Приборы для автоматизации измерения резьбы и деталей с прерывистой поверхностью на производстве

Прибор для послеоперационного измерения среднего диаметра резьбообразующего и контрольного инструментов
ПСДР – ОмГТУ-1)

Созданный в ОмГТУ на кафедре «Метрология и приборостроение» ПСДР может быть использован в машиностроительных и инструментальных производствах предприятий. ПСДР–ОмГТУ-1, созданный на основе малого измерительного микроскопа (ММИ–2), предназначен для повышения точности и производительности измерения среднего диаметра наружных резьб (включая резьбу на прерывистой поверхности). Специально разработанные формы измерительных наконечников и метод измерения позволяют проводить прямые измерения среднего диаметра резьбы без дополнительных расчетов. Опытный образец прибора был проверен в производственных условиях ОАО «Омского машиностроительного конструкторского бюро» (г. Омск)  в технологическом отделе и службе метрологии, были получены положительные заключения по методу измерения, конструктивному исполнению прибора и по повышению точности и производительности измерения среднего диаметра резьбообразующего и контрольного инструментов.

  1. Диапазон измерения, мм.....................................3…50.
  2. Шаг измеряемой резьбы, мм............................0,5…3,0.
  3. Суммарная погрешность прибора, мкм....................1,0.
  4. Время настройки на размер, мин...........................2…3.
  5. Время одного измерения, с...................................3…5.
  6. ПСДР повышает производительность измерения среднего диаметра инструмента в 10…15 раз.
  7. ПСДР позволяет осуществлять измерения среднего диаметра, радиального биения, затылования, конусности.
  8. Разработаны алгоритм и программа для определения среднего диаметра при наличии биения режущих зубьев инструмента.
  9. Метод настройки по цилиндрическому эталону с диаметром равным среднему диаметру резьбы; по эталонной резьбовой детали; по цифровому устройству.
Прибор для послеоперационного контроля среднего диаметра резьбы
Прибор для послеоперационного контроля среднего диаметра резьбы
Элементы для настройки прибора и подготовке к работе
Элементы для настройки прибора и подготовке к работе
Настройка по цилиндрическому эталону с диаметром равным среднему диаметру резьбы
Настройка по цилиндрическому эталону с диаметром равным среднему диаметру резьбы
Настройка по эталонной резьбовой детали
Настройка по эталонной резьбовой детали
Настройка по цифровому устройству
Настройка по цифровому устройству

 

Прибор активного контроля среднего диаметра резьбообразующего и контрольного инструментов

На основе разработанного прибора для послеоперационного контроля среднего диаметра резьбы был спроектирован и изготовлен опытный образец прибора активного контроля среднего диаметра резьбы для резьбошлифовальных станков, позволяющий контролировать средний диаметр резьбы в процессе обработки на станке. Позволяет контролировать как гладкую, так и прерывистую резьбовую поверхность. Погрешность измерения 1-2 мкм. Прибор позволяет управлять технологическим процессом и отключать станок при окончании обработки.

Прибор активного контроля среднего диаметра резьбыПатент №2397061
Прибор активного контроля среднего диаметра резьбы

 

Прибор активного контроля для круглошлифовальных станков

Работа над проектом осуществляется в ООО «Политех-Прибор» (созданного по 217-ФЗ) на базе Омского государственного технического университета кафедры «Метрология и приборостроение»

Краткая история проекта

Работа над проектом началась в конце 2005 г. Это было вызвано тем, что на машиностроительном производстве было большое количеством бракованных изделий и низкая производительность на операциях шлифования. Необходимо было автоматизировать контроль геометрических параметров изделий обрабатываемых на круглошлифовальных станках в процессе шлифования. Проведя анализ существующих средств автоматического контроля Российских и зарубежных аналогов, были выявлены значительные недостатки, влияющие на погрешность измерения. На протяжении 3 лет отрабатывались принципы построения прибора, с учетом условий работы, технических характеристик и др., что привело к созданию опытного образца. Он был проверен в лабораторных условиях на правильность построения и работоспособность. Параллельно этому велась работа по его патентованию. В 2008 г. был получен патент на изобретение. После положительных результатов исследования разработанного управляющего прибора было опубликовано 12 статей. В 2009 г. проект участвовал в конкурсе У.М.Н.И.К. и получил грант Фонда содействия развитию малого предпринимательства в научно-технической сфере по программе СТАРТ. Результаты работы докладывались и обсуждались в среде научной общественности России на научно-технических и международных конференциях, форумах, выставках, конкурсах: I и II Всероссийская научно-техническая конференция «Россия молодая: передовые технологии – в промышленность» г. Омск, I Форум молодых ученых Сибирского федерального округа «Треугольник знаний» - образование, наука и инновации» г. Томск, Всероссийский форум «Селигер-2009» и «Селигер-2010», форуме Союза машиностроителей России Тверская обл., Сибирский международный форум «Интерра-09» г. Новосибирск, результаты работы демонстрировались на выставках «ПРОМТЕХЭКСПО-2009», «ВТТВ-2009, 2011», Международном экономическом форуме-2010 «Человеческий капитал – ключевой ресурс модернизации Российской экономики», «Инновации года - 2010» г. Омск, в 100 лучших проектах России «Зворыкинского проекта» в 2009 г. на портале zv.innovaterussia.ru, участник «Конкурса русских инноваций» www.inno.ru, конкурса i5 www.iiiii.ru, где получил положительную оценку, а также докладывались и обсуждались в Омском машиностроительном конструкторском бюро (г.Омск, апрель 2009г.), Агрегатном заводе (г. Омск, ноябрь 2009 г.), Авиастроительном заводе им. Чкалова (г. Новосибирск, сентябрь 2009г.) среди ведущих специалистов предприятий, и ОмГТУ где получил положительные отзывы и одобрения. В 2011 году прошел экспертизу в Летней Школе Академпарка г. Новосибирск, где получил диплом как «Лучший иногородний проект», полуфиналист конкурса на Зворыкинскую премию 18-20 ноября 2011 г. (г. Москва). В 2012 году автором успешно защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Описание прибора

После установки прибора на шлифовальный станок:

  • шлифовщику не придётся останавливать станок для проведения от 3 до 5 промежуточных измерений;
  • он не будет терять ориентировку размера даже после правки круга.

Также прибор позволяет:

  • автоматически управлять процессом шлифования;
  • контролировать форму детали, вдоль всей обрабатываемой поверхности, сохраняя показания прибора при переходе с прерывистой поверхности на гладкую (в отличие от аналогов, которые контролируют деталь лишь в одном сечении);
  • контролировать детали диаметром от 0,5 до 200 мм с точностью до 1 мкм.

Например, в партии из 50 деталей (с учетом 3-5 промежуточных измерений для одной детали по 60-100 секунд) экономится время до 40 минут, за смену шлифовщик экономит 2,5…3 часа.

В силу технических и метрологических особенностей, прибор обладает следующими достоинствами:

  1. Быстрая перенастройка на другой размер диаметра (1…2 мин).
  2. Позволяет контролировать режущий инструмент по всей длине обрабатываемой поверхности диаметром от 0,5 до 200 мм с точностью до 1 мкм.
  3. Погрешность при переходе с гладкой поверхности на прерывистую составляет не более 1 мкм.
  4. Незначительное полное измерительное усилие (не превышает 0,2…0,3 Н), что исключает возможное повреждение поверхности.
  5. Из девяти первичных погрешностей обработки компенсирует четыре погрешности на 80÷95%, а другие погрешности значительно уменьшает (на 60÷95%).
  6. Повышает точность и производительность обработки в 1,5…2 раза.

Все эти особенности делают прибор привлекательным для инвестиций и использования. Результатом разработки будет полнофункциональный прибор позволяющий повысить точность и производительность обработки режущего инструмента и других изделий на машиностроительных предприятиях на финишных операциях шлифования.

Прибор активного контроля диаметра деталей с гладкой и прерывистой поверхностью для круглошлифовальных станковПрибор активного контроля диаметра деталей с гладкой и прерывистой поверхностью для круглошлифовальных станковПатент №2316420
Прибор активного контроля диаметра деталей с гладкой и прерывистой поверхностью для круглошлифовальных станков

Участие в выставкахДиплом
Участие в выставках

Авторы: Леун Владимир Исидорович, д.т.н., проф.; Николаева Елена Вячеславовна, к.т.н.; Тигнибидин Александр Васильевич, к.т.н.
Адрес: 644050, Омск-50, пр.Мира 11, ОмГТУ, каф. «Метрология и приборостроение»
Сайт: www.innovatedevice.ru
E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Телефон: (3812) 65-24-69 (раб.)