eng
Выпуск #2/2024
К. Епифанцев
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ НА РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ НА ЩУПЕ КРУГЛОМЕРА RoundTest RA-120P
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ НА РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ НА ЩУПЕ КРУГЛОМЕРА RoundTest RA-120P
Просмотры: 706
DOI: 10.22184/1992-4178.2024.233.2.120.125
Рассмотрена проблема калибровки кругломера RoundTest RA-120P. Получены результаты, определяющие оптимальные значения двух параметров при проведении центрирования/нивелирования. Результаты будут полезны при планировании и проведении измерений и контроля деталей – тел вращения – на кругломере RoundTest RA-120P.
Рассмотрена проблема калибровки кругломера RoundTest RA-120P. Получены результаты, определяющие оптимальные значения двух параметров при проведении центрирования/нивелирования. Результаты будут полезны при планировании и проведении измерений и контроля деталей – тел вращения – на кругломере RoundTest RA-120P.
Теги: pressure coefficient on the probe roundness tester roundness tester calibration time intervals временные интервалы калибровка кругломера коэффициент давления на щуп кругломер
Статистический анализ влияния временных интервалов на результат измерения усилия на щупе кругломера RoundTest RA-120P
К. Епифанцев, к. т. н.
Рассмотрена проблема калибровки кругломера RoundTest RA-120P.
В процессе измерения усилия щупа были проведены наблюдения более чем за двухлетний период прибора. В разные временные промежутки, в разные интервалы. Также проведено исследование влияния на точность измерений двух факторов: угла наклона щупа с шагом 5◦ и относительного расположения точек касания щупом детали – при выполнении подготовительной операции – центрирования / нивелирования детали. Получены результаты, однозначно определяющие оптимальные значения двух параметров при проведении центрирования / нивелирования. Полученные результаты будут полезны при планировании и проведении измерений и контроля деталей – тел вращения – на кругломере RoundTest RA-120P.
Ранее исследовалась проблема, связанная с влиянием угла наклона щупа на результат измерения, что является важным фактором, который оттачивается только с многолетним стажем оператора [1]. В первые месяцы работы могут наблюдаться методические погрешности.
Результаты измерений для девяти углов наклона обобщены в табл. 1. Следует отметить, что при величине угла наклона 40˚ щуп не касался поверхностей детали.
Рассмотрим результаты первого этапа исследования. Из полученного графика (рис. 1) видно, что оптимальными значениями угла наклона щупа являются 5 и 10˚.
Далее проводились исследования, которые получены из системы архивного хранения прибора. Они включают подробные данные по времени калибровки, о расположении щупа и выходные данные. При этом надо также заметить, что калибровку производили более 100 разных операторов в течение нескольких лет.
Повседневно, перед началом работы, калибровка кругломера выполняется оператором с использованием специальной пленки с известным значением номинальной толщины – 22,6 мкм. Калибровка включает следующие шаги.
Установка пленки на поворотном столе. Для осуществления калибровки извлекаем из футляра калибровочный пленочный эталон (рис. 2). Пленка прозрачная и имеет небольшие габаритные размеры.
Далее укладываем пленочный эталон на основание поворотного стола кругломера. Пленка должна располагаться в вертикальном направлении под контактной частью щупа.
Прижатие пленки щупом. После установки пленки на поворотном столе опускаем щуп (положение – «сверху» и угол –15˚) вниз до расстояния между пленкой и чувствительным элементом щупа (сферой диаметром 1,6 мм) примерно 1–2 мм.
Далее необходимо опустить щуп до контакта с пленкой (рис. 3). При этом положение индикаторной стрелки в окне «Управление прибором» должно оказаться в пределах ± 10 мкм от нулевого значения шкалы. Настройка положения стрелки осуществляется с помощью ручки управления консолью (рис. 4). После серии подводок добиваемся значения -5,35 мкм (рис. 4, справа).
Следующий шаг – запуск «Мастера калибровки» (рис. 5) через пункт меню «Калибровка – Калибровка». Для этого необходимо нажать кнопку «Далее» в текущем и следующих двух окнах Мастера. В окне Мастера под номером 3/5 после нажатия на «Далее» появится значение первой точки – минус 5,4 мкм. Далее в этом же окне появляется визуальная подсказка (рис. 6) о необходимости извлечь эталон из-под щупа, что и надо сделать.
После аккуратного извлечения пленочного эталона из-под щупа (рис. 7) в окне ПО появляется второе значение – минус 26,28 мкм (см. рис. 6). Снова нажимаем «Далее».
Расчет и фиксация поправочного коэффициента. Регистрируем результат калибровки в программе (рис. 8). Он сводится к значению поправочного коэффициента усиления, определяемого из разности двух значений – номинальной и измеренной толщины пленки. Для текущей операции он равен 0,96. В программе появляется окно с сообщением о том, что мастер калибровки завершил работу. Именно значения из рис. 8 за несколько лет были взяты в виде выгрузки, представленной в табл. 2. Всего было взято 76 результатов измерения усиления на щупе.
Результаты представлены в виде графиков с разными временными данными (рис. 9–12). Представленные графики, сделанные на основе 20-месячной эксплуатации кругломера в процессе проведения исследований и лабораторных работ показали разные результаты калибровки усилия щупа, от которого в последующем зависят результаты измерения дефектов формы на деталях. Анализируя множество временных дат, представленных в сводной табл. 2, можно сделать вывод, что близкие даты выгрузки или несколько калибровок, проводимых в один день, дают сходный результат и разброс значений будет небольшой. Однако, надо также учитывать тот факт, что на результат измерения коэффициента влияли такие факторы, как частота включения-отключения работавшего компрессора, различная температура в помещении в разное время года и самый важный фактор – умение оператора вручную аккуратно подгонять винт оси Z кругломера под начальную точку отсчета (этот процесс делается вручную и зависит от умения оператора).
Необходимо выделить общую зависимость – чем дольше прибор находился в бездействии, тем больше временной интервал между калибровками и значительнее разброс коэффициентов давления щупа, и наоборот – чем чаще прибор эксплуатируется, чем меньше временной интервал между калибровками, тем коэффициенты будут более сходными. Однако производители не рекомендуют проводить калибровку чаще одного раза в смену.
* * *
Проведенные исследования показали перспективность выполнения подобных оценок для оптимизации выполнения подготовительных операций для прибора контроля отклонений формы и взаимного расположения поверхностей деталей – кругломера. Показаны изменчивость значения результатов измерения на щупе, что влияет на конечный результат измерения.
Дальнейшие исследования будут направлены на последующую оптимизацию методики измерений параметров деталей – тел вращения на кругломере.
ЛИТЕРАТУРА
ГОСТ 17353-89. Кругломеры. Типы. Основные параметры. Технические требования. М.:
Изд-во стандартов, 1999. 8 с.
Гущина Е.А., Ефремов Н.Ю., Епифанцев К.В.
Цифровая метрология: учеб.-метод. пособие. СПб: ГУАП, 2022. 104 с.
Епифанцев К.В. Измерение дефектов геометрии. Алгоритм формирования круглограммы
ROUNDTEST RA-120Р // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, технология, бизнес. 2022. № 10 (221). С. 48–51.
Епифанцев К.В., Ефремов Н.Ю. Исследование процесса калибровки процесса калибровки
и настройки датчиков кругломера ROUNDTEST RA-120P // Датчики
и системы. 2022. № 5. С. 57–62.
К. Епифанцев, к. т. н.
Рассмотрена проблема калибровки кругломера RoundTest RA-120P.
В процессе измерения усилия щупа были проведены наблюдения более чем за двухлетний период прибора. В разные временные промежутки, в разные интервалы. Также проведено исследование влияния на точность измерений двух факторов: угла наклона щупа с шагом 5◦ и относительного расположения точек касания щупом детали – при выполнении подготовительной операции – центрирования / нивелирования детали. Получены результаты, однозначно определяющие оптимальные значения двух параметров при проведении центрирования / нивелирования. Полученные результаты будут полезны при планировании и проведении измерений и контроля деталей – тел вращения – на кругломере RoundTest RA-120P.
Ранее исследовалась проблема, связанная с влиянием угла наклона щупа на результат измерения, что является важным фактором, который оттачивается только с многолетним стажем оператора [1]. В первые месяцы работы могут наблюдаться методические погрешности.
Результаты измерений для девяти углов наклона обобщены в табл. 1. Следует отметить, что при величине угла наклона 40˚ щуп не касался поверхностей детали.
Рассмотрим результаты первого этапа исследования. Из полученного графика (рис. 1) видно, что оптимальными значениями угла наклона щупа являются 5 и 10˚.
Далее проводились исследования, которые получены из системы архивного хранения прибора. Они включают подробные данные по времени калибровки, о расположении щупа и выходные данные. При этом надо также заметить, что калибровку производили более 100 разных операторов в течение нескольких лет.
Повседневно, перед началом работы, калибровка кругломера выполняется оператором с использованием специальной пленки с известным значением номинальной толщины – 22,6 мкм. Калибровка включает следующие шаги.
Установка пленки на поворотном столе. Для осуществления калибровки извлекаем из футляра калибровочный пленочный эталон (рис. 2). Пленка прозрачная и имеет небольшие габаритные размеры.
Далее укладываем пленочный эталон на основание поворотного стола кругломера. Пленка должна располагаться в вертикальном направлении под контактной частью щупа.
Прижатие пленки щупом. После установки пленки на поворотном столе опускаем щуп (положение – «сверху» и угол –15˚) вниз до расстояния между пленкой и чувствительным элементом щупа (сферой диаметром 1,6 мм) примерно 1–2 мм.
Далее необходимо опустить щуп до контакта с пленкой (рис. 3). При этом положение индикаторной стрелки в окне «Управление прибором» должно оказаться в пределах ± 10 мкм от нулевого значения шкалы. Настройка положения стрелки осуществляется с помощью ручки управления консолью (рис. 4). После серии подводок добиваемся значения -5,35 мкм (рис. 4, справа).
Следующий шаг – запуск «Мастера калибровки» (рис. 5) через пункт меню «Калибровка – Калибровка». Для этого необходимо нажать кнопку «Далее» в текущем и следующих двух окнах Мастера. В окне Мастера под номером 3/5 после нажатия на «Далее» появится значение первой точки – минус 5,4 мкм. Далее в этом же окне появляется визуальная подсказка (рис. 6) о необходимости извлечь эталон из-под щупа, что и надо сделать.
После аккуратного извлечения пленочного эталона из-под щупа (рис. 7) в окне ПО появляется второе значение – минус 26,28 мкм (см. рис. 6). Снова нажимаем «Далее».
Расчет и фиксация поправочного коэффициента. Регистрируем результат калибровки в программе (рис. 8). Он сводится к значению поправочного коэффициента усиления, определяемого из разности двух значений – номинальной и измеренной толщины пленки. Для текущей операции он равен 0,96. В программе появляется окно с сообщением о том, что мастер калибровки завершил работу. Именно значения из рис. 8 за несколько лет были взяты в виде выгрузки, представленной в табл. 2. Всего было взято 76 результатов измерения усиления на щупе.
Результаты представлены в виде графиков с разными временными данными (рис. 9–12). Представленные графики, сделанные на основе 20-месячной эксплуатации кругломера в процессе проведения исследований и лабораторных работ показали разные результаты калибровки усилия щупа, от которого в последующем зависят результаты измерения дефектов формы на деталях. Анализируя множество временных дат, представленных в сводной табл. 2, можно сделать вывод, что близкие даты выгрузки или несколько калибровок, проводимых в один день, дают сходный результат и разброс значений будет небольшой. Однако, надо также учитывать тот факт, что на результат измерения коэффициента влияли такие факторы, как частота включения-отключения работавшего компрессора, различная температура в помещении в разное время года и самый важный фактор – умение оператора вручную аккуратно подгонять винт оси Z кругломера под начальную точку отсчета (этот процесс делается вручную и зависит от умения оператора).
Необходимо выделить общую зависимость – чем дольше прибор находился в бездействии, тем больше временной интервал между калибровками и значительнее разброс коэффициентов давления щупа, и наоборот – чем чаще прибор эксплуатируется, чем меньше временной интервал между калибровками, тем коэффициенты будут более сходными. Однако производители не рекомендуют проводить калибровку чаще одного раза в смену.
* * *
Проведенные исследования показали перспективность выполнения подобных оценок для оптимизации выполнения подготовительных операций для прибора контроля отклонений формы и взаимного расположения поверхностей деталей – кругломера. Показаны изменчивость значения результатов измерения на щупе, что влияет на конечный результат измерения.
Дальнейшие исследования будут направлены на последующую оптимизацию методики измерений параметров деталей – тел вращения на кругломере.
ЛИТЕРАТУРА
ГОСТ 17353-89. Кругломеры. Типы. Основные параметры. Технические требования. М.:
Изд-во стандартов, 1999. 8 с.
Гущина Е.А., Ефремов Н.Ю., Епифанцев К.В.
Цифровая метрология: учеб.-метод. пособие. СПб: ГУАП, 2022. 104 с.
Епифанцев К.В. Измерение дефектов геометрии. Алгоритм формирования круглограммы
ROUNDTEST RA-120Р // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, технология, бизнес. 2022. № 10 (221). С. 48–51.
Епифанцев К.В., Ефремов Н.Ю. Исследование процесса калибровки процесса калибровки
и настройки датчиков кругломера ROUNDTEST RA-120P // Датчики
и системы. 2022. № 5. С. 57–62.
Отзывы читателей
