowa , który dzięki specjalnie opracowanemu wymiennemu interfejsowi może być również automatycznie zastąpiony sondą skanującą (np. Renishaw SP600).
Aby móc zmierzyć taką głowicę pomiarową w układzie współrzędnych maszyny pomiarowej, konieczne jest zmierzenie układu z różnymi pozycjami obrotowymi na kuli kalibracyjnej. Procedura jest całkowicie analogiczna do znanych już głowic pomiarowych, takich jak Renishaw PH10-M lub PHS-2.
W tym celu czujnik WM | RS-T ma między innymi możliwość rejestrowania poszczególnych punktów pomiarowych.
Dzięki WM | RS-T współrzędnościowa maszyna pomiarowa można łatwo przekształcić w maszynę do pomiaru chropowatości. Integracja z oprogramowaniem użytkownika Mistrzostwa Świata | Quartis R2025-2 Jest to oczywiste i otwiera szeroką gamę opcji do zadań pomiarowych opartych na chropowatości w najbliższej przyszłości.
Dr Ing. François Torner
Kierownik Działu Rozwoju Systemów
Wspólnie ustanawiamy nowe standardy!
Zostań częścią innowacyjnej firmy, która mimo 50-letniej tradycji pozostała młoda.
.webp){kind=icon}
.svg){kind=icon}
.webp){kind=small}
