mahr1

Штангенрейсмас очень чувствителен к температуре. По этой причине касаться инструмента следует только в специально предназначенных для этого точках: ручка, плита для опоры руки, переключатель, активирующий пневматические подшипники. Запрещается касаться других элементов измерительной цепи.

Необходимость в измерении высот в широком диапазоне возникла с того момента, когда на первое место при механической обработке изделий вышла их разметка. Первый этап  производственного процесса состоит из разметки обрабатываемого изделия по образцу. Традиционно инструменты для нанесения разметки включают поверочную плиту, рейсмус с чертилкой или циферблатным индикатором и штангенрейсмас  широкого диапазона.

Поверочная плита представляет собой основную плоскость для начала отсчета как для детали, так и для штангенрейсмаса. Последние используются для установки и отметки определенной высоты на обрабатываемой детали или для измерения детали после ее обработки.

Штангенвысотомер (штангенрейсмас) представляет собой расширенную концептуальную версию ручного кронциркуля, за исключением того, что он опирается на массивное основание, которое обеспечивает перпендикулярное положение шкалы относительно поверхности. Первоначально, при использовании для разметки штангенрейсмасы имели указатель со скошенной кромкой на подвижных губках, которые  иногда применялись для нанесения отметки или черты на детали. Или при установке начальной высоты на основной поверхности разметочная точка использовалась для нахождения параметра высоты  на детали и отображения его на индикаторе высотомера. Сегодняшние штангенрейсмасы предназначены именно для измерения высот, а также различных диаметров, расстояний и даже диаметров окружности расположения болтов. Таким образом, вместо указателя со скошенной кромкой имеется множество взаимозаменяемых точек касания с огромным диапазоном диаметров и форм, даже со смещением для виртуального проникновения внутрь характеристики детали.

Качество результата зависит от инструмента и тщательности, с которой оператор проводит процедуру.

Практические рекомендации

»   Если штангенрейсмас используется с поверочной плитой, качество его работы определяется качеством плиты, которая обеспечивает привязку к ориентиру детали и самого устройства.

»   На качество работы высотомера существенно влияет фактическое состояние поверхности гранитной поверочной плиты и наличие грязи на ней.

»   Любой незначительный дефект поверхности между деталью и измерительным устройством многократно увеличивается пропорционально высоте измерений.

Типы штангенрейсмасов

Существует три основных типа штангенвысотомеров. Классический нониусный штангенрейсмас используется уже почти сто лет, его по-прежнему применяют те инженеры, которым необходимо посчитать грады, чтобы убедиться в правильности показаний.  Высотомеры с круговой шкалой имеют циферблатный указатель для установки высоты измерения. И последней появившейся разновидностью в этой области являются цифровые штангенрейсмасы, которые позволяют напрямую считывать высоту или даже устанавливать нулевые точки независимо от поверочной плиты. Если добавить небольшой контроллер на базе компьютера и электропривод, то становится возможным проверять все типы параметров, анализировать данные и создавать программы.

Есть цифровые штангенрейсмасы размером до 40 дюймов, которые обычно снабжены маховичком или моторчиком для ускорения позиционирования при нанесении отметки или проведении измерений. Некоторые модели также имеют быстрорегулируемый механизм разжима, что позволяет переместить подвижную измеряемую точку в место проверки до начала активации измерительной системы.

Измерительная установка

Ручной  штангенрейсмас прост в использовании. После его установки необходимо провести две важные контрольные процедуры. Первая – это выбор нуля отсчета в измерительной системе. При использовании автоматического прибора  нуль отсчета устанавливается автоматически каждый раз, когда прибор включается. При использовании ручного штангенрейсмаса нуль должен быть выставлен на гранитной плите до проведения измерений. Штангенрейсмас с приводом автоматически перемещается вниз до касания поверхности и установки точки отсчета. Имеет смысл провести процедуру определения нулевой точки повторно, чтобы убедиться, что никакие посторонние элементы или грязь не повлияли на выбор контрольной точки. Поскольку контрольная точка непосредственно влияет на все измерения, которые будут сделаны, стоит потратить время и усилия на дополнительную проверку.

Другой важной процедурой является корректировка на диаметр наконечника измерительной головки. Если штангенрейсмас будет использоваться только для измерений длины, при которых измерительная головка будет двигаться вниз, тогда диаметр не является критичной величиной. Точка контакта головки будет такой же, как при установке нуля. Но при измерении пазов, диаметров, расположения отверстий или при проведении других измерений, когда измерительная головка движется вверх, диаметр наконечника измерительной головки обязательно нужно знать и учитывать.

Конечно, диаметр наконечника определяется для измерительной головки, но всегда возможны вариации. Фактический диаметр наконечника следует прибавлять к любому размеру, замеряемому в направлении вверх.

Штангенрейсмас Штангенрейсмас и оптимизация процесса измерений

Некоторые модели также имеют быстрорегулируемый механизм разжима, что позволяет переместить подвижную измеряемую точку в место проверки до начала активации измерительной системы.

Источник: Mahr 

Когда оператор готов выполнить измерение, например, высоты относительно нулевой точки, следует переместить измерительную каретку над деталью и нажать кнопку измерения высоты, находящуюся сверху. Механизированный привод переместит  контакт к поверхности, измерение будет выполнено и отображено на экране.Источник: Mahr

Штангенрейсмасы, снабженные даже самым простым электронным регулятором, измеряют этот показатель в составе стандартной процедуры настройки и автоматически учитывают во всех измерениях. В автоматическом процессе используется приспособление, поставляемое вместе со штангенрейсмасом, или можно смоделировать тест, используя пару плиточных калибров. Приспособление устанавливает плоскость, измеряемую в обоих направлениях. Затем рассчитывается разница между двумя измерениями, которая и считается диаметром наконечника.

Такая же проверка с плиточными калибрами может быть проведена вручную на ручных инструментах, или диаметр наконечника может быть измерен в режиме отключения с помощью микрометра. Так же, как и при установке нулевой точки, эту процедуру стоит повторить несколько раз. Большинство устройств автоматически повторяют проверку несколько раз и отбрасывают значение диаметра, если оно выходит за установленные пределы.

Очень важно пересчитать диаметр наконечника при его замене. Отказ от этой процедуры может стать серьезной  ошибкой. Переход с 10-миллиметрового на 5-миллиметровый наконечник измерительной головки может привести к полной непригодности измерений, если не пересчитать диаметр.

Проведение измерений

Теперь можно проводить измерения. В случае ручного инструмента просто нужно поднять измерительный контакт до указанной высоты и осуществить единичное контактное измерение на поверхности. Если обрабатываемая деталь невелика, обычно проще поднести деталь к рейсмасу, но если последний легче, то его следует переместить к детали. Аналоговая шкала или  цифровой счетчик покажут искомую высоту.

Новые цифровые модели штангенрейсмасов с моторизованным приводом позволяют осуществлять измерения простым нажатием клавиши, но сам процесс остается аналогичным. Нажатие кнопки на контроллере штангенрейсмаса опускает измерительный контакт к  поверочной плите для установки нулевой точки (имеются и другие установочные параметры, которые определяют скорость контакта, время успокоения, давление, чтобы обеспечить повторяемость установки нулевой точки и измерений). Когда оператор готов выполнить измерение, например, высоты относительно нулевой точки, следует переместить измерительную каретку над деталью и нажать кнопку измерения высоты, находящуюся сверху. Механизированный привод переместит  контакт к поверхности, измерение будет выполнено и отображено на экране.

Однако, диапазон операций современных штангенрейсмасов не ограничивается этим действием. После того, как измерения выполнены, значения сохраняются, а дополнительным нажатием клавиши можно получить данные по высоте, средним точкам, диаметрам и соотношениям между этими показателями. Автоматизация штангенрейсмасов с цифровым устройством управления и кареткой с электроприводом также способствовала ускорению процесса измерений  и обеспечила повторяемость измерений, поскольку влияние оператора на этапы измерительного цикла сведено к минимуму.

Источники ошибок

Независимо от типа, все штангенрейсмасы имеют одну схожую проблему: они измеряют высоту, а чем больше штангенрейсмас, тем больше потенциальная проблема.

Проблема заключается в том, что это не действительная высота. Это отношение высоты к основанию. Как в случае с рычагом – чем длиннее плечо, тем больше умноженная сила. При использовании штангенрейсмаса проблема состоит не только в ошибках, источником которых является сам прибор, но и в ошибках, связанных с установкой. Они умножаются и могут исказить результаты даже тщательно подготовленного сравнения.

Главная ошибка в конструкции базового штангенрейсмаса заключается в том, что для измерения 36 дюймов просто удлиняется стойка у штангенрейсмаса, предназначенного для измерения 12 дюймов, при этом никакие изменения в конструкцию основания или в месте поперечного сечения  измерительной стойки не вносятся. В результате чего стойка начинает естественным образом качаться и сгибаться. Хотя отклонение в 0,001 дюйма не видно невооруженным глазом, оно может существенно повлиять на результаты измерения, увеличив разброс размеров детали.

С целью повышения качества работы штангенрейсмаса можно попытаться укрепить стойку, чтобы исключить изгибание. Но это лишь частичное усовершенствование, и штангенрейсмас может начать перевешивать в верхней части. Что действительно требуется – сделать основание более длинным и широким и добавить ему массы. Снижение соотношения стойки к основанию существенно улучшат работу устройства.

Поскольку штангенрейсмас используется с поверочной плитой, качество его работы определяется качеством плиты, которая обеспечивает привязку к ориентиру детали и штангенрейсмаса. Большинство плит являются чистыми и получают надлежащий уход, но иногда плита на самом деле может оказаться не такой чистой, как выглядит. Мелкие металлические опилки или даже волосок, незаметный глазу, могут исказить измерение на 0,020 дюйма при высоте всего лишь 10 дюймов.

Штангенрейсмас На качество работы штангенрейсмаса, помимо наличия грязи на плите, существенно влияет и фактическое состояние поверхности гранитной поверочной плиты. Любой незначительный дефект поверхности между деталью и устройством многократно увеличивается пропорционально высоте измерений.  Большинство поверочных плит имеет спецификацию по плоскостности 50 микродюймов. Если основание длиннее на шесть дюймов, ошибка, равная 50 микродюймов, возрастет до 0,0003 дюйма при высоте более 36 дюймов и даже больше, если плита не соответствует спецификации.

Улучшение результатов измерений

Как и в случае с любым измерением, качество результата зависит от измерительного инструмента и тщательности, с которой оператор выполняет процедуру измерений. Штангенрейсмасы, например, чаще всего используются в нижнем секторе своего диапазона – 300 мм/12 дюймов. При использовании любой системы измерения длины точность снижается по мере удаления от контрольной точки. Если измерение производится в верхней части шкалы, качество измерения может быть улучшено путем установки нуля на плиточном калибре 300 мм/12 дюймов или ближе к средней точке рабочего диапазона для конкретного исследуемого образца.

Штангенрейсмасы особенно чувствительны к температуре. Поэтому тепло, сообщаемое элементам измерительной сети (опорной плите, исследуемому образцу, измерительному инструменту, наконечнику), может вызвать локальное тепловое расширение и привести к ошибке в измерениях. По этой причине:

  • Касаться инструмента следует только в специально предназначенных для этого точках: ручка, плита для опоры руки, переключатель, активирующий пневматические подшипники. Запрещается касаться других элементов измерительной цепи.
  • Следует избегать установки штангенрейсмаса в месте, где он будет подвергаться действию прямых солнечных лучений или сквозняка.
  • Не следует устанавливать измерительный прибор рядом с радиаторами.
  • Запрещается брать руками испытуемый образец непосредственно перед измерением, необходимо надеть перчатки.
  • Не следует проводить проверку испытуемых образцов, если они недавно были принесены из помещений с очень высокой/низкой температурой.
  • Для высокоточных измерений:  следует поместить испытуемый образец на опорную плиту и дать ему адаптироваться к температуре окружающей среды (в течение примерно от 1/4 часа до 8 часов в зависимости от размера образца).

Ниже приводятся дополнительные принципы надлежащего проведения измерений с помощью штангенрейсмаса:

  • Обычно пневматические подшипники рекомендуется использовать только для позиционирования штангенрейсмаса перед проведением измерений. Если они требуются во время измерений (например, тяжелых образцов), контрольную точку тоже необходимо замерять с использованием  пневматических подшипников.
  • Штангенрейсмасы с электроприводом показывают лучшие результаты, если прикладываемая сила постоянна в процессе измерения образца. При использовании устройства с ручным маховиком следует прикладывать одинаковую силу при касании поверхности детали.
  • Когда два упругих тела соприкасаются, они в течение короткого времени колеблются. Это происходит и при касании наконечником измеряемого образца. В этот момент значения измерений колеблются соответствующим образом – «осциллируют». Поэтому необходимо подождать, пока показание стабилизируется – для этого следует установить время успокоения.
  • Длинные контактные датчики, особенно имеющие маленькие контакты и узкие выступающие части, подвержены изгибанию в момент касания детали. Может потребоваться создание «перемычек» между датчиками, если появится отклонение.

С наработанной практикой использования  и при условии соблюдения этих принципов, эти штангенинструменты могут стать лучшим другом инспектора.

Источник материала: перевод статьи
Making Better Height Gage Measurements,
Mahr.com

Автор статьи-оригинала:
ГЕОРГ ШЮТЦ (GEORGE  SCHUETZ)

Скачать каталоги инструмента Mahr и получить информацию о данном производителе вы можете по этой ссылке: Инструмент Mahr, каталоги Mahr

Об авторе:

Георг Шютц (George Schuetz) – директор по высокоточным измерительным средствам  Mahr Federal Inc.  Дополнительную информацию можно получить по электронной почте george.schuetz@mahr.com  или на сайте www.mahr.com.



Понравилась статья? Поделитесь: