Измерительная система для контроля крупногабаритных изделий

1. Общая информация

На крупных машиностроительных предприятиях часто стоят задачи контроля геометрии крупных кованных, литых или сварных конструкций.

Цели контроля могут быть различными - от входного и выходного контроля при обмене продукцией между контрагентами до вспомогательного контроля внутри процесса производства, с целью оптимизации последующей механообработки.

Измерительные системы, которые предлагает наше предприятие можно поделить на следующие группы: системы на основе лазерных трекеров, системы на базе лазерных радаров, сложные автоматизированный и роботизированные системы, основанные на базе вышеуказанных базовых измерителей с дополнительными первичными сенсорами, такими как: лазерные сканеры, системы стереоскопии, системы машинного (технического) зрения, интерферометрами.

2. Решения на базе лазерных трекеров

Система лазерная координатно-измерительная на базе трекера состоит из измерительного блока на мобильном телескопическом штативе и мишени -отражателя. В основу работы  положен принцип непрерывного  отслеживания стационарным блоком положения мишени в пространстве.

Отражатель представляет собой набор металлических зеркал, запрессованных в металлическую сферу.  Сферы имеют стандартный диаметр 1.5 и 0.5 дюйма. В процессе измерения геометрии производится установка отражателей в контрольные точки и определение их координат. Отражатели могут быть просто прислонены к контролируемой поверхности, либо установлены на специальные подставки и щупы, позволяющие производить контроль на скрытых поверхностях объектов.  

Измерительный блок содержит оптическую систему, сервоприводы, угломерные устройства, блоки дальномеров (интерферометр и абсолютный дальномер) и имеет две перпендикулярные оси вращения. Вращение вокруг осей осуществляется с помощью сервоприводов, каждая ось снабжена угловым энкодером. Сервоприводы позволяют наводить лазерный луч дальномера в заданную точку и отслеживать положение отражателя. Встроенная метеостанция позволяет корректировать показания измерителя в зависимости от параметров окружающей среды для достижения максимальной точности.

В связи с тем, что при измерениях мишень должна находится в поле зрения измерительного блока, при контроле крупногабаритных и сложных объектов зачастую приходится перемещать измерительный блок. Для его привязки в пространстве используют набор из 4-5 статически установленных мишеней.

Измерения

Возможны следующие режимы измерений:
периодический просмотр всех видимых отражателей (при монтаже и контроле крупногабаритных изделий) с выдачей отклонений от теоретических (1-5 секунд на точку);
режим оценки микровибраций и нестабильности окружающих условий для статических точек.
контроль положения реперных точек детали при монтаже изделий. В данном режиме происходит непрерывное обновление значения координат мишеней и сравнение их с заданными. При попадании координат точек в поля допуска, трекер издает звуковой сигнал, свидетельствующий о точном совмещении деталей.
привязка измерительного блока по базовым точкам, привязка к предыдущей стоянке.

Калибровка

Трекер представляет собой набор зеркал, оптических элементов, светочувствительных матриц, сервоприводов. Для каждого из них имеется математическая модель (несколько десятков параметров), которая уточняется по мере изменения взаимоположения элементов в процессе эксплуатации. В комплект трекера входит калибровочное программное обеспечение, набор эталонных объектов при помощи которых производится калибровка.

Решаемые задачи

• выполнения высокоточных работ по контролю геометрических параметров сложных конструкций;
• контроль положения деталей при сборке изделий;
• калибровка станков и измерительных машин (в режиме интерферометра);
• контроль микроперемещений элементов машин;
• периодический контроль (без вмешательства оператора) геометрии несущих конструкций при их длительном статическом нагружении;
• технологический контроль;
• периодическая поверка сложной оснастки и стапелей;

Опции

Встроенная камера позволяет в меньшей степени вмешиваться в работу трекера. Ускоряет процесс наведения на отражатели и в целом сокращает время на измерения. При помощи подсоединяемой специальной видеокамеры оператор имеет возможность визуально наблюдать на экране компьютера измеряемую область, что устраняет ошибки измерения на неверно выбранную точку и позволяет проводить измерения дистанционно.

Приспособление IntelliprobeT производства Automated Precision позволяет оператору измерять скрытые точки с высокой точностью (100 микрон) на расстояниях свыше 25 метров. С помощью приспособления IntelliprobeT, оснащенного пробниками 50мм и 100мм, можно выполнять измерения скрытых точек. Возможна установка дополнительных щупов длиной до 700мм. Вместо щупа возможна установка лазерного сканера, позволяющего получать 3D данные о профиле поверхности объектов в радиусе более 25 метров, со скоростью сканирования до 9000 точек в секунду. Рабочая полоса сканирования 175мм + 25мм.

Технические характеристики

• Рабочая зона: от 0 м до 110 м (диаметр сферы)
• Рабочая зона по горизонту: +/-270°
• Рабочая зона по вертикали: от 75° до - 50°
• Габаритные размеры: до 300х600 мм
• Вес головки: до 20 кг

Рабочий диапазон температур: от -15°С до +50°С
Влажность: от 0 до 95% без конденсата

Точностные характеристики типовых трекеров

• Угловые точностные характеристики
• Угловая точность: 10мкм + 2,5мкм/м
• Максимальная угловая скорость: 180°/сек
• Линейные точностные характеристики в режиме интерферометра
• Максимальная скорость измерения: до 10000 точек/сек
• Разрешение: 0,2 мкм
• Точность: 2 мкм + 0,4 мкм/м
• Максимальная радиальная скорость: 4 м/сек
• Линейные точностные характеристики в режиме фазового дальномера
• Максимальная скорость измерения: до 10000 точек/сек
• Разрешение: 0,5 мкм
• Точность: 8 мкм + 0,4 мкм/м
• Максимальная радиальная скорость: неограничена

3. Решения на базе лазерных радаров

Лазерный радар является законченной высокоточной контрольно-измерительной машиной, позволяющей производить автоматическое сканирование поверхностей расположенных вокруг измерительной головки прибора в радиусе до 60 метров с объемной точностью до 0,1 мм (на максимальной дальности).

Измерительный блок радара состоит из лазерного дальномера, системы отклонения луча и сервоприводов с энкодерами. Система отклонения позволяет направить луч дальномера на любую точку пространства вокруг радара. Совместное измерение дальности до точки с текущими значениями угла места и азимута луча позволяют произвести привязку точки к системе координат.

В основе применяемого дальномера лежит принцип измерения расстояния по частотному сдвигу между излученным и принятым частотно модулированным (200 ГГц) инфракрасным лазерным сигналом.

Обращаем ваше внимание, что приведенный комплект оборудования является уникальной мобильной координатно-измерительной системой, которая может быть расположена непосредственно в месте измеряемых объектов, не требует строительства или использования отдельного помещения, работает при температурах 5-40 С°, позволяет бесконтактно сканировать любые поверхности.

Данное оборудование позволяет проводить сканирование в ручном и автоматизированном режимах (с контролем по встроенной видеокамере и в соответствии заранее написанными процедурами) как отдельных элементов (установленных сфер, отверстий, специальных марок), так и произвольных элементов поверхностей с назначаемым шагом.

Основные свойства

• бесконтактная система измерения: отсутствие реперных точек, отражателей, щупов;
• большой рабочий диапазон до 60 м
• возможность использования зеркал для измерений на обратной стороне объектов;
• возможность сканирования с заданным шагом;
• законченная метрологическая система;
• возможность объединения нескольких радаров;
• Высокая скорость сканирования: до 1000 точек/сек;
• Совместимость со стандартными CAD пакетами;
• Возможности автоматизации: измерения по заранее написанным скриптам и автоматическое создание отчетов;
• Ключевые преимущества
• Высокая точность;
• Возможность сканирования нагретых объектов (до 1500 градусов)
• Сканирование крупногабаритных объектов без дополнительных приспособлений;
• Портативность;
• Минимальное время подготовки к измерениям;

Сферы применения

• непрерывный контроль во время сборки крупногабаритных объектов (авиапромышленность, кораблестроение, строительство);
• контроль и реинжениринг судовых винтов;
• контроль усадки поковок;

Технические характеристики

• Скорость сканирования: до 1000 точек/сек;
• Глубина рабочей зоны: 60 м;
• Диапазон по азимуту: 360°;
• Диапазон по углу места; +45°;
• Объемная точность:
  • на удалении 1м 10 мкм;
  • на удалении 10м 102мкм;
  • на удалении 60м 240мкм;

4. Комплексные решения

При решении нестандартных задач, когда требуется использование нескольких средств измерения с консолидацией их данных, а также при необходимости объединения сложной измерительной системы с системами автоматического управления технологическими процессами предприятия наше предприятие может предложить полный комплекс инжиниринговых услуг для создания систем под ключ.

Одна из главных задач при создании такого рода систем заключается в метрологической поддержке по калибровке, включению систем в государственный реестр средств измерения, последующей аттестации и поверке.