Разработка лабораторной работы «Математическое базирование детали на учебной координатно-измерительной машине»

Авторы: Бирюкова Елена Александровна, Козлова Анастасия Александровна, Мигачева Галина Николаевна

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 53-57

Объём: 0,25

Опубликовано в: «Наука без границ» № 5(33), май 2019

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Бирюкова Е. А., Козлова А.А., Мигачева Г.Н. Разработка лабораторной работы «Математическое базирование детали на учебной координатно-измерительной машине» // Наука без границ. 2019. № 5(33). С. 53-57.

Аннотация: Актуальность исследуемой проблемы обусловлена тем, что для начала работ по обучению студентов на учебной КИМ в РГППУ необходимо разработать ряд лабораторных работ. Одной из таких работ является «Математическое базирование детали на учебной координатно-измерительной машине». В данной статье представлена вышеназванная лабораторная работа. Определен ее порядок и критерии отчета.

В настоящее время автоматизация процесса измерения является важной производственной задачей для повышения качества производства, в том числе машиностроительного. Одним из главных пунктов для достижения требуемого качества изделий является метрологическое обеспечение производства. В качестве прогрессивно внедряемого в технологический процесс измерительного оборудования являются координатно-измерительные машины (КИМ). 

В Российском государственном профессионально-педагогическом университете КИМ с ЧПУ модели НИИК-701 используется для выполнения лабораторных и практических работ. Её функции позволяют обучающимся непосредственно получить практические навыки по работе с современными КИМ, а также закрепить теоретические знания. Для того чтобы проводить лабораторные работы, была необходимость их разработать. Одной из таких работ является лабораторная работы на тему: «Математическое базирование деталей на координатно-измерительной машине».

Лабораторно-практическое занятие – это форма организации учебной деятельности учащихся, в которой доминирует их практическая деятельность, осуществляемая на основе специально разработанных заданий в условиях лаборатории (специально оборудованного кабинета).

Целью работы является формирование первичных навыков выполнения привязки системы координат детали к системе координат КИМ.

Задачи работы состоят в следующем:

1. Изучить особенности выполнения привязки системы координат детали к системе координат КИМ по схеме «Привязка 3-2-1»;

2. Научиться устанавливать измеряемую деталь на рабочий стол;

3. Научиться выполнять привязку системы координат детали к системе координат КИМ по схеме «Привязка 3-2-1»;

Данная лабораторная работа рассчитана на 4 академических часа.

Математическое базирование – процедура, которая заключается в расчете, расположения системы координат детали (СКД) по предварительно измеренным в системе координат машины (СКМ) точкам базовых элементов детали к последующей трансформации координат точек других элементов детали из СКМ в СКД.

Для того чтобы производить перемещения машины вокруг детали, измерять точки на ее поверхности необходимо узнать, как расположена деталь на столе (рис. 1). Такой процесс называется привязка текущего расположения детали к CAD-модели.

Привязка CAD-модели

Рис. 1. Привязка CAD-модели

Привязка производится в ручном режиме, то есть с помощью джойстика. Пользователю необходимо измерить несколько точек, расположенных на определенных поверхностях детали, после чего будет выполнен расчет перевода координат из системы координат модели в систему координат детали.

Далее необходимо установить деталь на измерительный стол. Это можно сделать только при неподвижных элементах координатной измерительной машины. Размещать деталь необходимо так, чтобы ее основные поверхности были не параллельны осям выбранной системы координат. Детали должны быть всегда прочно закреплены, чтобы они не могли двигаться или упасть с измерительного стола.

После установки детали необходимо включить компьютер и запустить программу ТЕХНОкоорд. Для этого необходимо на рабочем столе двойным кликом нажать на приложение «Стандартная контактная схема измерения.

Затем выбрать CAD-модель детали. В открытой программе ТЕХНОкоорд нажать меню работы с файлом, затем открыть файл ТЕХНОкоорд документы, примеры НИИК-701.10.002_Корпус.

Для того, чтобы проверить настройку щуповой системы следует нажать «Настройка» и «Щуповая система». На главной странице мастера настройки щуповой системы расположен список всех доступных щуповых систем, которые уже были созданы. Щуповая система, учетная запись которой находится в верхней части окна, является текущей используемой системой.

Чтобы начать привязку следует нажать кнопку в главном меню «Выполнить привязку 3-2-1». Для данной привязки требуется обязательное наличие трех непараллельных плоскостей.

Первым шагом мастера будет выбор трех непараллельных плоскостей.

При выборе плоскостей рекомендуется руководствоваться следующими правилами:

-     Выбирать плоскости, расположенные перпендикулярно осям машины. Это связано с тем, что при измерении в ручном режиме важно производить измерение, двигаясь по нормали к поверхности детали, а проще всего это сделать, если поверхность перпендикулярна одной из осей.

-     Рекомендуется выбирать плоскости с большой площадью.

После выбора плоскостей мастер по очереди будет предлагать измерить три, две и одну точку на соответствующих плоскостях, поочередно подсвечивая их.

Рекомендуется выбирать наиболее удалённые друг от друга точки.

Запрещается:

-     первые три точки выбирать лежащие на одной прямой;

-     две точки на второй плоскости измерять на прямой, перпендикулярной линии пересечения первой и второй плоскости.

Если привязка выполняется некорректно:

-     проверьте, что не было измерено одинаковых точек;

-     постарайтесь измерять точки, наиболее удаленные друг от друга;

-     попробуйте выбрать плоскости с большей площадью;

-     проверьте, что точки на отмеченных поверхностях были измерены соответствующими щупами.

Порядок выполнения лабораторной работы должен быть следующий:

1. Изучить теоретическую часть. Ответить на контрольные вопросы.

2. Изучить чертеж детали типа «Корпус».

3. Включить компьютер с программным обеспечением ТЕХНОкоорд.

4. Запустить программу ТЕХНОкоорд (рабочий стол à стандартная контактная схема).

5. Подготовить КИМ к работе:

-     произвести тщательный осмотр изделия, протереть смоченной в обезжиривателе тряпочкой, которая не оставляет ворса;

-     убедиться, что никакие кабели не препятствуют работе подвижных частей КИМ;

-     проверить заземление и подключить КИМ к сети через сетевой фильтр типа «Pilot».

6. Включить КИМ с помощью кнопки включения-выключения, которая расположена на передней панели.

7. Выбрать CAD-модель детали.

8. Установить деталь на рабочий стол КИМ.

9. Проверить настройки щуповой системы.

10. Сделать скриншот щуповой системы.

11. Произвести привязку CAD-модели, сделав скриншот окна редактора до начала привязки.

12. Сделать скриншот окна редактора после окончания привязки CAD-модели.

13. Оформить отчет. Сделать вывод по работе.

Отчет должен включать в себя:

1. Титульный лист.

2. Наименование работы.

3. Цель работы.

4. Краткое поэтапное описание хода математического базирования детали.

5. Скриншоты щуповой системы и окон редактора до и после привязки CAD-модели.

6. Вывод по работе.

Для контроля знаний при изучении теоретического материала и допуска студентов до выполнения лабораторной работы, обучающиеся должны ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Какие и в каком количестве требуются плоскости для выполнения «Привязки 3-2-1»?

2. Почему при выполнении «Привязки 3-2-1» происходит измерение координат именно шести точек?

3. Что запрещается делать при выполнении «Привязки 3-2-1» и почему?

4. Что называется щуповой системой?

5. Что называется геометрией щуповой системы?

6. Для чего используется геометрия щуповой системы?

7. Что такое допустимая зона?

8. Какое количество равномерно распределенных по поверхности сферы точек надо измерить в ручном режиме при калибровке, чтобы узнать положение сферы относительно щупа?

9. С какой целью выполняется калибровка?

Список литературы
1. Методика профессионального обучения. Схемы, таблицы, комментарии: учеб. пособие для вузов [Гриф МГУП] / И.В. Осипова и др.; Рос. гос. проф.-пед. ун-т. - Екатеринбург: Издательство РГППУ, 2010. - 147 с.
2. Челябинский научно-исследовательский и конструкторский институт средств контроля и измерения в машиностроении [Электронный ресурс]. – Электрон. дан.: ЧелябНИИконтроль.РФ – Челябинск, 2003-2019. Режим доступа: http://www.toolmaker.ru/main.php (Дата обращения: 18.05.19)

Материал поступил в редакцию 18.05.2019
© Бирюкова Е.А., Козлова А.А., Мигачева Г.Н., 2019