В данной работе рассматривается проблема обеспечения точности измерений деталей с использованием координатно-измерительных машин (КИМ). Эти высокотехнологичные устройства предназначены для проверки геометрических параметров деталей с высокой степенью точности, однако их эффективность может быть снижена при ненадлежащей подготовке базовых элементов измеряемых объектов.
Современные производственные процессы требуют изготовления деталей с минимальными допусками, что обуславливает необходимость повышения точности измерений. Это, в свою очередь, увеличивает временные и финансовые затраты на контрольные операции. Таким образом, точность измерений становится критически важным аспектом производственного контроля.
Принцип работы координатно-измерительных машин заключается в использовании специальных датчиков для сканирования поверхности детали и фиксации координат контрольных точек. Это позволяет автоматизировать процесс измерения геометрических параметров с высокой точностью, вплоть до 0,28 микрометра.
Перед проведением измерений деталь должна быть правильно закреплена на рабочем столе КИМ, что называется базированием. Некорректное базирование может привести к искажению результатов измерений.
Подготовка базовых элементов детали также играет ключевую роль в обеспечении точности измерений. Например, несоответствие длины базового элемента длине измеряемой части детали может вызвать ошибки в результатах сканирования.
Рассмотрим конкретный пример: необходимо провести измерение матрицы для изготовления детали типа «кронштейн». Матрица содержит отверстия и площадки для её закрепления. Целью измерения является проверка точности рабочей поверхности матрицы.
Для проведения измерений матрица закрепляется на рабочем столе КИМ в соответствии со следующими правилами:
-
Плоскость Oxy формируется на основе координат точек, расположенных на площадках возле отверстий.
-
Начало координат размещается в центре ближайшего отверстия.
-
Ось Oy направлена вдоль центра дальнего отверстия.
После сканирования поверхности матрицы и сравнения полученных данных с 3D-моделью было выявлено, что фактический контур детали выходит за пределы допустимых отклонений. Это связано с недостаточной точностью подготовки базовой плоскости Oxy.
Для устранения данной проблемы предлагается использовать метод регуляризации, который заключается в добавлении дополнительной информации для повышения точности измерений.
Стандартные методы измерения параметров деталей, такие как метод наименьших квадратов, могут давать неточные результаты при работе с плохо подготовленными объектами. В таких случаях рекомендуется учитывать номинальные значения параметров детали, то есть их теоретические значения, которые должны быть достигнуты.
После применения метода регуляризации и коррекции базовой плоскости повторное сканирование матрицы и её сравнение с 3D-моделью показало, что фактический контур полностью соответствует установленным допускам.
Таким образом, использование координатно-измерительных машин в сочетании с методами регуляризации и корректной подготовкой базовых элементов позволяет обеспечить высокую точность измерений и соответствие деталей установленным требованиям.
