Руководство для пользователя
H-1000-5079-04-A
Устройство для проверки технического состояния
координатно-измерительных машин
© 2002 - 2007 Renishaw. Все права защищены.
Запрещается копирование или воспроизведение данного
документа целиком или частично, а также его перенос на какие-
либо другие носители или перевод на другой язык каким бы то ни
было образом без предварительного письменного разрешения
компании Renishaw.
Факт публикации данного документа не освобождает от
соблюдения патентных прав компании Renishaw plc.
Отказ от ответственности
При подготовке этого документа были приложены значительные
усилия для того, чтобы обеспечить отсутствие ошибок и
пропусков в его содержании. Тем не менее, компания Renishaw
не дает никаких гарантий относительно содержания данного
документа и, в частности, не признает никаких подразумеваемых
гарантий. Компания Renishaw оставляет за собой право вносить
изменения в настоящий документ и описанное в нем изделие
без обязательств по уведомлению кого бы то ни было об этих
изменениях.
Торговые марки
Все торговые марки и названия изделий, встречающиеся
в содержании настоящего документа, являются торговыми
наименованиями, знаками обслуживания, торговыми марками или
зарегистрированными торговыми марками их соответствующих
владельцев.
Номер публикации: H-1000-5079-04-A
Дата публикации: 04 2007
1
Устройство MCG для
проверки состояния КИМ
Pуководство по установке
2
Правила обращения и изделием
Датчики Renishaw и используемые совместно с ними системы требуют бережного
обращения, так как являются прецизионными инструментами для выполнения
высокоточных измерений.
Renishaw рекомендует калибровать MCG каждые 12 месяцев.
Данная рекомендация основана на результатах проверки MCG,
эксплуатировавшихся в нормальных условиях и поступивших для рекалибровки.
Некоторые факторы могут вызвать увеличение или уменьшение частоты
рекалибровки:-
• Условия окружающей среды
• Частота и продолжительность использования
• Уровня точности, необходимого пользователю
• Требований ведомственных инструкций и/или национального/местного
законодательства
В конечном счете частота рекалибровки устанавливается пользователем исходя
из требований точности и условий эксплуатации
.
Изменения, вносимые в изделия Renishaw
Renishaw plc оставляет за собой право улучшать, изменять или корректировать
аппаратную часть или программное обеспечение изделий собственного
производства без каких-либо обязательств по внесению аналогичных изменений в
ранее произведенное и поставленное оборудование.
Гарантийные обязательства
Renishaw обеспечивает гарантийное обслуживание своих изделий при условии,
что их установка была произведена в полном соответствии с инструкциями,
приведенными в соответствующей документации Renishaw.
В случае замены компонентов производства Renishaw (например, интерфейсов
и/или кабелей) на оборудование стороннего производителя, следует получить
предварительное согласие у Renishaw. При несоблюдении этих требований
гарантийные обязательства Renishaw аннулируются.
Гарантийное обслуживание должно производиться исключительно
авторизованными центрами ремонта, адреса которых можно получить у
поставщика или дистрибьютора продукции Renishaw.
Патенты
Настоящее устройство для проверки состояния координатно-измерительных
машин защищено следующими патентами и заявками на патент:
US 4777818
Правила обращения и изделием
3
Содержание
1 Введение ...................................................................................................................4
2 Принцип действия ....................................................................................................5
3 Наладка ....................................................................................................................7
3.1 Поверхности базирования: требования по чистоте ...................................7
3.2 Требования к температурному режиму .......................................................7
3.3 Сборка ...........................................................................................................8
4 Измерения ..............................................................................................................15
4.1 Измерения с использованием on-line сервиса ‘On-line machine
checking gauge service’ ...............................................................................15
4.2 Измерения без использования on-line сервиса ‘On-line machine
checking gauge service’ ...............................................................................16
5 Обработка результатов измерений .......................................................................18
6 Протокол калибровки .............................................................................................20
6.1 Сферический наконечник контактного щупа ............................................20
6.2 Сферическая опора ....................................................................................21
6.3 Радиальное биение, возникающее в точке базирования на
сферической опоре ....................................................................................22
6.4 Систематическая ошибка, вносимая диагностическим устройством .....22
7 Список комплектующих .........................................................................................23
8 Обработка результатов в режиме online ..............................................................25
8.1 Процедура MCG-диагностики ....................................................................25
8.2 On-line MCG сервис ....................................................................................26
Содержание
4
1 Введение
Введение
Рисунок 1. Диагностическое устройство производства Renishaw, предназначенное
для проверки технического состояния координатно-измерительных машин
С помощью диагностического устройства Renishaw для координатно-
измерительных машин (далее устройство MCG), изображенного на рисунке 1,
легко производить проверку точности рабочих объемов координатно-
измерительных машин (КИМ). Устройство MCG - полезное дополнение к уже
имеющимся средствам проверки технического состояния КИМ, которое может
использоваться для промежуточной диагностики состояния КИМ в соответствии с
международным стандартом BS EN ISO 10360-2.
Оно позволяет регулярно проводить быструю, автоматическую проверку
технического состояния КИМ на предмет допустимости ее использования.
Устройство MCG также может использоваться для определения параметров КИМ
и, в отдельных случаях, для ввода компенсации с ее блок управления.
5
Принцип действия
2 Принцип действия
Устройство MCG состоит из коромысла, которое снабжено трехточечной опорной
системой с базированием по сферической поверхности - поверхности опорной
сферы с предельно малым отклонением от круглости, которая расположена
на вершине опоры с регулируемой высотой. Трехточечная опорная система
обеспечивает надежный поворот коромысла как в горизонтальной (на любой угол
до 360° включительно), так и в вертикальной (на любой угол до 45° включительно)
плоскости (см. примечание на странице 10). Коромысло также имеет
трехточечную опорную систему с базированием по сферической поверхности,
которая используется для измерений. Она образуется при касании сферическим
наконечником контактного щупа двух стержней и шарика из карбида вольфрама,
которые расположены на конце коромысла. Таким образом, коромысло может
описывать поверхность усеченной сферы с радиусом R вокруг точки опоры.
Коромысло вывешено таким образом, что при его движении в измерительной
системе КИМ не возникает ложных срабатываний: соприкасаясь с контактным
щупом датчика, коромысло действует на него с силой эквивалентной массе 2 г и
направленной вниз.
R
Рисунок 2. Коромысло
Опорная система
с базированием
по поверхности
сферической опоры
6
Принцип действия
Рисунок 3. Процедура измерения
Измерительный датчик КИМ перемещается в требуемое положение (рисунок 3 А)
и затем смещается в направлении опоры коромысла (рисунок 3 В) и
соприкасается с шариком, расположенным на его конце (рисунок 3 С). В этом
положении осуществляется точное трехточечное базирование по сферической
поверхности шарика и происходит измерение радиуса.
Поскольку коромысло имеет неизменный радиус R, любое отклонение от этого
радиуса будет характеризовать точность измерений КИМ в контролируемом
объеме, “заметаемом” коромыслом устройства MCG при его движении. Проводя
серию измерений, таким образом, можно проверить состояние КИМ. Объемная
точность измерений – это максимальная ошибка между любыми двумя точками,
лежащими в пределах зоны измерений КИМ.
На координатно-измерительных машинах с горизонтальным шпинделем датчик
устанавливается под углом 90° относительно коромысла устройства MCG.
A
B
C
«Стыковка» контактного щупа и «вилки» на конце коромысла
Перемещение в направлении сферической опоры
Срабатывание датчика при точном трехточечном базировании
7
Наладка
3 Наладка
При использовании диагностического устройства MCG для координатно-
измерительных машин нужно предпринять следующие профилактические меры.
3.1 Поверхности базирования: требования по чистоте
Шарик и вилка на конце коромысла, а также щуп контактного датчика должны
быть тщательно очищены от загрязнения: даже наличие на них отпечатков
пальцев приводит к возникновению ошибки порядка 3 мкм. Для чистки
поверхностей этих компонентов используйте лицензированные чистящие
средства.
3.2 Требования к температурному режиму
Узлы устройства MCG подвержены воздействию температуры. По этой причине
очень важно свести к минимуму их контакт с руками. После соприкосновения
деталей с руками должно пройти не менее пяти минут, чтобы их температура
выровнялась и сравнялась с температурой окружающей среды. Перед проверкой
КИМ также рекомендуется на некоторое время расположить устройство MCG
в непосредственной близости от проверяемой координатно-измерительной
машины.
8
Наладка
3.3 Сборка
Для того, чтобы результаты проверки состояния координатно-измерительной
машины были максимально достоверны, перед тем, как начать проверку КИМ,
рекомендуется зафиксировать основание устройства MCG на столе машины.
Процесс сборки состоит из следующих этапов:
Примечание: MCG не может использоваться с датчиками TP7M, TP200, SP600 и
SP80. Для использования MCG с датчиком SP25M необходимо применять модули
TM25-20 и TP20.
1. Установите специальный калиброванный щуп, который входит в комплект
поставки MCG (его легко узнать по двум канавкам на боковой поверхности),
в Ваш контактный датчик. Если необходимо, используйте для этого
удлинители и переходники, которые также входят в комплект поставки (см.
рис. 4).
TP1(S) TP20 TP6
SE2
SE3
Контактный
щуп
Контактный
щуп
SE3
SE7
Контактный
щуп
Рисунок 4. Переходники и удлинители
9
Наладка
2. Проверьте сферический наконечник щупа на наличие загрязнения и, если
необходимо, произведите его чистку.
3. Убедитесь, что измерительная головка жестко установлена в пиноль КИМ.
4. Соберите опору из основания, стоек и вершины со сферической опорой.
При этом высота собранной опоры (расстояние между сферической
опорой и плоскостью стола КИМ) должна составлять приблизительно
половину высоты измеряемой детали. Если деталь закреплена в оправке
или находится на подставке, высота опоры должна быть увеличена на
высоту этой оправки или подставки. Затяните резьбовые соединения стоек
вручную.
Рисунок 5. Монтаж стойки
Деталь
Оправка
или
подставка
10
Наладка
5. Используя различные стойки, можно собирать опоры различной высоты.
Рисунок 6. Имеющиеся стойки
Основание
76.2
mm
127
mm
235
mm
31.75
mm
Вершина со
сферической
опорой
11
Наладка
ПРИМЕЧАНИЕ: При расположении опоры MCG на столе КИМ основание опоры
рекомендуется, по возможности, закрепить.
6. Убедившись, что основание опоры находится примерно по центру объема
детали, установите опору на столе Вашей координатно-измерительной
машины (см. рис. 7).
Рисунок 7. Расположение опоры
7. Визуально убедитесь, что у сферической опоры идеально чистая
поверхность.
8. Чтобы температура собранной конструкции выровнялась и она пришла в
тепловое равновесие с окружающей средой, требуется около 2-х минут.
9. С помощью контактного датчика определите положение сферической
опоры. Для этого необходимо произвести не менее десяти измерений.
Привяжите начало системы координат (т. е. X=0, Y=0, Z=0) к центру
сферической опоры.
Рисунок 8. Определение положения сферической опоры
Деталь
12
Наладка
10. Выберите коромысло, радиус которого соответствует размерам измеряемой
детали или контролируемому объему КИМ. Используйте для этого таблицу,
которая представлена ниже (см. рис. 9 и 10).
Коромысло
Радиус
Максимальный
размер по Х
Максимальный
размер по Z
мм дюймы мм дюймы мм дюймы
1 101 4 143 5,6 143 5,6
2 151 6 213 8,4 213 8,4
3 226 9 320 12,7 320 12,7
4 380 15 537 21,2 537 21,2
5 532 21 752 29,6 752 29,6
6 685 27 986 38,1 986 38,1
11. Убедитесь, что на поверхности выбранного коромысла отсутствуют
загрязнения. В частности, проверьте чистоту поверхностей, используемых
для точного базирования: поверхностей направляющих стержней и шарика,
а также поверхностей трехточечной опорной системы. Если необходимо,
произведите чистку этих поверхностей с помощью лицензионных чистящих
средств.
685 mm
532 mm
380 mm
226 mm
151 mm
101 mm
Рисунок 9. Выбор коромысла необходимой длины
13
Наладка
Максималь-
ный размер
по Z
Максимальный размер по Х
Деталь
Оправка или подставка
Рисунок 10. Угол вращения в вертикальной плоскости
ПРИМЕЧАНИЕ: Во избежание теплового расширения, необходимо обеспечить
минимальный контакт коромысла с руками при его установке на сферическую
опору.
12. Установите коромысло на сферическую опору так, как показано на рис. 11.
13. Расположите сферический наконечник щупа между направляющими
стержнями коромысла так, как показано на рис. 12.
14. Выдержите собранную конструкцию в течение 5-ти минут для того, чтобы
она пришла в тепловое равновесие с окружающей средой.
3.3.1 Дополнительные грузы
Каждое коромысло сбалансировано таким образом, чтобы оно давило на
сферический наконечник щупа с силой, направленной вниз. Величина этой силы
такова, что совместное движение датчика и коромысла не сопровождается
ложными срабатываниями датчика.
Если необходимо, эту силу можно увеличить, прикрепляя к коромыслу
дополнительные грузы. В этом случае можно осуществлять движение с большей
скоростью и/или ускорением.
14
Наладка
Рисунок 11. Установка коромысла
Рисунок 12. Положение сферического наконечника щупа между
направляющими стержнями коромысла
15
Измерения
4 Измерения
4.1 Измерения с использованием on-line сервиса ‘On-
line machine checking gauge service’
On-line сервис по обслуживанию диагностического устройства MCG,
предоставляемый Renishaw через свой веб-сайт (www.renishaw.com), существенно
упростил применение этого устройства. Этим сервисом можно воспользоваться,
открывая веб-страницу
http://www.renishaw.com/client/product/UKEnglish/PGP-669.shtml.
Использование услуг on-line сервиса - самый простой способ работы с
устройством MCG. On-line сервис поможет Вам производить измерения,
оценивать и отслеживать объемную точность Вашей координатно-измерительной
машины. Предоставляется три типа услуг:
1. Автоматическое составление тестовой программы, которую можно запустить
на Вашей КИМ: на основании заданных Вами параметров, для Вас
генерируется программа, соответствующая спецификации интерфейсов для
передачи размерной информации (DMIS-программа). Эту программу можно
запустить на Вашей КИМ, чтобы произвести серию измерений.
2. Автоматический анализ результатов MCG-диагностики: результаты MCG-
диагностики выводятся в формате, соответствующем спецификации
интерфейсов для передачи размерной информации (DMIS). Вы можете
загрузить и проанализировать эти данные в режиме on-line. Наши подсказки
помогут Вам интерпретировать полученные результаты.
3. Сохранение и загрузка данных предыдущих сеансов диагностики для
выявления закономерности в их изменениях: Вы можете сохранить
результаты MCG-диагностики в режиме on-line и спустя некоторое время
снова загрузить их с тем, чтобы отследить изменение характеристик Вашей
координатно-измерительной машины с течением времени.
16
Измерения
4.2 Измерения без использования on-line сервиса ‘On-
line machine checking gauge service’
1. Угол подъема коромысла 0°: измеряйте радиус коромысла R, поворачивая
его в горизонтальной плоскости с интервалом 45° (всего 8 измерений) так,
как показано на рисунке 13 и 14.
2. Угол подъема коромысла –45°: измеряйте радиус коромысла R, поворачивая
его в горизонтальной плоскости с интервалом 45° (всего 8 измерений) так,
как показано на рисунках 13 и 14.
3. Угол подъема коромысла +45°: измеряйте радиус коромысла R, поворачивая
его в горизонтальной плоскости с интервалом 45° (всего 8 измерений) так,
как показано на рисунках 13 и 14.
4. Чтобы получить надежные результаты, действия 1—3 нужно повторить
два раза. Эта процедура, состоящая из 72 (3х24) измерений, позволяет
оценить объемную точность и систематическую повторяемость координатно-
измерительной машины.
5. Аккуратно снимите коромысло с опоры и повторно определите координаты
сферической опоры, производя для этого минимум 10 измерений (см.
раздел ‘Настройка’, шаг 9). Если смещение сферической опоры превысило
максимальное измеренное значение повторяемости, снова проведите
определение координат ее центра, убедившись, что:
a. Установочные поверхности между вершиной со сферической опорой,
стойками и основанием плотно прилегают друг к другу и на них
отсутствует загрязнение.
b. Прошло достаточное количество времени (минимум 2 минуты) для
того, чтобы между компонентами устройства MCG и окружающей
средой установилось тепловое равновесие.
c. При установке коромысла на сферическую опору был проявлен
максимум осторожности.
17
Рисунок 14. Восемь положений коромысла, в которых производятся измерения
Измерения
Рисунок 13. Угол поворота коромысла в вертикальной плоскости
+45°
+45°
0°
45°
0°
325°
270°
225°
180°
135°
90°
18
3. Оцените диапазон отклонений для каждой серии измерений.
4. Оцените диапазон отклонений для всех серий измерений, то есть
максимальное положительное и отрицательное отклонение. Это так
называемая ОБЪЕМНАЯ ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ, характеризующая
объем, “заметаемый” коромыслом радиуса R. Для оценки используйте
следующую формулу:
5. Оцените диапазон отклонений для каждой позиции коромысла, в которой
проводились измерения. Таким образом, Вы получите СИСТЕМАТИЧЕСКУЮ
ПОВТОРЯЕМОСТЬ для этой ПОЗИЦИИ. Рекомендуемая форма обработки
результатов представлена в таблице на следующей странице.
6. Если с помощью устройства MCG выявлена недопустимо низкая
повторяемость Вашей координатно-измерительной машины, свяжитесь с
изготовителем машины для организации ее технического обслуживания
(имейте в виду, что самостоятельно такое обслуживание, как правило,
осуществить невозможно).
Обработка результатов измерений
∆R
i
= R
AV
-
R
i
VMP = ∆R
i(max)
- ∆R
i(min)
5 Обработка результатов измерений
1. Оцените среднее измеренное значение радиуса коромысла RAV по
следующей формуле:
где n обозначает количество проделанных измерений
2. Оцените отклонение каждого измеренного значения радиуса от его среднего
измеренного значения по формуле:
R
AV
=
Σ
i=n
R
i
i=1
n
Страница загружается...
Страница загружается...
Страница загружается...
Страница загружается...
Страница загружается...
Страница загружается...
Страница загружается...
Страница загружается...
Страница загружается...
/