Согласно промышленной метрологии, основной принцип “скользящего” профилометра заключается в том, что его алмазный стилус и опорная точка скольжения независимы друг от друга и находятся в контакте с поверхностью детали при создании следа. Текстура поверхности измеряется изменением положения алмаза относительно плоскости скольжения, которая следует за поверхностью. Из-за этого любая форма или длинные волны отфильтровываются, а остальные данные- это шероховатость. Типичные трелевочные профилометры являются портативными, недорогими и включают в себя короткое поперечное перемещение. Они достаточно прочны для использования в цехах, обладают хорошими характеристиками демпфирования вибрации и, как правило, просты в использовании.
По мере того как технологии производства и поверхностный анализ становились все более совершенными, был разработан более мощный “бесскользящий” профилометр. Основной его принцип состоит в том, что алмазный стилус и опорная точка взаимозависимы. Алмазный наконечник находится в контакте с поверхностью детали во время измерения, и отклонения поверхности измеряются относительно положения алмаза относительно прямой базовой линии, встроенной в направляющую привода прибора. Безскользящие профилометры могут анализировать профиль поверхности и шероховатость. Эти устройства более точны и воспроизводимы, чем трелевочные модели, но также более дороги из-за прецизионной направляющей и датчика измерений с более высоким разрешением.
На верхнем изображении показан скользящий профилометр, а на нижнем-безскользящий профилометр.
Средства измерений
Для измерений используем профилометр Surfcom Flex 50A без скольжения с высокоэффективным датчиком, предлагающим диапазон измерений 1000 мкм. Он может выполнять широкодиапазонные измерения без скольжения с высоким разрешением. Профилометр измеряет шероховатость или профиль поверхности (например, ступенчатая или круглая).
Для анализа данных профиля используем программный пакет Digital Metrology Solutions. Графический интерфейс программного обеспечения полезен для информирования производственного персонала и контролеров о том, как изменения в процессе шлифования влияют на полученную деталь.
Опыт применения профилометра
В этой статье я расскажу о измерении поверхности профилей лепестков. Используя твердосплавный диск, имитирующий роликовый подъемник, он сначала использует устройство контроля распределительного вала Adcole 911 для записи поступательного движения подъемника для каждого лепестка каждые 0,1 градуса при вращении распределительного вала, что означает, что 3600 точек данных собираются за один оборот с радиальным разрешением 1 микрон. Нужно сделать три измерения для каждого лепестка (в середине и с обеих сторон). Это устройство регистрирует движение подъемника, определяет, является ли лепесток выпуклым или вогнутым, и выполняет алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ) для проверки вибрации при шлифовании.
Далее профилометр измеряет профиль и шероховатость поверхности лепестка в продольном направлении (в сторону) по каждой поверхности. Он делает это с помощью заостренного алмазного стилуса, который опускается в впадины и перемещается по вершинам поверхности, чтобы определить фактическую топографию поверхности с разрешением 0,000005 мм.
Поверхность лепестков для роликовых распределительных валов должна быть слегка выпуклой (с небольшой коронкой посередине), потому что ролики на сопряженных подъемниках также слегка выпуклы. Имея обе сопрягаемые поверхности слегка выпуклыми, толкательная нагрузка заставляет каждую поверхность немного сглаживаться.
