CURS 10 + 11

MIJLOACE UNIVERSALE PENTRU MĂSURAREA DIMENSIUNILOR LINIARE

Mijloacele universale de măsurare au o largă utilizare în construcţia de maşini şi servesc la măsurarea diferiţilor parametri dimensionali ai pieselor.

În condiţiile producţiei individuale, de serie mică şi mijlocie, mijloacele universale sunt utilizate în mod curent la control. În producţia de serie mare şi de masă, aceste mijloace se folosesc fie ca părţi componente ale unor dispozitive de control sau ale unor instalaţii de măsurare, fie ca mijloace de măsurare independente prin aplicarea metodelor de control statistic operativ.

4.1.2. Clasificarea metodelor de măsurare

Metoda de măsurare cuprinde totalitatea operaţiilor executate pentru măsurarea valorilor unei anumite mărimi cu ajutorul unui anumit mijloc de măsurare, în anumite condiţii impuse procesului de măsurare. Operaţiile de măsurare sunt: reglarea aparatului, aşezarea corespunzătoare a piesei şi modul de înregistrare a rezultatelor.

Condiţiile de măsurare îmbracă două aspecte: condiţii exterioare ca: temperatura ambiantă, umiditate mediului, nivel de vibraţii etc.; condiţii specifice procesului de măsurare ca: modul de orientare al piesei în timpul măsurării,

numărul punctelor de măsurare, numărul de măsurători efectuate asupra aceluiaşi parametru, modalitatea de prelucrare a datelor etc.

Metodele de măsurare pot fi clasificate după următoarele criterii:a) După precizia determinărilor: metode de laborator, în care se determină şi se ţine seama de erorile de măsurare; metode tehnice, în care nu se ţine seama de erori, deoarece mijloacele de măsurare au erori limită

cunoscute, corespunzătoare claselor de precizie.b) După modul de obţinere a valorii numerice a mărimii de măsurat: metode de măsurare directă, prin care valoarea unei mărimi se obţine direct, fără calcule

suplimentare; metode de măsurare indirectă, în cadrul căreia nu se măsoară direct mărimea însăşi, ci alte mărimi

legate printr-o relaţie matematică de mărimea care se măsoară, valoarea acesteia obţinându-se prin calcul; metode de măsurare combinate, prin care determinarea mărimii de măsurat se face printr-o serie

de măsurări directe şi indirecte ale aceleiaşi mărimi sau ale câtorva mărimi de acelaşi fel, o măsurare deosebindu-se de alta prin faptul că se execută în alte condiţii sau în altă combinare a mărimilor în cauză, valoarea numerică a mărimilor de măsurat obţinându-se prin rezolvarea ecuaţiilor.

c) După originea sistemului de coordonate: metode de măsurare absolută, în cadrul cărora măsurarea se efectuează cu mijloace de

măsurare ce indică valoarea mărimii măsurate în raport cu originea, adică în raport cu cota zero (exemple: şubler, micrometru etc.);

metode de măsurare incrementală (relativă), prin care măsurarea se efectuează cu mijloace ce indică o mărime care nu depinde de origine (exemplu: măsurarea abaterii unei dimensiunii cu ajutorul comparatorul cu cadran circular, pasametrul etc.).

d) După modul indicaţiei mărimii măsurate: metoda analogică sau metoda de funcţionare continuă, la care, în domeniul de măsurare,

fiecărei valori a mărimii de măsurat, ca mărime de intrare, îi este subordonată în mod continuu o valoare a domeniului de ieşire;

metoda digitală sau metoda măsurării cu funcţionare discontinuă, la care domeniul de valori ale mărimii de măsurat este redat astfel încât, valoarea mărimii de măsurat poate fi afişată sub formă de cifre sau codificată.

e) După poziţia aparatului faţă de mărimea de măsurat: metode prin contact, în care aparatul are contact mecanic cu mărimea de măsurat; metode fără contact, în care măsurarea se efectuează fără atingerea mecanică a măsurandului

(exemple: măsurarea cu aparate optice, pneumatice, capacitive, inductive etc.).f) După elementele măsurate la măsurand:

110

metoda diferenţială sau pe elemente, prin care se măsoară separat fiecare dimensiune a măsurandului (de exemplu, măsurarea unor elemente dimensionale ale filetelor: pasul, unghiul profilului, diametrul mediu etc.);

metoda complexă, prin care se măsoară sau se controlează mai multe elemente deodată (de exemplu, controlul cu calibru partea trece la filete, măsurarea preciziei cinematice la roţile dinţate utilizând o roată dinţată etalon etc.).

4.1.3. Definirea şi clasificarea mijloacelor de măsurare Mijlocul de măsurare reprezintă o structură de subansambluri mecanice, optice, electrice ş.a.,

capabilă să capteze, să transforme şi să emită semnale, în scopul măsurării mărimilor fizice.Clasificarea mijloacelor de măsurare se poate face după mai multe criterii: complexitate, destinaţie

metrologică, natura semnalelor de intrare şi de ieşire, natura fizică a semnalelor de măsurare prelucrate, mod de utilizare etc.

După complexitate, mijloacele de măsurare se pot clasifica în: măsuri; instrumente de măsurare; aparate de măsurare; instalaţii de măsurare; sisteme de măsurare.Măsurile materializează unitatea de măsură, multiplii sau submultiplii ai acesteia. Măsurile pot fi cu

valoare unică (exemple: calele plan paralele, calele unghiulare, metrul şi rigla fără diviziuni) , cu valori multiple (exemple: metru şi rigla cu diviziuni, ruleta, raportoare, scările gradate ale aparatelor de măsură), radiaţii şi substanţe.

Instrumentul de măsurare este cel mai simplu mijloc de măsurare care permite compararea directă a mărimii de măsurat cu o scară de repere (de exemplu, şublerele).

Aparatul de măsurare este un mijloc de măsurare constituit din asocierea unuia sau mai multor subansambluri traductoare, a unui subansamblu intermediar şi a unuia de prezentare a rezultatelor măsurării. Subansamblul intermediar are rolul de a adapta şi a prelucra semnalele de măsurare. Ele se pot transmite, multiplica, simplifica, liniariza, corecta (exemple: optimetrele, mijloace electrice pentru măsurarea lungimilor ş.a.).

Instalaţia de măsurare este un ansamblu de aparate, măsuri şi dispozitive anexă, reunite printr-o schemă sau metodă comună şi care servesc pentru măsurarea uneia sau mai multor mărimi (exemple: microscopul de atelier, maşina de măsurat lungimi, maşina de măsurat în coordonate etc.).

Sistemul de măsurare este un ansamblu complex de instalaţii sau aparate de măsurare reunite fie prin natura obiectului deservit fie prin prelucrarea centralizată a informaţiilor de măsurare.

În funcţie de destinaţia metrologică, mijloacele de măsurare se împart în: mijloace de măsurare etalon (etaloane); mijloace de măsurare de lucru care la rândul lor pot fi: universale, speciale şi de înaltă

productivitate.Etaloanele servesc la definirea, materializarea, conservarea sau reproducerea unităţii de măsură

(sau a unei valori a acesteia), în scopul transmiterii către alte mijloace de măsurare.Mijloacele universale de măsurare compară mărimea fizică de măsurat cu unitatea sa de măsură.

Cu ajutorul lor se determină valori efective sau abateri efective ale mărimilor măsurate în anumite limite. Au o scară gradată şi o utilizare universală (exemple: şublerul, micrometrul etc.).

Mijloacele speciale de măsurare sunt destinate pentru măsurarea mărimilor metrologice caracteristice unor suprafeţe sau ansambluri specifice (exemple: micrometrul pentru filete, micrometrul cu talere pentru roţi dinţate, evolventmetru etc.).

Mijloace de măsurare de înaltă productivitate care pot fi: dispozitive de control, maşini automate de măsurare, instalaţii de sortare cu o productivitate ridicată etc., sunt destinate măsurării şi controlului în producţia de serie mare sau de masă.

După natura semnalului de intrare, mijloacele de măsurare pot fi: mijloace pentru măsurarea mărimilor geometrice, mijloace pentru măsurarea mărimilor mecanice, mijloace pentru măsurarea mărimilor termice, mijloace pentru măsurarea mărimilor electrice etc.

În funcţie de semnalul de ieşire, mijloacele de măsurare se clasifică în indicatoare sau înregistratoare. Mijloacele de măsurare indicatoare pot fi analogice sau digitale.

Mijloacele de măsurare se pot împărţi în funcţie de natura fizică a semnalelor de măsurare prelucrate în: mijloace de măsurare mecanice, mijloace de măsurare pneumatice, mijloace de măsurare electrice şi electronice, mijloace de măsurare optice sau combinaţii ale acestora atunci când în lanţul de măsurare se prelucrează mai multe tipuri de semnale (exemple: optico-mecanice, optico-electronice etc.).

După modul lor de utilizare mijloace de măsurare pot fi manuale, mecanizate, automatizate şi active.

4.1.4. Componenţa şi caracteristicile metrologice ale mijloacelor de măsurare

Structura unui mijloc de măsurare este, în general, cea prezentată în fig. 4.1, în care se deosebesc:

Fig. 4.1 – Structura unui lanţ de măsurare

1) Măsurandul este purtătorul mărimii fizice de măsurat.2) Captorul (subansamblul de intrare) are rolul de a capta (preleva) semnalul de măsurat emis de

mărimea de măsurat; partea captorului care sesizează direct mărimea de măsurat se numeşte senzor sau sesizor (sondă).

3) Traductorul este partea componentă a subansamblului de intrare care transformă informaţia de măsurare într-o mărime fizică prelucrabilă (de exemplu, la mijloacele de prelucrare electronice, traductorul transformă o mărime neelectrică în mărime electrică, respectiv transformă semnalul de intrare în semnal electric).

4) Adaptorul este constituit din subansambluri de prelucrare, ca de exemplu: convertorul modifică structura semnalului furnizat de traductor (de exemplu, analog-digital sau

digital-analog); amplificatorul amplifică semnalul din circuit (în general, cu ajutorul cu ajutorul sursei de alimentare

auxiliare); filtrul modifică forma semnalului, lăsând să treacă anumite aspecte necesare reliefării mărimii de

măsurat şi reţinând anumite aspecte care ar influenţa negativ asupra mărimii de măsurat.5) Emiţătorul constituie ansamblul de ieşire şi emite valoarea măsurată a mărimii de măsurat, folosind

energie auxiliară; se deosebesc: emiţătorul direct (de exemplu, indicatorul care permite citirea directă a valorii măsurate); indicatorul analogic (de exemplu, indicatorul la osciloscoape) indicatorul digital sau numeric (care indică valoarea sub formă de numere)6) Înregistratorul constituie subansamblul de ieşire şi serveşte la înscrierea valorii măsurate.7) Codificatorul face şi el parte din subansamblul de ieşire şi transformă o mărime analogică într-una

numerică.8) Calculatorul (atunci când este necesar) serveşte la prelucrarea ulterioară a semnalelor de măsurare.

Aşadar, poate exista o prelucrare automată a datelor (desigur, poate exista un circuit de reacţie, care transportă comanda de la calculator la procesul de măsurare sau procesul tehnologic, fiind vorba în ultimul caz de un control adaptiv, la care calculatorul prelucrează datele măsurării şi transmite corecţii asupra parametrilor procesului tehnologic).

Caracteristicile metrologice ale mijloacelor de măsurare se referă la rezultatele măsurătorilor. Cele mai importante dintre acestea sunt următoarele:

Justeţea este caracteristica metrologică a unei măsuri de a avea valoarea nominală apropiată de cea efectivă sau caracteristica unui aparat de măsurare de a da indicaţii apropiate de valoarea efectivă a mărimii măsurate;

Fidelitatea este caracteristica unei măsuri, aparat de măsurare etc., de a avea variaţii cât mai mici la măsurarea aceleiaşi mărimi în condiţii identice;

Sensibilitatea (sau coeficient de transfer notat cu k) este caracteristica metrologică definită de raportul dintre variaţia mărimii de ieşire observată la aparat şi variaţia mărimii de intrare, într-un anumit punct al caracteristicii;

Prag de sensibilitate (rezoluţie), valoarea minimă a variaţiei mărimii de intrare, care este capabilă să producă o variaţie perceptibilă a mărimii de ieşire;

112

Precizia reprezintă gradul de exactitate al rezultatelor măsurării, exprimat prin eroarea limită sau alte erori caracteristice. În funcţie de eroarea tolerată se stabileşte convenţional clasa de precizie a mijlocului de măsurare.

Mobilitatea este caracteristica metrologică a unui aparat de măsurat de a avea o inerţie cât mai mică, determinată de raportul dintre variaţia mărimii de măsurat şi timpul necesar (de acomodare) pentru darea indicaţiei de citire.

La mijloacele de măsurare se întâlnesc următoarele elemente de citire a rezultatelor măsurărilor: Scara gradată reprezintă totalitatea reperelor dispuse de-a lungul unei linii drepte sau curbe,

care corespund unui şir de valori ale mărimii de măsurat; este partea componentă a unui dispozitiv de afişare;

Reperele sunt semne, în general sub formă de liniuţe, dispuse de-a lungul scării gradate, care limitează diviziunile;

Diviziunea scării gradate este distanţa dintre axele a două repere consecutive; se notează de obicei cu litera “c”;

Valoarea diviziunea este valoarea exprimată în unităţii ale mărimii de măsurat, a unei diviziuni; în calcule se va nota cu i. Raportul K = c / i, în care c este diviziunea scării gradate, constituie coeficientul de transfer definit mai sus. La aparatele cu pârghie mecanică, coeficientul de transfer are valoarea K = L / l, în care L este braţul mare al pârghiei, iar l braţul mic al pârghiei.

Indice, element geometric al unui dispozitiv de afişare în dreptul căruia se face citirea (arătător, spot luminos etc.);

Citire, număr citit la măsurare în dreptul indicelui sau număr care apare digital pe ecran; Precizia citirii este precizia cu ajutorul căreia se face citirea indicaţiilor pe scara gradată; în

măsurările de atelier se poate considera o precizie de 0,5 din valoarea diviziunii. O eroare de citire posibilă este paralaxa, care reprezintă mişcarea aparentă a poziţiei indicatorului faţă de reperele scării gradate, când scara este citită după o direcţie neperpendiculară pe planul ei. Soluţia optimă pentru reducerea la minim a erorii de paralaxă o constituie trasarea scării gradate pe o suprafaţă prevăzută cu oglindă şi efectuarea citirii indicaţiilor în momentul când observatorul constată suprapunerea indicatorului cu imaginea sa din oglindă.

Constanta unui mijloc de măsurare reprezintă raportul dintre valoarea mărimii de măsurat şi citire; aceasta se scrie pe cadranul mijlocului de măsurare sub forma X10; X100 etc.;

Cadranul este suprafaţa fixă sau mobilă pe care se află scara sau scările gradate; Indicaţia unui mijloc de măsurare reprezintă valoarea mărimii măsurate, obţinută prin produsul

numărului citit (citire) cu constanta mijlocului de măsurare; Limitele scării gradate sunt valorile (maximă şi minimă) corespunzătoare reperelor extreme ale

scării gradate. Scara gradată poate fi unilaterală (când una din limite este zero) sau bilaterală (când reperul zero se află între limitele scării).

Limitele de măsurare ale aparatului, valorile maximă şi minimă ale mărimii măsurate, care se pot determina cu ajutorul aparatului considerat;

Intervalul (domeniul) de măsurare al aparatului este diferenţa dintre limita superioară şi limita inferioară de măsurare.

4.1.5. Principii de alegere a metodelor şi mijloacelor de măsurare şi control

Alegerea metodelor şi mijloacelor de măsurare şi control se face în funcţie de: criterii şi indici metrologici, ca: valoarea diviziunii, limitele de măsurare etc. criterii şi indici economici, ca: preţul mijloacelor, timpul de efectuare a reglării aparatului şi de

prelucrare a datelor, productivitatea fabricării produselor etc.Indicii metrologici primează în cazul în care precizia prescrisă la piesele prelucrate necesită acest

lucru. Mijloacele de măsurare se aleg din tabele speciale date în literatura de specialitate (v. anexa A, tabelul 2 din [8]), corespunzător câmpului de toleranţă prescris dimensiunii care se măsoară. În general se recomandă ca valoarea diviziunii instrumentului sau aparatului de măsură să fie cuprinsă între 1/5 –1/10 din toleranţa dimensiunii măsurate, sau eroarea limită de măsurare să nu depăşească 10…20% din toleranţa piesei. Deci, prima condiţie se scrie:

(4.1)

Un exemplu de alegere a mijlocului de măsurare pentru măsurarea diametrului unui arbore este prezentat în [8] şi [10].

4.2. Mijloace universale de măsurat lungimi

După principiul constructiv şi de funcţionare, mijloacele universale de măsurare se clasifică astfel: măsuri terminale pentru lungimi; măsuri de lungime cu repere; mijloace mecanice de măsurat lungimi, care la rândul lor pot fi:

instrumente cu scară gradată şi vernier (şublere); aparate cu şurub micrometric (micrometre etc.); aparate comparatoare cu pârghie simplă; aparate comparatoare cu cremalieră şi roţi dinţate; aparate comparatoare cu pârghie şi roţi dinţate sau sector dinţat; aparate comparatoare cu pârghie şi şurub elicoidal; aparate comparatoare cu element elastic;

aparate comparatoare optico-mecanice; aparate comparatoare pneumatice; aparate comparatoare electrice, electronice şi cu radiaţii radioactive. aparate optice;

4.2.3. Mijloace mecanice de măsurat lungimi

4.2.3.1. Instrumente cu scară gradată şi vernier

Cele mai utilizate mijloace de măsurare din această categorie sunt şublerele.Se cunoaşte o mare varietate de şublere cu diferite destinaţii. Astfel, după STAS 1373/1-87

şublerele se clasifică după următoarele criterii:a) după destinaţie

- şublere de exterior şi interior cu şi fără tijă de adâncime;- şublere de adâncime;- şublere de trasaj;- şublere pentru roţi dinţate;- şublere pentru canale.

b) după limita superioară de măsurare (L): şublere cu L=150; 200; 300; 500; 800; 1000; 1500; 2000 mm;

c) după valoarea diviziunii vernierului (i) sunt şublere cu i = 0,1; 0,05; 0,02 mm.Şublerele sunt constituite dintr-o riglă gradată şi un cursor cu sistem de citire cu vernier (fig.4.9), cu

cadran circular (fig.4.11) sau sistem electronic cu afişare numerică (fig.4.12).

Fig. 4.9 – Şubler de exterior, interior şi adâncime cu vernier

Vernierul este o scară gradată suplimentară, cu ajutorul căreia se

măreşte precizia de citire a fracţiunilor de diviziune de pe scara gradată principală a şublerului.Relaţiile care dau parametrii vernierului sunt:

;

;

,

în care: este diviziunea de pe

vernier, în mm; - diviziunea (şi valoarea diviziunii) de pe riglă, în mm; - valoarea diviziunii vernierului

(precizia de măsurare a şublerului), în mm; - numărul de diviziuni de pe vernier; - lungimea vernierului, în mm; - modulul vernierului (când =1, pe vernier se obţin diviziuni normale).

Valoarea dimensiunii măsurate D, în mm, se poate stabili cu relaţia:(4.2)

114

10

în care este numărul reperului de pe riglă aflat cel mai aproape de reperul 0 (zero) al vernierului; - numărul acelui reper de pe vernier care se află în prelungirea unui reper de pe scara gradată de pe riglă.

În fig.4.10 sunt prezentate trei tipuri de verniere folosite la şublere.

Şublerul cu patru ciocuri de măsurare (două lungi şi două scurte) şi tijă de adâncime (fig. 4.9) este constituit din rigla gradată 1 cu ciocurile măsurare 2 şi 2’, cursorul 3 cu ciocurile 4 şi 4’, vernierul liniar 5 şi şurubul de blocare 8 a cursorului. Cu ajutorul mecanismului 7 se realizează un avans fin al cursorului, după ce cursorul de avans fin 6 a fost blocat pe riglă cu ajutorul şurubului 9. Ciocurile lungi sunt utilizate atât la măsurarea dimensiunilor exterioare, cât şi la măsurarea dimensiunilor interioare. La măsurarea dimensiunilor interioare se va adăuga la valoarea citită grosimea S a celor două ciocuri. Ciocurile scurte (2’ şi 4’), ale acestui tip de şubler sunt utilizate numai pentru măsurarea dimensiunilor exterioare, în general, ale suprafeţelor profilate. Pentru măsurarea adâncimilor cu acest şubler se poate folosi

tija 10Şublerul de adâncime (fig. 4.13) este utilizat pentru

măsurarea adâncimii unor cavităţi, a unor canale, a unor găuri înfundate etc. şi se compune din rigla 1, cursorul 2 cu vernierul 3 şi şurubul de blocare 4. În fig.4.14 se prezintă un şubler de adâncime cu sistem electronic de afişare numerică fabricat de firma TESA.

Fig. 4.13 - Şubler de adâncime

Fig. 4.11 – Şubler de exterior şi interior cu cadran circular

Fig. 4.12 – Şubler de exterior cu sistem electronic de afişare numerică

Fig. 4.10 - Vernierele şublerelor de diferite precizii

Fig. 4.14 – Şubler de adâncime cu sistem electronic de afişare numerică

Şublerul de trasaj (fig.4.15, a) este folosit în atelierele mecanice pentru lucrările de trasaj sau la măsurarea înălţimilor. Este compus din rigla 1 fixată în talpa 2, cursorul 3 pe care este trasată scara vernierului şi face corp comun cu vârful de trasaj 4. Pentru un reglaj fin la cursorul principal 3 se asociază şi cursorul suplimentar 5, prevăzut cu şurub de avans fin. Acest cursor suplimentar poate să existe şi la şublerele de exterior şi interior. În fig.4.15, b se prezintă un şubler de trasaj cu cadran având o precizie de 0,01 mm.

a) b)

Fig. 4.15 – Şublere de trasaj: a) cu vernier; b) cu cadran

4.2.3.2. Aparate cu şurub micrometric

Aparatele din această categorie, numite şi micrometre, sunt mijloace universale de măsurare cu şurub micrometric care transformă deplasările unghiulare în deplasări liniare.

Deplasările liniare sunt proporţionale cu pasul p şi unghiul de rotire (în radiani) a şurubului micrometric, conform relaţiei:

(4.3)

Valoarea diviziunii micrometrului i (pe scara gradată circulară) se determină cu relaţia:

, (4.4)

în care p este pasul şurubului micrometric, în mm (de regulă p=0,5 mm); - numărul diviziunilor pe scara

gradată circulară de pe tambur (de regulă =50 diviziuni).Înlocuind în relaţia (4.4) se obţine i=0,01 mm, care este precizia de citire a micrometrului de această

construcţie. Se deosebesc micrometre de exterior, micrometre de interior, micrometre de adâncime şi

micrometre speciale. Din categoria micrometrelor speciale fac parte: micrometrele pentru roţi dinţate, filete, ţevi, tablă, sârmă etc.

Micrometrul de exterior (fig.4.16,a), utilizat la măsurarea dimensiunilor exterioare, este format din: corpul sau potcoava 1, nicovala 2, tija micrometrică 3, dispozitivul de blocare 4 utilizat la blocarea tijei micrometrice în scopul efectuării unei citiri mai comode a valorii, tamburul gradat 6 şi mecanismul de limitare a forţei de măsurare 7. Pe bucşa 5, de-o parte şi de alta unei linii de pe generatoare, sunt trasate două scări milimetrice decalate cu 0,5 mm, iar pe partea conică a tamburului 6 sunt trasate 50 de diviziuni care formează scara gradată circulară.

116

Acest tip de micrometru se execută în clasele 1 şi 2, iar erorile de indicaţie tolerate, pentru fiecare clasă, sunt în funcţie de limita superioară de măsurare.

Dimensiunea măsurată se citeşte astfel: milimetrii întregi se citesc pe scara milimetrică numerotată şi jumătăţile de milimetri pe scara gradată nenumerotată de pe bucşa 5, folosindu-se ca indice de referinţă marginea tamburului 6; subdiviziunile milimetrice mai mici de 0,5 mm se citesc pe scara gradată circulară, folosind ca indice linia scării gradate longitudinal.

Fig. 4.16 - Micrometru de exterior, varianta clasică

În exemplul din fig.4.16, b, valoarea citită este 12+0,36=12,36 mm, iar în exemplul din fig.4.16, c, valoarea citită este 7+0,5+0,33=7,83 mm.

Fig. 4.17 – Micrometru de exterior cu cadran

În fig. 4.17 se prezintă un micrometru de exterior cu cadran care permite citirea abaterilor dimensionale cu o precizie de 0,001 sau 0,002 mm.

Se recomandă ca, la cursa înainte (deplasarea tijei micrometrice spre suprafaţa piesei), şurubul micrometric să fie acţionat prin intermediul dispozitivului de limitare a forţei de măsurare (şi nu de tamburul 6), pentru a evita erorile ce pot apărea din cauza deformaţiilor şurubului micrometric şi ale materialului piesei, precum şi din cauza deformaţiilor nicovalei şi tijei în punctele de contact.

Domeniul de măsurare al micrometrului de exterior este de 25 mm, cu limitele de măsurare 0-25 mm, 25-50 mm ş.a.m.d. până la 475-500 mm.

Necesitatea măririi preciziei de măsurare a impus soluţii constructive noi pentru eliminarea erorilor de citire şi indicarea numerică a valorii mărimii măsurate. Astfel unele firme specializate în fabricarea aparatelor de măsură şi control cum sunt: TESA, Mitutoyo, PREISSER ş.a. au realizat micrometre cu afişare analogică şi cu afişare numerică (fig.4.18), micrometre electronice cu afişare digitală pe LCD (fig.4.19), cu precizia de măsurare până la 0,001 mm. La micrometrul din fig.4.18 milimetrii şi sutimile de milimetru se citesc analogic, sistemul numeric permiţând citirea uşoară a zecilor de milimetru, iar cu ajutorul vernierului se citesc miimile de milimetru.

Fig. 4.18 - Micrometru cu afişare numerică a rezultatelor

Micrometrul electronic cu afişare digitală din fig.4.19, fabricat de firma TESA, combină precizia mecanică elveţiană cu electronica cea mai avansată. Precizia de măsurare este de 0,001 mm. Display-ul digital cu puternic contrast permite citirea confortabilă şi fără erori a valorilor măsurate. Segmentele color ale display-ului cu cristale lichide permit clasificarea valorilor măsurate. Cu ajutorul unor butoane putem alege metoda de măsurare (absolută sau diferenţiată) precum şi convertirea între sistemele de măsurare inch/metru. Bateria utilizată are o lungă durată de funcţionare.

Fig. 4.19 – Micrometru electronic cu afişare digitală a rezultatelor

Micrometrul de interior se execută în mai multe variante constructive, dintre care mai importante sunt: micrometrul tip vergea, micrometrul cu fălci şi micrometrul cu bacuri (plunjere) autocentrante.

Micrometrul de interior de tip vergea se execută în varianta constructivă clasică (fig.4.20).

a) b)

Fig. 4.20 - Micrometre de interior tip vergea

Micrometrul de interior tip vergea, (fig.4.20, b) este compus din următoarele elemente: şurubul micrometric 1, prelungit cu un umăr cilindric 2 şi o tijă scurtă care se termină cu suprafaţa sferică de măsurare 3; tamburul gradat 4, montat pe umărul cilindric 2 şi strâns cu piuliţa 5; bucşa filetată 6; tija fixă 7 cu suprafaţa frontală sferică (a doua suprafaţă de măsurare a micrometrului); mecanismul de blocare 8. Şurubul micrometric are pasul de 0,5 mm şi o cursă de 13 mm.

118

Micrometrul de interior tip vergea se poate livra singular sau în truse care conţin câteva tije amovibile (fig.4.20, a) cu ajutorul cărora se poate mării domeniul de măsurare al micrometrului. Firma TESA fabrică astfel de micrometre pentru măsurarea alezajelor cu diametre până la 1510 mm.

Micrometrul de interior cu fălci se execută în două clase de precizie. În figura 4.21 se prezintă forma constructivă a unui micrometru cu fălci, varianta clasică, iar în fig. 4.22 se prezintă micrometrul de interior cu fălci prevăzut cu afişarea numerică.

Fig. 4.21 – Micrometru de interior cu fălci, varianta clasică

Fig. 4.22 – Micrometru de interior cu fălci, prevăzut cu afişare numerică

Micrometrul de interior cu bacuri (plunjere) din fig.4.23 este alcătuit din două părţi principale: capul de măsurare 1 şi capul micrometric format din bucşa cilindrică 2 cu tamburul 3 şi mecanismul de limitare a forţei de măsurare 4. Rotind de acest mecanism tija micrometrică 5 apasă pe tija intermediară 6 prevăzută cu o suprafaţă conică, iar aceasta apasă simultan, spre exterior, de-a lungul axei lor, cele 3 plunjere 7, aducându-le în contact cu suprafaţa alezajului măsurandului M. Arcul elicoidal 8 menţine contactul dintre fiecare plunjer şi tija 6 şi îl aduce în poziţia iniţială (strâns) când tija micrometrică este rotită în sens invers.

Acest tip de micrometru are un vernier cu cinci diviziuni cu ajutorul căruia se citesc fracţiunile diviziunilor scării sutimilor cu o precizie de 0,002 mm.

Sunt fabricate, de asemenea, micrometre de interior cu plunjere prevăzute cu sistem de afişare numeric având precizie de până la 0,001 mm.

Fig. 4.23 – Micrometru de interior cu plunjere autocentrante

Micrometrul de interior cu bacuri din fig. 4.23 (denumit de întreprinderea constructoare “Aparat de măsurat alezaje cu citire directă”) este livrat în truse care cuprind 3 sau 4 micrometre, un prelungitor care se poate monta între cele 2 părţi principale ale micrometrului în cazul măsurării alezajelor lungi şi un set de calibre inel (etaloane) pentru verificarea micrometrului din trusă.

120

Fig. 4.24 – Trusă de micrometre de interior cu plunjere

După valoarea diviziunii i (în funcţie de tipul constructiv) se deosebesc micrometre de interior cu i=0,01 mm; i=0,005 mm; i=0,002 mm şi i=0,001 mm.

Micrometrul de adâncime este utilizat la măsurarea distanţei dintre două suprafeţe. Se execută în două clase de precizie cu limitele de măsurare de 0-25; 25-50; 50-75; 75-100 mm.

Există şi micrometre cu tije amovibile care acoperă domeniul de măsurare de la 0 la 100 mm. Tija amovibilă se montează pe tija micrometrului (ambele fiind prevăzute cu filet) şi acoperă un anumit subdomeniu.

Principalele elemente ale unui micrometru de adâncime (fig.4.25) sunt: talpa 1 cu suprafaţa de măsurare care vine în contact cu una din suprafeţele măsurandului, bucşa gradată 2, tamburul 3, dispozitivul de limitare a forţei de măsurare 4 şi tija şurubului micrometric 5 care vine în contact cu cealaltă suprafaţă a măsurandului, direct sau prin intermediul tijei amovibile 6.

În fig.4.26 se prezintă un micrometru electronic de adâncime prevăzut cu sistem de afişare digital pe display cu cristale lichide (LCD), fabricat de firma PREISSER.

Fig. 4.25 - Micrometru de adâncime

Fig. 4.26 – Micrometru electronic de adâncime cu sistem de afişare digital

4.2.3.3. Aparate comparatoare cu pârghie simplă

Aceste aparate, numite şi minimetre, fac parte din categoria comparatoarelor mecanice care au un sistem simplu de amplificare şi transmitere, alcătuit dintr-o pârghie prevăzută cu reazeme sub formă de cuţite. După cum sunt aşezate cuţitele se deosebesc: minimetrul cu cuţit oscilant inferior (fig. 4.27, a), minimetrul cu cuţit oscilant superior (fig. 4.27,b), minimetrul cu cuţit alunecător (fig. 4.27,c).

Mişcarea axială a palpatorului 1 este transmisă pârghiei 5 prin intermediul cuţitului oscilant 2 şi determină rotirea pârghiei 5 în jurul reazemului 3. Indicatorul 4 care este legat de pârghia 5 se va roti în faţa cadranului pe care citim valoarea abaterii dimensionale.

Raportul de amplificare al aparatului este dat de raportul dintre lungimea braţului mare al pârghiei L şi lungimea braţului mic al pârghiei a. În mod obişnuit, pentru L= 100 mm şi a= 0,1 mm, raportul de amplificare este:

(4.5)

Domeniul de măsurare pe scara gradată este de 0,050 mm sau de 0,030 mm, iar eroarea totală de indicaţie este de 0,5 m/1diviziune sau de 3 m / scara gradată.

Fig. 4.27 – Minimetre

Ca orice aparat comparator, în vederea măsurării, minimetrul se aşază într-un suport prevăzut cu o coloană pe care se deplasează braţul în care se fixează. Reglarea la zero a minimetrului se face ca a tuturor comparatoarelor utilizând un bloc de cale având lungimea egală cu valoarea nominală a dimensiunii care se măsoară, dacă abaterile limită prescrise acesteia nu depăşesc, ca valoare, limitele scării gradate ale aparatului.

4.2.3.4. Aparate comparatoare cu cremalieră şi roţi dinţate

Aceste aparate sunt cunoscute sub denumirea de comparatoare cu cadran circular sau mai simplu comparatoare. Cele obişnuite se execută cu valoarea diviziunii de 0,01 mm, în treptele de precizie 1, 2 sau 3, cu domeniul de măsurare pe scara gradată de: 0…1 mm; 0…3 mm; 0…5 mm sau 0…10 mm. Pentru măsurări de precizie se fabrică comparatoare cu valoarea diviziunii de 0,001 mm sau de 0,002 mm.

122

2

1

3

4

5

6

7

Fig. 4.29 - Comparator fixat în suport

Fig. 4.28 – Schema cinematică de principiu a comparatorului cu valoarea diviziunii de 0,01 mm

Fig. 4.30 - Schema cinematică de principiu a comparatorului cu valoarea diviziunii

de 0,01 mm

Cu ajutorul lor se măsoară abaterile efective, dar pot fi utilizate şi la măsurări absolute ale unor dimensiuni care nu depăşesc limita superioară de măsurare pe scara gradată.

În figura 4.28 este prezentată schema cinematică de principiu a comparatorului normal cu valoarea diviziunii de 0,01 mm.

De la tija palpatoare 5, pe care se execută o cremalieră, mişcarea este transmisă prin intermediul pinionului 2 şi a roţii dinţate 3 la pinionul 1, pe axul căruia este montat acul indicator 7. Indicaţiile se citesc pe cadranul 8. Roata dinţată 4 şi resortul spiral 9 au rolul de a elimina erorile datorate jocului în angrenare, menţinând angrenarea pe un singur flanc. Resortul 6 creează forţa de măsurare.

Raportul de amplificare se obţine cu relaţia:

, (4.6)

în care R reprezintă lungimea acului indicator, în mm; m – modulul roţilor dinţate din angrenaj, în mm; i – valoarea diviziunii, în mm; c – mărimea diviziunii scării gradate cilindrice, în mm; z1, z2, z3 – numărul de dinţi ai roţilor dinţate respective.

Pentru c = 1,5 mm, rezultă mm.

Pentru un comparator din treapta 2 de precizie, erorile tolerate sunt de 12 m în limitele unei rotaţii a indicatorului şi de 15 – 25 m în limitele întregii curse a domeniului de măsurare, în funcţie de mărimea cursei.

Pentru măsurare, comparatorul se fixează într-un suport ca cel din figura 4.29. Pentru reglarea la zero, braţul cu comparatorul fixat în el se deplasează pe coloana suportului aducând palpatorul comparatorului în contact cu blocul de cale de reglare, aşezat pe măsuţa suportului, în aşa fel ca tija palpatorului să se găsească aproximativ la jumătatea cursei, orientarea făcându-se după indicatorul mic. Urmează aducerea reperului zero în dreptul acului indicator prin rotirea cadranului circular cu ajutorul ramei exterioare sau cu ajutorul şurubului de pe carcasa aparatului.

Comparatoarele cu valoarea diviziunii de 0,001 mm (fig. 4.30) sau de 0,002 mm au în schema cinematică un angrenaj suplimentar roată-pinion care măreşte raportul de amplificare la K = 750 sau K = 1500. Comparatoarele de acest tip se fabrică în două clase de precizie.

Se fabrică, de asemenea, comparatoare care au cursa tijei palpatoare de: 30, 50, 80 sau 100 mm (cursă lungă de măsurare) şi valoarea diviziunii pe scara gradată de 0,01 mm.

Comparatorul de interior este un dispozitiv de control, prevăzut cu un comparator cu cadran circular, utilizat la măsurarea abaterilor dimensionale şi geometrice ale alezajelor. Există două tipuri constructive de comparatoare de interior: comparatorul de interior cu bucşă extensibilă, utilizat la măsurarea alezajelor cu diametrul cuprins între 3,75 şi 20 mm (fig. 4.31, a) şi comparatorul de interior cu palpatori ficşi, folosit pentru măsurarea alezajelor cu diametrul cuprins între 15 şi 160 mm (fig. 4.31, b).

Comparatorul propriu-zis 1 se fixează în tija tubulară 5 cu ajutorul piuliţei 2 care strânge o bucşă crestată. Prin tija tubulară trece tija prelungitoare 6, care, la comparatorul cu bucşă extensibilă, vine în contact cu bucşa extensibilă 8 prin intermediul unei suprafeţe conice. Abaterile dimensionale ale alezajului măsurandului M, preluate de la bucşa extensibilă 8, sunt transmise de tija prelungitoare 6 la palpatorul 3 al comparatorului. Arcul elicoidal 7 determină forţa de măsurare.

La comparatorul de interior cu palpatori ficşi abaterile dimensionale ale alezajului măsurandului M se transmit de la palpatorul mobil 10 la comparator prin intermediul pârghiei articulate 9 şi al tijei prelungitoare 6 care vine în contact cu palpatorul 3 al comparatorului 1. Palpatorul fix 11 se fixează prin înşurubare de corpul 8 al dispozitivului. Centrarea capului de măsurare în alezajul de măsurat se face cu ajutorul lamelelor 12 acţionate de un resort. La măsurare aparatul este manevrat de manşonul termoizolant 4.

Fig. 4.31 - Comparatoare de interior:a) cu bucşă extensibilă; b) cu palpatori ficşi

124

Comparatoarele de interior se livrează în truse care cuprind un comparator cu cadran circular, dispozitivul în care acesta se fixează şi un set de bucşe extensibile sau palpatori ficşi pentru diferite game de dimensiuni, de exemplu, 35-40, 40-45, 45-50 mm.

Reglarea la zero a aparatului se realizează cu ajutorul unui bloc de cale fixat într-un dispozitiv special de măsurare sau cu ajutorul unui calibru inel.

Eroarea maximă a aparatului (fără comparator) este de 5 m (la aparatele utilizate la diametre mai mici de 50 mm) şi de 8 m la aparatele utilizate la diametre mai mari de 50 mm.

4.2.3.5. Aparate comparatoare cu pârghie şi roţi dinţate sau sector dinţat

Din această grupă fac parte microcomparatorul cu cadran circular, cu pârghie şi roţi dinţate cu valoarea diviziunii de 0,001 mm, ortotestul, pasametrul, micrometrul cu pârghie şi milimessul. În cele ce urmează se prezintă câteva tipuri caracteristice de astfel de aparate.

Ortotestul este un aparat cu pârghie, sector şi roată dinţată, utilizat la măsurarea unor dimensiuni exterioare, caz în care se montează într-un suport (fig. 32, b).

Schema de principiu a ortotestului se prezintă în fig. 4.32,a. Abaterile faţă de cota de reglaj a piesei de verificat sunt preluate de palpatorul 1 şi transmise prin pârghia cu sector dinţat 2, care se roteşte în jurul articulaţiei 3, pinionului 4, de axul căruia este fixat acul indicator 5. Resortul 6 are rolul de a menţine angrenarea pe un singur flanc al angrenajului pinion sector dinţat. Resorturile 7 şi 8 au rolul de a readuce sistemul în poziţie de lucru, creând totodată forţa de măsurare.

Raportul de amplificare se obţine cu relaţia:

, (4.7)

în care L este braţul mare al pârghiei; a – braţul mic al pârghiei; R – lungimea acului indicator; r – raza pinionului; (toate mărimile fiind măsurate în mm).

Având raportul de amplificare K=1000 şi mărimea diviziunii c = 1 mm, rezultă că valoarea diviziunii este

mm.

Domeniul de măsurare al scării gradate este 0,1 mm, iar eroarea tolerată este de 3 m pe întreaga cursă.

Suport în care se instalează ortotestul (fig. 4.32,b) este format dintr-un postament pe care se află măsuţa 1 şi coloana filetată 7. După fixarea ortotestului în braţul 4 cu ajutorul rozetei 3, acesta poate fi ridicat şi coborât pe coloana filetată 7 (în scopul reglării grosolane a aparatului) cu ajutorul unei piuliţe aflate pe coloană, sub braţul 4 şi blocat prin acţionarea rozetei 8. În vederea reglării la zero a aparatului, blocul de cale 2 se aşază pe măsuţa 1, după care ortotestul este coborât până când palpatorul aparatului vine în contact cu suprafaţa blocului de cale, iar indicatorul se află aproximativ la mijlocul scării gradate simetric.

Reglarea fină se face cu ajutorul şurubului 5 prin acţionarea căruia cadranul este rotită astfel încât reperul zero al scării gradate să fie adus în dreptul indicatorului. După terminarea operaţiei de reglare, se ridică palpatorul aparatului prin acţionarea mecanismului 9, se îndepărtează blocul de cale şi se aşază pe măsuţă, sub palpator, piesa de măsurat.

a) b)Fig. 4.32 – Ortotestul:

a) schemă de principiu; b) vedere generală

Pasametrul este un aparat comparator utilizat la măsurarea abaterilor dimensiunilor exterioare.

Schema cinematică a acestui aparat (fig. 4.33,a) este asemănătoare cu cea a ortotestului, cu deosebirea că întreg ansamblul este montat într-o carcasă 1 de forma unei potcoave şi conţine o tijă 6 cu ajutorul căreia aparatul se reglează la zero. Aparatul mai cuprinde tija mobilă a cărei mişcare se transmite prin intermediul pârghiei 2 şi prin pinionul 3 la acul indicator 5. Resortul 4 are rolul de a înlătura jocul din angrenaj, menţinând contactul pe un singur flanc al dinţilor.

126

a)

b)

Fig. 4.33,a – Pasametrul: schemă de principiu

La introducerea şi scoaterea blocului de cale pentru reglaj sau a piesei de măsurat, în scopul micşorării uzurii suprafeţelor active ale tijelor 6 şi 7, se apasă pe butonul 8 al mecanismului cu pârghie. În interiorul capacului se găseşte mecanismul de poziţionare a doi indici cu care se delimitează câmpul de toleranţă. Pasametrele sunt construite cu limite de măsurare pe scara gradată de 0,08 mm, 0,14 mm şi 0,16 mm, având valoarea diviziunii de 0,002 mm sau de 0,005 mm. Eroarea tolerată pe întreaga cursă de măsurare este egală cu valoarea diviziunii. Limitele de măsurare sunt, ca şi la micrometre, de 0-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-125 şi 125-150 mm.

În fig. 4.33, b este prezentat un pasametru cu cadran circular fabricat la Întreprinderea de Mecanică Fină S.A. – Bucureşti

Micrometrul cu pârghie are o construcţie asemănătoare cu a pasametrului, cu deosebirea că tija reglabilă este înlocuită cu un mecanism cu şurub micrometric, ca la micrometrele obişnuite. Valoarea diviziunii pe scara gradată a capului micrometric este de 0,01 mm, iar pe scara gradată a abaterilor de 0,002 mm. Limitele de măsurare ale aparatului sunt 0-25 şi 25-50 mm.

Milimessul este un aparat comparator cu o construcţie apropiată de cea a ortotestului, având însă dimensiuni mai mici. Se fabrică în două mărimi: de tip mic, cu domeniul de măsurare de 0,03 mm sau de 0,05 mm şi de tip mare, cu domeniul de măsurare de 0,1 mm. Raportul de amplificare este K = 1000 şi, ca urmare, rezultă valoarea diviziunii pe scara gradată de 0,001 mm.

4.2.3.6. Aparate comparatoare cu pârghie şi şurub elicoidal

Reprezentativ pentru această grupă de aparate este comparatorul universal cu palpator orientabil cunoscut şi sub denumirea de pupitast sau tesatast. În principal, pupitastul este compus din braţul scurt 1, pârghia 2, şurubul elicoidal 3 (în al cărui canal intră capătul pârghiei 2) şi acul indicator 4, fixat pe axul şurubului 3 (fig. 4.34, a). În timpul măsurării, mişcarea de rotaţie a braţului 1 se transmite la pârghia 2, care, prin extremitatea ei, roteşte şurubul 3 şi, în acelaşi timp, acul indicator 4.

Fig. 4.33,b – Pasametrul: vedere de ansamblu

Fig. 4.34 – Comparator universal cu palpator orientabil (pupitast):a) schema de principiu; b) vedere generală.

Raportul de amplificare se calculează cu relaţia:

, (4.8)

în care: l este lungimea braţului scurt 1, în mm; L – lungimea pârghiei 2, în mm; s – pasul şurubului elicoidal, în mm; r - lungimea acului indicator, în mm.

Principalele caracteristici ale comparatorul universal cu palpator orientabil sunt: valoarea diviziunii 0,01 mm (sau 0,005; 0,002; 0,001 mm);

interval de măsurare ± 0,4 mm; sens dublu de măsurare; vârfuri de palpare cu bile din oţel de Φ1, Φ2 şi Φ3 orientabile

pe 210°.Deci, în funcţie de valoarea diviziunii pe scara gradată şi de

dimensiunea vârfului de palpare, pupitastul se construieşte în mai mute variante.

4.2.3.7. Aparate comparatoare cu element elastic (arc)

Aceste aparate au o construcţie relativ simplă şi îşi bazează funcţionarea pe proprietăţile elastice ale arcurilor plane încovoiate sau răsucite. Din această categorie fac parte minimetrul cu arcuri plane şi microcatorul.

Minimetrul cu arcuri plane (fig. 4.35) este un aparat simplu dar cu o precizie ridicată. Este compus din palpatorul 1, blocul fix 2, blocul mobil 3, arcurile plane 4, acul indicator 5 format din două arcuri plane sudate la partea superioară, scara gradată bilaterală 6 şi resortul elicoidal 7. La măsurare, deplasarea blocului mobil 3 sub

128Fig. 4.35 – Minimetrul cu arcuri plane

a)b)

acţiunea tijei palpatorului provoacă deformarea arcurilor plane care compun indicatorul 5 şi, ca urmare, vârful acestuia se va deplasa în faţa scării gradate. Aparatul se execută de obicei cu valoarea diviziunii de 0,001 mm

4.2.4. Aparate comparatoare optico-mecanice

La aceste aparate amplificarea deplasării palpatorului se realizează cu un sistem combinat mecanic (cu pârghie, oglindă rotitoare) şi optic. Din această grupă de aparate fac parte: microluxul, opticatorul, optimetrul, ultraoptimetrul etc. Dintre acestea o utilizare mai largă o au optimetrul şi ultraoptimetrul.

Optimetrul se bazează, în ce priveşte concepţia şi construcţia, pe principiul autocolimaţiei, conform căruia un fascicul de raze pornind de la o sursă luminoasă aşezată în focarul unui obiectiv, trece prin această lentilă şi se îndreaptă sub formă de fascicul de raze paralele spre o suprafaţă lucioasă perpendiculară pe axa optică, de unde se reflectă ajungând din nou în focarul lentilei obiectiv (fig. 4.37, a). Dacă sursa de lumină se află în planul focal, dar deplasat la o distanţă l faţă de axa optică (fig. 4.37, b), după reflectarea pe suprafaţa lucioasă fasciculul de raze se întoarce în planul focal la o distanţă 2l faţă de poziţia iniţială (simetric faţă de axa optică). În cazul în care sursa de lumină se găseşte în focarul obiectivului, dar suprafaţa lucioasă este înclinată cu un unghi faţă de perpendiculara la axa optică a obiectivului, fasciculul de raze se reflectă şi se întoarce pe un drum diferit cu unghiul 2 faţă de drumul iniţial, ajungând într-un punct A2 din planul focal aflat la distanţa h de focar (fig. 4.37, c).

În funcţie de distanţa focală f, mărimea h se poate determina cu relaţia:(4.9)

Pentru valori mici ale unghiului se poate aproxima tg 22, iar relaţia (4.9) devine:

(4.10)

Având în vedere relaţia , unde c este diviziunea scării gradate şi i – valoarea diviziunii scării

gradate, în cazul optimetrului, coeficientul de transfer K (raport de amplificare) este dat de relaţia:

(4.11)

în care f este distanţa focală a obiectivului, în mm; e - distanţa la care se află tija palpatorului faţă de axa optică principală, în mm; k – grosismentul ocularului.

Optimetrele pot fi orizontale sau verticale în funcţie de sistemul de prindere al tubului şi de reglare, tubul optimetrului fiind identic.

Schema de principiu a tubului optimetrului este prezentată în fig. 4.38, a. Un fascicul de raze trimis de oglinda 1 trece prin prisma cu reflexie totală 2 de unde ia imaginea riglei gradate 3. Imaginea riglei trece prin prisma 4 şi prin sistemul optic 5 ajungând la oglinda 6.

Fig. 4.37 – Principiul autocolimaţiei

a)b)

c)

Fig. 4.38 – Schema de principiu a tubului optimetrului

În funcţie de unghiul pe care-l face oglinda 6, care depinde de deplasarea tijei cu palpatorul 11, imaginea riglei este reflectată pe un alt drum prin sistemul optic 5, prisma cu reflexie totală 4 şi ajunge la sticla mată 7 pe care este marcat un indice fix. În ocularul 8 se observă imaginea riglei gradate şi a indicelui fix. La reglarea iniţială, reperul zero al riglei gradat se va găsi în dreptul indicelui fix (fig. 4.38, b). Cu ajutorul şuruburilor 9 şi 10 se reglează poziţia a două plăci de sticlă de culori diferite, care delimitează câmpul de toleranţă, dând astfel posibilitatea împărţirii pieselor în trei grupe: bune funcţional, rebut recuperabil şi rebut nerecuperabil.

Optimetrul orizontal are următoarele caracteristici: valoarea diviziunii 0,001 mm, limitele scării gradate 0,1 mm, deplasare maximă pe verticală 86 mm, eroare tolerată de indicaţie este de 0,002 mm pentru un interval de măsurare de 0,06 mm şi de 0,0003 mm pentru un interval mai mare de 0,06 mm. Forţa de măsurare 0,2 daN.

Aparatele sunt dotate cu palpatoare plate pentru controlul pieselor sferice, cuţit pentru controlul pieselor cilindrice şi sferice pentru controlul pieselor prismatice. Pentru controlul dimensiunilor interioare ale alezajelor cilindrice, canalelor etc., optimetrul orizontal este prevăzut cu accesorii speciale care se fixează pe tubul cu palpator al optimetrului şi respectiv pe tubul pinolei.

Cu ajutorul optimetrului orizontal se pot măsura dimensiuni exterioare până la 350 mm şi dimensiuni interioare până la 150 mm.

Ultraoptimetrul este un aparat optico-mecanic de precizie ridicată. După principiul de funcţionare se disting două tipuri de ultraoptimetre: cu colimaţie şi cu autocolimatie.

În fig. 4.39 este prezentată schema de principiu a ultraoptimetrului cu colimaţie, care este utilizat la verificarea calelor plan-paralele. Colimatorul aparatului (fig. 4.39, a) este format din sursa de lumină 1, condensatorul 2, placa transparentă 3 cu scara gradată şi obiectivul 4, iar luneta lui este formată din obiectivul 7, placa de sticlă 8 pe care este gravat un indice fix şi ocularul 9.

a) b)

Fig. 4.39 – Schema de principiu a ultraoptimetrului cu colimaţie

130

În cazul în care aparatul este reglat la zero sau când piesa măsurată nu are abateri faţă de cota de reglaj, cele două oglinzi 5 şi 6 sunt paralele, iar reperul zero al scării gradate coincide cu indicele fix de pe placa 8. Dacă piesa are abateri, sub acţiunea tijei palpatoare 10, oglinda mobilă 5 se roteşte, iar razele de lumină, datorită dublei reflexii, vor suferii o deviaţie cu un unghi egal cu 4, fiind unghiul de rotire al oglinzii (fig. 4.39, b).

Ultraoptimetrele sunt închise în cutii izolate termic, cu peretele frontal din sticlă specială, care reţine radiaţiile calorice. În exterior se găsesc pârghia pentru ridicarea tijei palpatoare, ocularul şi dispozitivul pentru reglarea fină.

Ultraoptimetrul prezentat are valoare diviziunii de 0,0002 mm şi domeniul de măsurare a scării gradate de 0,025 mm. Eroarea tolerată de indicaţie nu depăşeşte 0,0001 mm.

Opticatorul este un aparat cu o mare sensibilitate a cărui schemă se prezintă în fig. 4.40. Sistemul mecanic de amplificare este format din palpatorul 1, arcul pârghie 3, arcul răsucit 4, mecanismul 8 de reglare a întinderii arcului 4 şi resortul 2 de creare a forţei de măsurare.

Sistemul optic de amplificare este format din sistemul de iluminare 5 al aparatului, care furnizează un fascicul de raze luminoase ce este trimis pe oglinda rotitoare 6 fixată pe arcul răsucit 4, a cărui poziţie depinde de abaterea piesei măsurate. După reflexie, fasciculul ajunge pe scara gradată mată 7.

Fig. 4.40 – Opticatorul Fig. 4.41 – Microluxul

Reglarea aparatului se realizează iniţial cu ajutorul sistemului de întindere 8 a arcului 4, folosind o piesă etalon sau un bloc de cale plan-paralele.

Valoarea diviziunii este de 0,0002 …0,001 mm, iar domeniul de măsurare este 0,012 mm sau –0,012…0,025 mm.

4.2.6. Aparate comparatoare electrice, electronice şi cu radiaţii laser

Măsurarea mărimilor neelectrice (mecanice, termice, optice ş.a.) prin metode şi cu mijloace electrice s-a impus în ultimele decenii ca urmare a dezvoltării electronicii şi tehnicii de clacul, care oferă cele mai mari posibilităţi de valorificare a informaţiilor primite sub formă electrică.

Aparatele comparatoare electrice oferă unele avantaje dintre care menţionăm: sensibilitate şi precizie ridicate, transmitere rapidă a semnalelor de măsurare (deci o indicaţie rapidă, prelucrare rapidă a datelor, înregistrare rapidă), posibilitatea transmiterii la distanţă a rezultatelor măsurării, adaptabilitatea la mărimile de măsurat şi o influenţă redusă asupra desfăşurării procesului controlat, posibilitatea prelucrării operaţionale a rezultatelor, posibilitatea automatizării a sistemelor de măsurare şi reglare a proceselor tehnologice.

Dezavantajul acestor mijloace de măsurare este preţul de cost, în general, ridicat, datorită complexităţii.

Măsurarea electrică a dimensiunilor, a deplasărilor liniare şi unghiulare impune, mai întâi, “traducerea” acestor mărimi într-o variaţie a unei mărimi electrice (tensiune, curent, sarcină electrică rezistenţă impedanţă), operaţie execută cu elementul traductor şi, ulterior, măsurarea acestei variaţii cu circuite electronice.

Aparatele electrice şi electronice de măsurare şi control dimensional pot fi clasificate după tipul traductoarelor utilizate în: aparate cu contacte electrice, aparate inductive, aparate capacitive, aparate fotoelectrice, aparate electronice, aparate cu radiaţii radioactive etc. În continuare vom prezenta câteva dintre acestea.

Aparatele cu contacte electrice pot fi cu două sau mai multe contacte. Amplificarea propriu-zisă se obţine de preferinţă pe cale mecanică (cu ajutorul unei pârghii) sau pneumatică, partea electrică având drept scop numai mecanizarea sau automatizarea procesului de control. Traductoarele cu două contacte (fig. 4.51) se folosesc la măsurări relative pentru a stabili dacă dimensiunile efective ale pieselor se găsesc în câmpul de toleranţă prescris. Traductoarele cu mai multe contacte se folosesc pentru împărţirea pieselor “bune” în mai multe grupe dimensionale de sortare. Deci, cu ajutorul acestor comparatoare nu se poate determina valoarea efectivă a fiecărui abateri sau dimensiuni în parte. Excepţie fac traductoarele electrice prevăzute şi cu comparator cu cadran circular.

Abaterea dimensiunii piesei care se măsoară M faţă de dimensiunea prescrisă se transmite prin intermediul tijei palpatoare 1 şi a pârghiei de amplificare 3 la contactul mobil Cm. Forţa de măsurare este determinată de arcul 2, iar cea necesară păstrării contactului dintre pârghie şi tijă de arcul 4.

Reglarea mărimii câmpului de toleranţă se realizează cu şuruburile micrometrice 5 şi 6 prevăzute la capete cu contactele K1 şi K2. În funcţie de dimensiunea efectivă a piesei controlate contactul mobil Cm poate ocupa trei poziţii distincte: 1, 2 şi 3.

Pentru piese cu dimensiunea efectivă în limitele câmpului de toleranţă ( ), contactul mobil Cm nu atinge niciunul din contactele K1 şi K2. În acest caz bobinele R1 şi R2 sunt nealimentate, iar contactele C1 şi C2 de pe ramura 0-3, care sunt normal închise, determină aprinderea becului albastru.

Fig. 4.51 – Schema de principiu a traductorului cu două contacte electrice

Pentru piese cu contactul mobil Cm ocupă poziţia 1, contactul K1 se închide, bobina R1 se alimentează şi astfel se închide contactul C1 de pe ramura 0-1, iar contactul C1 de pe ramura 0-3 se deschide. Ca urmare, se stinge becul albastru şi se aprinde becul roşu (cazul rebutului nerecuperabil).

Pentru piesa cu contactul mobil Cm ocupă poziţia 2 şi determină închiderea contactului K2

. Astfel, alimentându-se bobina R2, se închide contactul C2 de pe ramura 0-2 (becul alb se aprinde) şi se deschide contactul C1 de pe ramura 0-1 (becul roşu se stinge). Deoarece pe ramura 0-3 contactul C1 se închide şi C2 se deschide becul albastru rămâne stins. Acesta este cazul rebutului recuperabil.

Alimentarea celor trei becuri se realizează de la transformatorul coborâtor de tensiune Tr prin întrerupătorul I.

Traductorul cu contacte electrice are următoarele caracteristici: valoarea diviziunii scării de pe tambur 1 m; domeniul de măsurare 0,3 mm; eroarea admisibilă 1 m.

Aparatele inductive se folosesc pe scară largă la măsurarea dimensiunilor, a deplasărilor liniare şi unghiulare ş. a., fiind utilizate în controlul dimensional post proces şi de asemenea în controlul activ.

132

Aparatele inductive sunt construite cu traductoare inductive simple, diferenţiale sau transformatoare, plane sau cilindrice, cel mai larg utilizat fiind traductorul diferenţial cilindric.

La traductoarele inductive simple (fig. 4.52), care au în construcţia lor o singură bobină, variaţia inductanţei are loc datorită deplasării l a unei armături mobile (la cele plane) sau a unui miez mobil (la cele cilindrice).

a) b)Fig. 4.52 – Traductoare inductive simple: a) plane; b) cilindrice

Este cunoscut că inductanţa L a unei bobine cu miez de fier şi întrefier (aer) are valoarea [35] (fig. 4.52, b):

(4.13)

unde: L este inductanţa bobinei cu miez; - permeabilitatea miezului de fier; - permeabilitatea vidului (sau aerului); N – numărul de spire ale bobinei; S – aria secţiunii miezului de fier; lFe – lungimea introdusă a miezului de fier (lungimea liniilor de câmp prin circuitul magnetic); l0 – lungimea bobinei fără miez de fier.

Deoarece permeabilitatea fierului este mult mai mare decât permeabilitatea vidului (sau aerului), se poate scrie, în mod aproximativ:

(4.14)

Relaţia (4.14) arată că inductanţa bobinei se poate schimba prin valoarea lungimii l0. Aşadar, inductanţa poate fi o măsură pentru lungimea lo, respectiv o măsură pentru o deplasare (lungime).

Dacă bobina este alimentată cu o tensiune alternativă de frecvenţă f rezultă un curent alternativ:

, (4.15)

unde R reprezintă bobinei traductorului. Măsurând curentul I se obţine o informaţie privind deplasarea miezului.

În cazul traductoarelor inductive simple plane (fig. 4.52, a) relaţia (4.14) capătă forma:

(4.16)

Traductoarele inductive simple se folosesc pentru măsurarea deplasărilor mici, caracteristicile de conversie ( - pentru traductoarele simple cilindrice

exprimată de relaţia (4.14) şi - pentru traductoarele simple plane exprimată de relaţia (4.16)) fiind aproximativ liniare numai pentru variaţii mici ale întrefierului.

Traductoarele inductive cu două bobine diferenţiale sunt mai utilizate decât cele simple, deoarece creşte domeniul de măsurare al lor ca urmare a creşterii porţiunii liniare a caracteristicii de conversie, fără a fi necesare operaţii suplimentare de liniarizare.

În fig. 4.53 este prezentată schema de principiu a unui traductor inductiv diferenţial compusă din: miezul de fier 4, bobinele 5 şi 5’, corpul 2 al aparatului, arcul plan 3 care asigură forţa de măsurare, tija palpatoare 1, impedanţele 6 şi

Fig. 4.53 – Schema de principiu a unui traductor inductiv diferenţial

6’ şi miliampermetrul 7 gradat în m. Bobinele 5 şi 5’ împreună cu impedanţele 6 şi 6’ formează un circuit în punte.

Pentru poziţia medie a miezului 4, miliampermetrul 7 nu indică prezenţa unui curent electric în circuit. În momentul în care, sub acţiunea palpatorului, miezul iese din poziţia medie, se strică echilibrul punţii şi ca urmare în circuitul de măsurare apare un curent, indicat de miliampermetrul 7, proporţional cu abaterea efectivă a piesei controlate. Abaterea efectivă poate fi pozitivă sau negativă faţă de abaterea zero (corespunzătoare poziţiei medii a miezului 4) şi se poate citii direct la aparatul indicator 7 etalonat în m.

Aparate fotoelectrice folosesc ca element de măsurare un traductor cu celulă fotoelectrică şi pot fi cu palpare mecanică sau cu palpare optică.

În cazul aparatului fotoelectric cu palpare mecanică (fig. 4.54), un fascicul de raze trimis de sursa S trece prin lentila condensator 1, diafragma 2, lentila obiectiv 3, de unde ajunge sub forma unui fascicul de raze paralele la celula fotoelectrică 6. Fasciculul de raze este întrerupt parţial de obturatorul 4, legat de palpatorul 5, a cărui deplasare este determinată de abaterea dimensională a piesei controlate. Întreruperea totală sau parţială a câmpului luminos provoacă variaţia curentului emis de celula fotoelectrică, curent măsurat la miliampermetrul 7, gradat în m.

Fig. 4.54 - Schema de principiu a comparatorului fotoelectriccu palpare mecanică

Aparatul fotoelectric cu palpare optică (fig. 4.55) cuprinde sursa S de lumină, oglinda 1, sistemul optic 2, care trimite un fascicul de raze luminoase tangent la piesa de controlat, preluat apoi de sistemul optic 3 şi transmis de acesta la celula fotoelectrică 4. Variaţia dimensională a piesei 5 conduce la obturarea parţială sau totală a fasciculului de raze de lumină, ceea ce face să varieze curentul emis de celula fotoelectrică, variaţie măsurată la miliampermetrul 6, gradat în m. Prin urmare, aparatul este lipsit de palpator.

Fig. 4.55 - Schema de principiu a comparatorului fotoelectriccu palpare optică

4.2.7. Aparate optice

Din această categorie de aparate fac parte aparatele tip Abbe, microscoapele de măsurare, proiectoarele de profile şi maşinile de măsurat lungimi.

134

4.2.7.1. Proiectoare de profile

Proiectoarele de profile sunt aparate optice, care, prin proiectarea conturului piesei de verificat, la o anumită scară pe un ecran mat, permit compararea imaginii conturului proiectat cu desenul profilului teoretic, executat (la scară) pe material transparent. Proiectorul poate fi utilizat şi la măsurarea directă a profilului efectiv al pieselor în coordonate polare sau rectangulare. În acest sens aparatul este dotat cu două mecanisme cu şurub micrometric cu valoarea diviziunii de 0,01 mm şi cu o masă rotitoare cu valoarea diviziunii de 2’.

În fig. 4.58 este prezentat principiul de funcţionare al proiectorului de profile, care constă în următoarele: un fascicul de raze luminoase emis de sursa 1 aşezată în focarul condensatorului 2, trece prin condensator, ia imaginea conturului piesei 3 (cu lungimea AB), o trece prin lentila-obiectiv 4 şi o proiectează pe ecranul mat 5; pe ecran se obţine imaginea inversă şi mărită a conturului piesei controlate (cu lungimea A’B’). Pentru o distanţă focală bine definită, mărirea piesei este dată de raportul .

Fig. 4.58 - Principiul de funcţionare al proiectoarelor

Schema optică de principiu a unui proiector de profile se prezintă în fig. 4.59,a. Fasciculul de lumină emis de sursa 1 trece prin condensatorul 2 şi apoi sub formă de fascicul de raze paralele spre placa de sticlă 3 montată pe masa aparatului şi pe care se aşază piesa de controlat. Fasciculul de raze ia conturul integral sau parţial al piesei şi, după ce trece prin plăcile de protecţie 4 şi prin obiectivul 5, se reflectă pe oglinda 6 şi ajunge pe ecranul 7. Aici, printr-o reglare corespunzătoare a mesei cu piesa (prin mişcări de translaţie şi rotaţie în plan orizontal) se realizează suprapunerea imaginii cu conturul nominal desenat la scară pe foaie de calc. Focalizarea imaginii se realizează prin apropierea sau depărtarea pe verticală a mesei de obiectiv (sau invers), obiectivele fiind, în general, schimbabile. În fig. 4.59, b este reprezentată vederea generală a proiectorului de profile V-16E fabricat de firma japoneză Nikon. Acesta este un proiector cu axa optică verticală, dotat cu un set de obiective care pot mări de 5X, 10X, 20X, 25X, 50X şi 100X. Ecranul, cu diametrul de 400 mm, are gravată o cruce care marcă centrul acestuia. Pentru citirea abaterilor profilului măsurat într-un sistem de coordonate aparatul este prevăzut cu un pupitru cu afişare digital

a) b)Fig. 4.59 - Proiector de profile: a) - schemă optică de principiu; b) – vedere generală

Proiectoarele de profile sunt utilizate pentru controlul diverselor piese cum ar fi: matriţe, poansoane, filete, roţi dinţate, şabloane etc. În cazul când piesa are formă cilindrică şi este prevăzută cu găuri de centrare, pe măsuţa aparatului se fixează un dispozitiv de prindere între vârfuri.

4.2.7.4. Maşini de măsurat lungimi

Maşinile de măsurat lungimi sunt cele mai precise mijloace pentru măsurarea dimensiunilor mari, cu valori până la 6000 mm, prin metoda absolută.

În continuare vom prezenta maşina de măsurat unidirecţional cu microscop şi optimetru având limitele de măsurare de 0 -1000 mm.

Schema constructivă este prezentată în fig. 4.67,a şi se compune din următoarele elemente: batiul 1 pe ghidajele căruia se află păpuşa mobilă 10 şi păpuşa fixă 6 (dar cu poziţie reglabilă pe batiu) cu microscopul 7 şi optimetrul 8. Între ghidajele batiului, în direcţie longitudinală, sunt fixate plăcuţele de sticlă 3 prevăzute cu câte un reper dublu şi o cifră, care reprezintă un anumit număr de sute de mm; distanţa dintre reperele duble a două plăcuţe consecutive este de 100 mm. Tot între ghidajele batiului, dar în zona de deplasare a păpuşii 6, se află placă de sticlă 5 cu o scară gradată, a cărei lungime este de 100 mm, dar cu valoarea diviziunii de 0,1 mm.

Odată cu păpuşa 10, se deplasează sursa de lumină (închisă în păpuşă) şi un sistem optic de prisme şi lentile 2. Odată cu deplasarea păpuşii 6 (acţionată pentru reglarea poziţiei de mecanismul 11), are loc şi deplasarea sistemului optic de prisme şi lentile 4.

Fasciculul de raze luminoase emis de sursă trece prin una dintre plăcuţele de sticlă 3 preluând imaginea celor două repere fixe şi o transmite prin sistemul optic 2 şi 4 la placa de sticlă 5 şi apoi la microscopul 7.

a) c)

Fig. 4.67 – Maşina de măsurare cu microscop şi optimetru

În vederea măsurării piesei, se determină, în prealabil şi cu aproximaţie, lungimea ei (de exemplu, 327 mm), după care se aduce şi se fixează păpuşa mobilă 10 în dreptul plăcuţei de sticlă cu reperul dublu şi având gravată cifra 3 (adică 300 mm). Se aşază piesa între palpatorul optimetrului 8 şi palpatorul pinolei 9 din păpuşa mobilă şi se deplasează păpuşa 6 până la realizarea contactului dintre piesă şi palpatorul optimetrului. Privind în ocularul microscopului 7 şi deplasând uşor, spre dreapta sau spre stânga, păpuşa 6, se poate obţine suprapunerea imaginii reperului dublu 3 cu imaginea unui reper al scării zecimilor de milimetru (de exemplu, 27,2 – fig. 4.67,b). La valoarea citită astfel la microscop, adică 327,2, se adaugă abaterea (pozitivă sau negativă) citită la ocularul optimetrului, de exemplu, -0,014 mm (fig. 4.67,c); în acest caz, valoarea absolută a dimensiunii măsurate va fi: 327,200 - 0,014=327,186 mm. Deci, se observă că datorită existenţei optimetrului în construcţia maşinii, măsurarea lungimilor se realizează cu precizia de 1 m.

Pentru reglarea la zero a maşinii se procedează în felul următor: se aduce păpuşa mobilă 10 deasupra plăcuţei de sticlă cu reperul dublu zero şi se realizează contactul dintre palpatorul 9 al pinolei şi palpatorul optimetrului. Cu vizare în microscop şi printr-o deplasare uşoară, într-un sens sau în altul, a păpuşii 6, se realizează suprapunerea reperului dublu zero cu reperul zero al scării 5 a zecimilor de milimetru. Operaţia se încheie cu reglarea la zero a optimetrului prin deplasarea uşoară, spre dreapta sau spre stânga, a acestuia în păpuşa 6, până când imaginea scării gradate ajunge cu reperul zero în dreptul indicelui fix.

Maşinile de măsurat lungimi fac parte din dotarea laboratoarelor metrologice ale întreprinderilor constructoare de maşini şi este înzestrată cu numeroase accesorii pentru diferite măsurări exterioare şi interioare, precum şi pentru aşezarea pieselor la înălţimea dorită.

136

b)

În lume sunt fabricate diferite tipuri de maşini de măsurat lungimi care diferă ca domeniul de măsurare, construcţie (unele fiind prevăzute cu calculator), accesorii etc. De exemplu, firma SIP-Geneva execută maşina de măsurat lungimi tipul 305 M, la care poziţionarea măsurii se face cu un microscop fotoelectric, cu rezoluţia 0,1 m. Maşina este conectată la un calculator, iar rezultatul măsurării este afişat digital şi imprimat. Domeniul de măsurare este: 2…250 mm – pentru dimensiuni interioare; 0…305 mm – pentru dimensiuni exterioare, iar valoarea diviziunii este 0,1 m.

Există, de asemenea, maşini de măsurat lungimi cu radiaţii laser, prim metoda interferometrică sau prin metoda modulaţiei. Metoda interferometrică se bazează pe interferarea undelor emise de laser cu undele proprii reflectate. Metoda modulaţiei constă din modularea amplitudinii, frecvenţei sau impulsului undei purtătoare sau din modularea statistică a undei purtătoare.

Braţ articulat de măsurare 3D. Aceste echipamente de măsurare sunt dedicate aplicaţiilor industriale de control, măsurare şi inginerie inversă. Astfel de echipamente portabile de măsurare sunt echipate astfel încât fac posibilă inspectarea pieselor care sunt dificil sau imposibil de adus în aria de măsurare a unui dispozitiv staţionar.

Braţele de măsurare 3D reprezintă ultima evoluţie în domeniul echipamentelor metrologice de măsurare tridimensională.

Atribute precum ergonomicitatea, masa redusă, rezistenţa acestor dispozitive, fac ca acestea să reprezinte soluţia ideală de măsurare în domenii precum:

industria automobilelor; industria aerospaţială; industria constructoare de maşini; industria metalurgică; industria maselor plastice. alte domenii industriale.Componenţa şi principalele caracteristici ale unui braţ articulat destinat măsurătorilor 3D sunt

indicate în figura 4.69.

1. Braţ cu posibilitate de rotaţie infinită;

2. Kit de alimentare wireless cu sistem de comunicare WIFI;

3. Element de montare compatibil cu mese mobile sau magnetice;

4. Articulaţii echipate cu traductoare de foarte mare precizie;

5. Design optimizat pentru a asigura rigiditate crescută;

6. Material din fibră de carbon, cu mare stabilitate termică;

7. Element de manevrare a palpatorului uşor şi ergonomic;

8. Adaptor pentru scanner rotativ;

9. Palpator cu contact (sferă sau con) sau fără contact (în infraroşu), uşor de schimbat şi detectat automat de către echipamentul de măsurare.

Figura 4.69 - Caracteristicile braţului articulat de măsurare 3D.

Alte caracteristici: precizia de măsurare: minim ±25 µm; articulaţiile dintre segmentele braţului permit rotaţii infinite în spaţiu, pentru a permite accesul

palpatorului în zone greu accesibile; masa echipamentului de măsurare: 4,5 ... 6 kg; anvergura de măsurare: 1800 ... 5200 mm.

Software-uri utilizate pentru diferite aplicaţii ale echipamentului de măsurare. Echipamentul de măsurare este însoţit de o suită de pachete de programe dedicate satisfacerii diferitelor necesităţi în domeniul aplicaţiilor metrologice:

-inspectarea geometrică a suprafeţelor corpurilor;-inspectarea calităţilor suprafeţelor corpurilor;-scanare tridimensională;-inspectarea pieselor tip ţeavă.Aceste pachete de programe sunt dezvoltate special pentru astfel de echipamente de măsurare 3D

de tip braţ articulat şi sunt capabile a rula pe PC-uri obişnuite. Mai jos sunt prezentate pe scurt unele dintre aceste pachete de programe, precum şi domeniilor lor de aplicabilitate.

G-Scan - Este dedicat aplicaţiilor de reverse-engineering (inginerie inversă) şi este capabil a genera suprafeţe şi secţiuni plecând de la un nor de puncte digitizate. Graţie posibilităţilor de recreare rapidă şi eficientă a suprafeţelor oferite de program, timpii de dezvoltare în aceste aplicaţii de reverse-engineering sunt diminuaţi substanţial.

138

G-Tube - Este dedicat aplicaţiilor de măsurare non-contact a pieselor de tip ţeavă. Permite ajustarea automată a reglajelor maşinilor de îndoit ţevi, reducând timpii de setare ai maşinii şi costurile de producţie ale componentelor obţinute prin această tehnologie.

G-Pad - Este programul de bază şi cel mai uşor de utilizat dedicat măsurătorilor geometrice. Dispune de un meniu accesibil, rapid şi intuitiv de utilizat. În afară de interfaţa de bază, pachetul oferă şi funcţii avansate pentru inspectare şi pentru proceduri manuale sau automate de măsurare. Permite exportarea datelor culese şi afişarea tridimensională a piesei măsurate.

G-Surf - Este un pachet de programe dedicat inspectării şi verificării elementelor geometrice şi suprafeţelor, bazate pe modelul CAD al piesei supuse la verificări. Este compatibil cu majoritatea formatelor CAD şi permite exportarea datelor culese în format grafic sau numeric pentru analize ulterioare.

PC-DMIS - Este un program destinat aplicaţiilor de inspectare 3D, măsurare şi reverse-engineering (fig.4.70). Conţine rutine intuitiv de folosit care ghidează operatorul pe parcursul desfăşurării aplicaţiilor şi o interfaţă grafică care permite efectuarea măsurătorilor în mod rapid, eficient şi cu precizie crescută. Are posibilitatea de a crea rapoarte pe baza datelor măsurate, ceea ce oferă o nouă perspectivă asupra acestora.

Fig.4.70 – Utilizarea programului PC-DMIS