Efectuarea măsurărilor (XVI). Efectuarea măsurărilor şi interpretarea rezultatelor

Masini-Unelte

de Corneliu Gornic

Efectuarea măsurărilor (XVI). Efectuarea măsurărilor şi interpretarea rezultatelor

Măsurarea şi interpretarea rezultatelor măsurării reprezintă fazele de evaluare (cantitativă) a calităţii pieselor prelucrate, a ansamblurilor şi a maşinii-unelte, ca întreg. La efectuarea măsurărilor, la verificarea maşinilor-unelte, a ansamblurilor componente sau a pieselor prelucrate pe maşinile-unelte trebuie să se respecte o serie de reguli (unele au fost enunţate şi în episoadele anterioare, dar reiterarea lor dovedeşte importanţa acestora), cum sunt cele enumerate în continuare.

A. Câteva consideraţii generale la efectuarea verificărilor

La efectuarea verificărilor finale, maşina-unealtă trebuie să fie complet montată;

2 Ea trebuie să fie fixată pe o fundaţie în conformitate cu cerinţele producătorului maşinii-unelte (clauză contractuală);

3 Înainte de începerea verificărilor, maşina trebuie „încălzită”, în conformitate cu specificaţiile producătorului şi introduse drept clauze contractuale. Condiţiile de „încălzire” pot diferi de la un tip de verificare la altul;

4 Toate funcţiile de compensare (software sau hardware) trebuie activate, şi acest lucru se specifică în raportul de verificare. Beneficiarul (reprezentantul acestuia) poate solicita efectuarea probelor şi fără activarea funcţiilor de compensare. Valorile măsurate şi consemnate în protocolul de recepţie se consideră ca fiind cele obţinute în conformitate cu clauzele contractuale (adică funcţiile de compensare activate);

5 Elemente extrem de importante, a căror nerespectare poate conduce la controverse, la discuţii şi litigii sunt următoarele (ele au mai fost prezentate, dar repetarea şi luarea lor în considerare şi, mai ales, respectarea lor poate conduce la evitarea multor neplăceri şi litigii ulterioare):

  • Variaţia temperaturii din incinta în care este amplasată maşina-unealtă (hala de producţie) nu trebuie să depăşească 5oC faţă de ziua precedentă;
  • Variaţia temperaturii din hală, în timpul efectuării verificărilor, nu trebuie să depăşească 1 sau 2oC, în funcţie de clasa de precizie a maşinii sau de specificaţiile producătorului;
  • O valoare a temperaturii mediului diferită de 20oC poate introduce incertitudini destul de mari, care afectează rezultatul verificării[17];
  • Nu se admit surse de căldură concentrate (lumină solară directă, aeroterme sau alte mijloace de încălzire directă etc) în zona de funcţionare a maşinii-unelte;
  • Nu se admit curenţi de aer în zona maşinii-unelte. În caz contrar, zona maşinii-unelte trebuie protejată cu perdele, suficient de înalte pentru a proteja întreaga structură a maşinii-unelte;
  • Este recomandabil ca toate aparatele de măsurare şi control utilizate la evaluarea (verificarea) maşinii-unelte să aibă aceeaşi temperatură cu aceasta. Metoda cea mai sigură de a respecta această condiţie este de a le păstra în aceeaşi incintă peste noapte (minim 12 ore).

 

B. Probleme legate de alte tipuri de verificări/aparate

Procedeele, metodele actuale de verificare a maşinilor-unelte au în vedere:

  • Evaluarea complexă a maşinii;
  • Utilizarea de aparatură cât mai simplă, uşor de transportat, instalat, cu un minim instructaj de utilizare, dar cu rezultate sigure ale valorilor măsurate;
  • Aparatura să fie cât mai puţin sau deloc influenţabilă de variaţia parametrilor de mediu, dar să poată măsura cât mai exact modificările parametrilor maşinii-unelte;
  • Dacă este posibil, aparatura trebuie conectată la un sistem automat de achiziţie şi prelucrare automată a datelor etc.

În cele ce urmează voi prezenta câteva aparate folosite la verificarea maşinilor-unelte şi particularităţi ale metodelor şi posibilităţilor de utilizare. 

  

  1. Sârmă calibrată (fir întins) şi microscop  

În standardele de metode de verificare[1,2] se prezintă modul şi condiţiile de utilizare a acestei metode. Ţin să fac următoarele precizări: 

a. La ansamblurile care au deplasare orizontală, procedeul poate fi folosit doar pentru verificarea abaterii de rectilinitate a deplasării în plan orizontal (metodele 5.212.12 în [1] şi G3 în [2]). 

b. În plan vertical, metoda se poate folosi la verificarea abaterii de rectilinitate a deplasării ansamblurilor mobile pe o direcţie verticală (de exemplu, păpuşa unei maşini orizontale de alezat şi frezat) (metoda G5[2]). În acest caz este posibilă verificarea, cu acelaşi montaj, în două planuri verticale reciproc perpendiculare. Din practica învăţată de la alţi specialişti în verificarea maşinilor-unelte, rezultă că valorile măsurate în plan vertical sunt mai corecte, mai reproductibile (mai puţin influenţate de factorii de mediu, în special zgomotul de fond-vibraţii), dacă la extremitatea firului întins se fixează liber o greutate suficient de mare şi voluminoasă, în acelaşi timp, imersată (scufundată) într-un recipient în care se află un lichid vâscos. Prima constatare la verificarea în această situaţie este stabilitatea imaginii firului întins în ocularul microscopului, ceea ce denotă amortizarea vibraţiilor. Metoda poate fi folosită la verificarea rectilinităţii deplasării în două planuri verticale a păpuşii maşinii orizontale de alezat şi frezat, a culiselor verticale de la strungurile carusel etc.

2. Autocolimator

Modul de utilizare este descris în documentaţia tehnică a aparatului.

Pentru a obţine rezultate corecte la verificarea cu acest aparat, în special în fazele de montaj al maşinilor-unelte, când fixarea pe fundaţie nu este suficient de rigidă, se recomandă aşezarea autocolimatorului pe un suport rigid, fixat, la rândul lui, pe partea fixă a maşinii sau chiar pe piesa de verificat (de exemplu pe batiu, dacă se verifică rectilinitatea ghidajelor acestuia). La deplasarea unui ansamblu mobil pe batiu (de exemplu o sanie) este posibilă deformarea batiului sau o mişcare de tangaj, din cauza variaţiei poziţiei masei mobile şi a insuficientei stabilităţi a batiului (uneori doar simplu rezemat pe radierul halei). Montajul de verificare trebuie ferit pe toată durata operaţiei de curenţi de aer transversali.

3. Laseri

Ca în orice domeniu ştiinţific şi tehnic, principiul/principiile laserului este/sunt utilizat(e) în diverse aparate şi sisteme de măsurare, dintre care multe se pot utiliza şi în domeniul maşinilor-unelte. Avantajele pe care le asigură aceste tipuri de aparate sunt:

  • Permit măsurarea pe distanţe mari (până la 60m), cu rezoluţie de 1μm (sau chiar mai bună);
  • Măsurarea se face fără contact mecanic, fapt care nu produce niciun fel de solicitare mecanică asupra elementului măsurat (forţă, moment);
  • Măsurarea se face rapid, cu posibilitatea integrării aparaturii într-un sistem automat de achiziţii şi prelucrări de date;
  • Sunt posibile foarte multe tipuri de verificări, utile atât în timpul prelucrării componentelor (controlul calităţii), cât şi la montarea şi alinierea componentelor şi ansamblurilor maşinii şi la efectuarea verificărilor finale ale acesteia.

Trebuie menţionat faptul că unul din marile dezavantaje ale acestor aparate îl reprezintă sensibilitatea lor (de fapt a preciziei de măsurare) la factorii de mediu, dintre care cei mai influenţi sunt temperatura şi presiunea atmosferică (şi, mai ales, variaţia acestora în timpul şi spaţiul de măsurare), zgomotul de fond (îndeosebi vibraţiile, de orice natură) şi curenţii de aer. De mai mică importanţă este variaţia umidităţii relative (dar care influenţează şi ea precizia măsurării).

Modul de operare este specific fiecărui tip de aparat pe bază de laser. Fiecare producător oferă documentaţia necesară utilizării eficiente a aparaturii (de la ambalare, transport, montare, reglare până la efectuarea măsurărilor şi interpretarea rezultatelor) şi specifică parametrii care trebuie avuţi în vedere şi variaţiile admisibile ale acestora.

 

 Posibilităţile de măsurare oferite de acest tip de aparatură (fără a epuiza lista) sunt următoarele: 

  • Bătaia radială, axială, frontală, deformaţii[10]; 
  • Geometria completă (rectilinităţi, paralelisme, perpendicularităţi, poziţionare) [6,9,12] sau numai anumiţi parametri [13,14]; 
  • Precizia de poziţionare unghiulară [5,13]; 
  • Precizia cinematică (eroarea de circularitate la prelucrarea prin interpolare circulară) [5,13]; 
  • Alinieri şi verificări în timpul montajului la maşini-unelte grele [11]. 

 

Metodele de utilizare a acestui tip de aparatură sunt descrise şi în standarde mai noi şi mai complexe de verificare şi evaluare a maşinilor-unelte [3,4].


Bibliografie

1. SR ISO 230-1 Cod de verificare pentru maşini-unelte - Partea 1: Precizia geometrică a maşinilor funcţionând în gol sau în condiţii de finisare

2. ISO 3070-3 Test conditions for boring and milling machines with horizontal spindle - Testing of the accuracy - Part 3: Floor type machines with detached, stationary work-holding table

3. ASME B5.57-1998 Methods for performance evaluation of computer numerically controlled lathes and machining centers

4. ASME B5.54-2005 Methods for performance evaluation of computer numerically controlled machining centers


Corneliu Gornic este inginer, Director Ştiinţific Profex Consult


 

  

 

 

 

 

 


Accept cookie

Acest site web utilizează module cookie în scopuri funcţionale, de confort şi statistică.

Dacă sunteţi de acord cu această utilizare a modulelor cookie, faceţi clic pe "Da, sunt de acord". Termeni si conditii

Nu sunt de acord Accept doar cookie functional Da, sunt de acord