VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В настоящее время повышение качества выпускаемой продукции расценивается как решающее условие её конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках. С этой целью при разработке корректирующих действий заставило многих обратиться к статистическим методам. Статистические методы признаются важным условием рентабельного управления качеством, а также средством повышения эффективности производственных процессов и качества продукции. Статистические методы (методы, основанные на использовании математической статистики), являются эффективным инструментом сбора и анализа информации о качестве. Применение этих методов, не требует больших затрат и позволяет с заданной степенью точности и достоверностью судить о состоянии исследуемых явлений (объектов, процессов) в системе качества, прогнозировать и регулировать проблемы на всех этапах жизненного цикла продукции и на основе этого вырабатывать оптимальные управленческие решения [1].

Основной задачей статистических методов контроля является обеспечение производства пригодной к употреблению продукции и оказание полезных услуг с наименьшими затратами [1].

Для измерения параметров качества компания Carl Zeiss IMT GmbH разработала машины модели ACCURA II. Все модификации таких координатно-измерительная машина (КИМ) применяются в лабораториях промышленных предприятий, а также в цехах, отдельно и в системах (в том числе автоматизированных) [2].

Для контроля ACCURA II была призвана лучшей в своем классе измерительных машин, так как сохранила в своей конструкции все необходимые элементы и добавила инновационные решения.

Иными словами – это полностью новая конструктивная платформа, позволяющая пользователю производить трехмерные измерения быстро, гибко, с прецизионной точностью и при этом с максимальной экономической эффективностью. В её конструкции использованы новейшие запатентованные технологии, такие как использование пенопластичных материалов для повышения температурной стабильности.

Новая машина сфокусирована на задачах конкретного заказчика. Предыдущая её версия всегда содержала в своей конструкции все преимущества и возможности измерительных машин Carl Zeiss, но зачастую заказчики использовали лишь 30-50% её потенциальных возможностей, так как у них не было такого широкого спектра задач.

Другой важной особенностью ACCURA II является возможность обеспечить стабильность измерений в широком температурном диапазоне 20…26 градусов Цельсия [2]. Это достигнуто благодаря использованию новых термоизолирующих пенопластичных материалов облицовки измерительной системы и запатентованной Carl Zeiss технологией термонечувствительных измерительных линеек высокого разрешения. Традиционные системы обеспецивают специфицированную погрешность измерения в температурном диапазоне 18-20 градусов.

ACCURA второго поколения получила увеличенный диапазон измерения при сохранении прежней точности. Сейчас для диапазона измерения 900x1400x800 мм обеспечивается пространственная погрешность измерения 1,6+L/333 мкм [3].

Важным фактором в современном производстве является не только точность обрабатывающего и измерительного оборудования, но и его производительность. Новая измерительная машина в серийном режиме может работать с высокой для такой техники пространственной скорости 800 мм/сек. При такой скорости встаёт вопрос о безопасности труда оператора.

Для полного исключения возможности получения травмы оператором, а так же для соответствия европейским нормам безопасности оборудования, новая машина оснащена интеллектуальным лазерным «барьером», работающим следующим образом: если оператор или какой либо другой объект пересекает зону безопасности, скорость перемещения элементов машины мгновенно автоматически понижается до безопасной (70 мм/сек), при этом ЧПУ измерение не прекращается.

После освобождения оператором зоны безопасности машина автоматически выходит на заданную скорость перемещений.

ACCURA III – машины трехкоординатные измерительные, предназначены для измерений геометрических размеров и формы деталей сложной формы.

ACCURA™ выпускаются четырех модификаций: ACCURA™ 5, ACCURA™ 7, ACCURA™ 10, ACCURA™ 14, отличающихся диапазонами и погрешностью измерений [3].

Три направляющие измерительной машины образуют декартову базовую систему координат X,Y,Z , в которой расположена трехмерная щуповая головка. Перемещения центра щупа головки измеряются цифровыми измерительными системами высокой разрешающей способности и точности. Конструкция машины портальная, с неподвижным измерительным гранитным столом. Легкая конструкция портала имеет высокую жесткость и выполнена из термически нечувствительных материалов. Все оси машины базируются на воздушных подшипниках фирмы Carl Zeiss. Перемещение по осям обеспечивается высоко динамичными фрикционными приводами, обладающими, благодаря автоматическому контролю, высоким уровнем безопасности. Измерительные линейки выполнены из стеклокерамики и имеют термически нейтральную панель, конструкция которой запатентована фирмой. Оси X и Y полностью закрыты кожухом.

Измерения производятся в ручном и автоматическом (CNC - Computer Numeric Control, что в переводе " Системы числового программного управления") режимах. Ручной режим управления прибором осуществляется посредством рукояток в пространстве измерений, удаленном от компьютера. Автоматический режим CNC реализуется на базе персонального компьютера с интегрированной техникой управления.

Особенностями машин ACCURA™ являются:

-поддержка переключающих и сканирующих головок фирмы Zeiss и других производителей;

- наличие «активного сканирования» для контроля усилий касания, независимых от отклонений;

- использование активной сканирующей измерительной головки Zeiss VAST XT с защитой от столкновений по всем направлениям перемещения;

- наличие растрового поворотно-вращательного устройства Zeiss RDS-CAA для контактных и оптических измерительных головок с коррекцией САА для автоматической калибровки всех возможных угловых положений устройства.

Программное обеспечение своим базисным пакетом и дополнениями покрывает практически все области применения трехкоординатных измерительных машин - призматические детали, криволинейные поверхности произвольной формы, детали со специальной геометрией, например, зубчатые колеса, турбинные лопатки и пр., позволяет вводить данные CAD и использовать их для создания процедуры измерений. Результаты измерений представляются графически в виде протокола произвольной формы, также возможно произвести статистическую обработку результатов измерений [4].

Для того, чтобы произвести измерение детали с помощью данной машины:

- создается 3D- модель чертежа;

- задаются контрольные точки;

- деталь ставится на измерительную машину;

- ACCURA™ выдает полученные данные (допуск/ не допуск).

Пример результатов измерений представлены графически в виде протокола произвольной формы (рис.1).

Координатно-измерительные машины позволяют контролировать абсолютно все параметры детали, указанные на чертеже, кроме:

• резьбы;

• параметров шероховатости поверхности;

• маленьких фасок (меньше 2 мм) [4].

Рисунок 1 – Пример результатов измерений

Любой технический прогресс связан с частичным исключением человека из процесса производства и заменой его машиной, выполняющей его работу быстрее и качественнее.

Чаще всего с использованием новой измерительной машины контролируются первые детали в партии. Если они соответствуют всем требованиям чертежа, в производство запускаются остальные детали. Это позволяет избежать брака всей партии изделий с высокой вероятностью гарантируя их качество. А план контроля для остальных деталей партии писать уже не придется.

КИМ используется как для окончательного контроля изделий, так и для промежуточного. В 70% случаев план контроля для машины пишется не для полного, а для пооперационного контроля изделия [4]. Это позволяет контролировать выполнение отдельных операций и, в случае обнаружения брака, быстро и точно узнать, что послужило его причиной, и, как следствие, быстро эту причину устранить. Окончательный контроль изделий может быть выборочным и полным. Выборочный контроль предусматривает измерение параметров определенной выборки изделий партии, количественно составляющей около 20% их общего числа. При обнаружении недопустимого отклонения только у какого-то одного размера или параметра деталей выборки, остальные детали партии проверяются только по этому размеру или параметру, что позволяет быстро выявить бракованные детали и определить характер брака. В результате этого увеличивается скорость принятия решений о корректирующих действиях.

Также несмотря на сложность процесса создания управляющей программы, процесс измерения с помощью координатно-измерительные машины может уменьшить время выполнения операции контроля со 180 до 20 минут максимум [4]. Производительность работы и многократность использования одной программы для контроля всей партии изделий обусловливают оправданность применение КИМ уже при размере партии в 10 штук.

Таким образом, такая измерительная машина помогает повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Список использованной литературы:

1. Коваленко И.Н., Филиппова А.А. Теория вероятностей и математическая статистика. – Москва: Издательство «Высшая школа», 1982. - 256 с.

2. Валетов В.А., Бобцова С.В., Новые технологии в приборостроении. СПбГУ ИТМО, 2004. – 120 с.

3. Булатов В.П., Брагинский В.А., Демин Ф.И. и др. Основы теории точности машин и приборов.- СПб. Наука. 1993. - 232 с.

4. Валетов В.А., Мурашко В.А., Основы технологии приборостроения: Учебное пособие. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. - 180 с.

Код для цитирования: Скопировать