1. Отраслевой контекст и проблемы измерения
Недавно один из клиентов задал вопрос: «Можно ли измерить шаг, угол боковой поверхности, диаметр шага и расстояние между проволоками миниатюрной резьбы за одну установку — без касания боковой поверхности?» На первый взгляд простой, этот запрос скрывает три распространенные в отрасли проблемы: перекрытие и деформация боковой поверхности, повреждение при контактном измерении и разброс параметров по нескольким измерительным приборам. Для решения этой задачи оптический измерительный станок для валов серии DSMY от DILAMA использует оптический путь с возможностью наклона ±18° для согласования с углом спирали, обеспечивая измерение резьбы по всем параметрам бесконтактным способом за одну установку.
Резьба является наиболее широко используемой структурой для передачи и крепления в машиностроении — от автомобильных крепежных элементов и медицинских винтов для костей до миниатюрных ходовых винтов, червячных передач и планетарных роликовых винтов, лежащих в основе современных человекоподобных роботов. Полная точность резьбового компонента напрямую определяет посадку при сборке, эффективность передачи и срок службы при усталостных нагрузках. Однако спиральная геометрия резьбы является общей технической сложностью как для оптических, так и для контактных измерений, и традиционные методы оказываются неэффективными для миниатюрных высокоточных резьб.
Искажение и перекрытие боковых стенок делают неизмеримыми угол боковой поверхности и профиль корня. Угол спирали приводит к тому, что боковые стенки перекрывают друг друга при фиксированном перпендикулярном оптическом пути, поэтому такие профили, как угол боковой поверхности и радиус корня, трудно четко визуализировать, что приводит к смещению измеренных значений шага, опережения и диаметра шага. Оптические проекторы и микроскопы для инструментальных мастерских не могут полностью отобразить профиль боковой поверхности и полагаются на ручную фокусировку, поэтому отклонения на микронном уровне усиливаются шаг за шагом.
Контактное измерение миниатюрных и мягких резьб подвержено повреждениям и ограничено одним параметром. Резьбонарезные калибры, трехпроволочный метод и резьбовые микрометры касаются боковой поверхности резьбы напрямую, легко вызывая царапины и деформации миниатюрных, покрытых или мягких резьб. Более того, один калибр охватывает только один параметр — тот, который измеряет диаметр шага, не может измерить угол боковой поверхности, а тот, который измеряет шаг, не может определить расстояние между проволоками.
2. Решение: Серия DSMY
Серия DSMY — это оптический измерительный станок DILAMA для миниатюрных вращающихся тел и резьбовых компонентов трансмиссии с диапазоном измерения 220×30 мм . Благодаря комплексу ключевых технологий, он позволяет выполнять оптическое измерение резьбы по всем параметрам за один зажим.
Наклон оптического тракта ±18°
Угол оптического пути динамически соответствует углу спирали, поэтому боковая поверхность отображается без перекрытия или искажений проекции, четко воспроизводя угол боковой поверхности и профиль корня. Это позволяет точно измерять шаг, шаг, угол боковой поверхности, профиль зуба, диаметр шага и расстояние между проволоками за один проход — заменяя поэлементные измерения с использованием нескольких измерительных приборов.
Бителецентрическая оптика + 25-мегапиксельная камера с сканированием области.
Камера сканирует более 1000 независимых кругов за один оборот и завершает измерение за считанные секунды с постоянной плотностью точек. Субпиксельное выделение краев обеспечивает распознавание на уровне 0,1 мкм, а при разрешении 0,0001 мм точность измерения диаметра составляет 0,9 ± D/100 мкм .
Гранитный корпус станка + контур обработки данных Haycise
Гранитное основание и колонна имеют коэффициент теплового расширения всего 4,6×10⁻⁶/°C, что подавляет микродеформацию и обеспечивает долговременные, воспроизводимые и высокоточные измерения. Данные автоматически архивируются и защищены от несанкционированного доступа, что поддерживает анализ процессов SPC и интеграцию с MES/Q-DAS, с отчетами в форматах PDF, dfq и CSV.
3. Результаты реализации
Точность. Наклонный оптический тракт ±18° исключает перекрытие и искажения на боковых поверхностях, поэтому шаг, длина вывода, угол боковой поверхности, диаметр шага и расстояние до провода измеряются за одно зажимание — с точностью измерения диаметра 0,9 ± D/100 мкм и субпиксельным распознаванием на уровне 0,1 мкм. Результаты воспроизводимы и отслеживаемы.
Эффективность. Однократное зажимание и несколько секунд для выполнения измерения всех параметров, заменяя многопозиционное вращение измерительных приборов, трехпроводных измерительных устройств, оптических проекторов и координатно-измерительных машин — сокращая время контроля каждой детали с минут до секунд. Сканирование штрихкода одним касанием переключает программы без повторной настройки приспособлений, адаптируясь к многовидовому мелкосерийному производству.
