Но в процессе производства деталей их геометрию зачастую контролируют не на КИМ, а на тех же станках, на которых они обрабатывались – например, на фрезерных. При этом многие из этих станков вполне современны, функциональны, достигают точности обработки в несколько микрон, работают в режиме ЧПУ и даже оснащены измерительным датчиком.
Зачем же тогда нужны КИМ, когда можно проводить измерения прямо на станке?
Этот вопрос мы слышим регулярно. Очевидно, что он возник не на пустом месте и имеет под собой определенные основания – ряд причин, которые, как показывает практика, на самом деле не причины, а заблуждения.
Так проводить ли измерения деталей на станке? Или делать это нужно только на координатной измерительной машине? Где мы все-таки поставим запятую в названии нашей статьи?
Как работает режим измерений на станке
Измерительный датчик контактного типа используется на станке для базирования заготовки (т.н. обкатки) перед началом ее обработки. Датчик устанавливается в то же самое место, где впоследствии будет стоять инструмент обработки, например, фреза. Для замены инструмента используется автоматический магазин.
Исходный функционал станка предполагает, что измерительный датчик не применяется больше ни для чего, кроме базирования. Но на практике после обработки детали датчик базирования часто используется именно как измерительный: им определяют базовую геометрию простых элементов при помощи той же панели управления и программного обеспечения, которое используется для управления станком.
Преимущества измерений на станке
- не требуется снимать деталь со станка и потом ее перебазировать;
- экономится время;
- измерения может провести сам оператор станка без привлечения метрологов, специалистов ОТК и ЦИЛ.
Ограничения
- точность измерений равна точности обработки! Точность движения датчика будет совпадать с точностью движения инструмента. Если станок находится не в точности, то измерения на нем не покажут этого. Если ошибка резки составляет 10 мкм, то и ошибка измерения будет 10 мкм, а «виртуальное отклонение» составит 0 мкм, а не 10! Ситуация напоминает ту, когда строитель, сдающий работу прорабу и ждущий его оценки, сам и является прорабом, то есть оценивает сам себя в своей шкале качества. И, наверное, если требуется проводить измерения в процессе обработки, чтобы внести коррекции в обработку, то имеет смысл быть честным с самим собой и провести такие измерения вне станка;
- на станке нет специализированного программного обеспечения для измерений, возможности базового ПО для измерений очень ограничены, провести измерения сложных параметров нельзя;
- на станках используются жестко закрепляемые датчики, работающие только в триггерном режиме, что существенно ограничивает возможность измерений и снижает их скорость;
- деталь сразу после обработки может быть в СОЖ, металлической стружке, измерение ее в таком виде без очистки может привести к ошибочным результатам;
- пока станок проводит измерения, он не работает как станок, то есть не проводит обработку деталей в соответствии со своим целевым назначением.
- станок не является средством измерения, не внесен в Госреестр СИ РФ, не проходит процедуру поверки и не имеет свидетельства о поверке. Таким образом, его нельзя применять в случаях, когда предприятие должно следовать положениям «Закона о единстве средств измерения», а это 80-90% случаев;
- данные измерений на станке не могут быть арбитражными и не могут использоваться для оформления документации на изделие.
Как проводятся измерения на ЧПУ координатной измерительной машине
Деталь снимается со станка, устанавливается в зону измерений, происходит базирование и измерение по ранее написанной программе.
Преимущества измерений на КИМ
- КИМ является независимым средством измерения, точность измерений на ней и результат измерений не зависят от точности станка и никак с ним не связаны;
- КИМ портального типа высокого класса обеспечивают измерения объемной погрешностью от 1 мкм, что позволяет решать все задачи с запасом точности минимум в 3 раза в соответствии с требованиями соответствующих ГОСТов;
- на КИМ можно применять различные типы измерительных головок, в том числе поворотные, а также пятиосевые. КИМ позволяет использовать различные режимы измерений, включая контактное и бесконтактное сканирование, также возможна установка поворотного стола. Всё это позволяет удобнее и быстрее по сравнению со станком измерять большинство деталей, проводить измерения в пазах, выемках, труднодоступных местах, проводить контроль специфических деталей, таких как зубчатые шестерни и лопатки.
- на КИМ используется полноценное измерительное программное обеспечение, позволяющее определять существенно большее количество параметров с учётом дополнительных переменных, полноценно работать с CAD-моделями деталей, включая импорт данных PMI, работать со статистикой;
- КИМ является средством измерения, подлежит поверке, соответствует требованиям «Закона о единстве средств измерения», может применяться для арбитражных измерений и оформления официальных результатов и документов.
Ограничения
Основное ограничение заключается в том, что деталь нужно снимать со станка, может потребоваться повторное базирование, если деталь будет обрабатываться далее. Возможное решение – использовать оснастку и/или паллеты с оснасткой, которые будут обеспечивать повторяемость установки, при этом деталь в данной оснастке и обрабатывается, и измеряется.
Альтернативный вариант для измерений, где не требуется высокая точность – применение мобильной координатной измерительной машины типа «рука». Данное оборудование весит несколько десятков килограммов и может быть установлено непосредственно у станка или даже на станину станка, что позволит измерить деталь прямо в нем. Данные измерительные системы предназначены для работы в цеховых условиях и мало подвержены влиянию пыли, влаги и колебаниям температур. Погрешность измерений – от 20 мкм в зависимости от размера «руки».
