Počítačová tomografie v technologii měření ozubených kol

Tento článek upozorňuje na aplikaci počítačové tomografie (CT) v technologii měření ozubení a věnuje zvláštní pozornost přímému porovnání parametrů ozubení s hmatovými měřicími zařízeními. Cílem je ukázat působivé možnosti CT technologie v oblasti technologie měření ozubených kol a ukázat hlavní výhody počítačových tomografů eXact v technologii měření ozubených kol.

Průmyslová počítačová tomografie má již několik let pevné místo v technologii měření rozměrů. Zejména při určování složitých geometrií, které jsou jinak nepřístupné optickým nebo sondovacím metodám, je to často jediný způsob, jak zkontrolovat geometrickou toleranci součástí. Hlavní výhodou této technologie je, že kromě geometrického testování je materiál součásti také testován na chyby, aby se také zabránilo souvisejícímu selhání součásti.

‍

Analýza schopnosti CT technologie měřit na ozubených kolech
Možné použití počítačové tomografie v technologii měření ozubených kol je však stále relativně neznámé. Důvodem byla dříve nedostupná možnost vyhodnotit data měření CT v souladu se stávajícími standardy technologie měření ozubených kol. To mělo za následek nedostatek repatriace. Nedostatek důkazů o způsobilosti doposud bránil použití v zajišťování kvality. Z tohoto důvodu se společnost WENZEL jako dlouholetý výrobce vysoce přesných strojů na měření ozubených kol a rychlých počítačových tomografických měřicích přístrojů v poslední době zaměřila na kombinaci těchto technik.

Prostřednictvím přímého porovnání parametrů ozubení, určených hmatovými měřeními a CT snímky, je nyní možné poprvé analyzovat schopnost CT technologie měřit ozubená kola. Účelem tohoto článku je informovat manažery kvality v technologii měření ozubených kol o současném stavu techniky a přispět tak k posílení role CT jako měřicí technologie pro ozubená kola.

‍

Výhody a obtíže plastových ozubených kol
Vzhledem k úsporným aspektům se průmyslové zaměření na materiály pro strojní součásti stále více přesouvá od těžších kovových slitin k lehkým plastům. Kromě kontroly geometrické specifikace výrobku to však vyžaduje také další testování potenciální trvanlivosti nekovových součástí. Je obecně známo, že trvanlivost strojních součástí vyrobených z plastů trpí více vadami materiálu než jejich protějšky vyrobené z tvrdších kovových slitin. Průmyslové počítačové tomografy společnosti WENZEL umožňují, že to nemusí vždy znamenat zvýšení nákladů.

Průmyslová počítačová tomografie pomocí rentgenového záření je ideální pro nedestruktivní testování plastů. Aby byla technologie CT stanovena jako spolehlivá metoda pro měření ozubených kol, porovnávají se různá měření parametrů přenosu. CT snímky jsou hodnoceny pomocí hmatových referenčních měření. Předložená metoda pro sledovatelné měření rozměrů ozubených kol pomocí CT vychází z osvědčených směrnic ISO 10360 obecně a VDI/VDE 2612/13 speciálně pro měření na závitech a ozubených kolech.

‍

Provedená šetření
Jako zkušební objekt byl vybrán průměr přímého ozubení s normálním modulem 1,2 mm vyrobeným z plastu.

Velikost měřicího objektu je velmi důležitým parametrem pro počítačovou tomografii. Počítačová tomografie řady EXACT od společnosti WENZEL je určena k přesnému měření velmi malých nebo volitelně velkých součástí. Rozhodující výhodou z hlediska úspor nákladů je, že použitý eXact L 225 s vynikajícím výkonem max. 225 kV nabízí také možnost měření několika objektů současně

‍

To je možné, když je velikost měřicího objektu v určitém vztahu k jeho charakteristickým rozměrům nebo naopak. V případě ozubených kol je to průměr ozubeného kola a modulu. Zvolené ozubené kolo o průměru cca 45 mm a modulu 1,2 mm splňuje tyto požadavky, a proto může být v budoucnu použito pro další zkoušky vícedílných rozměrů palet.

Jako referenční měřicí přístroj GT 450 od společnosti WENZEL je vysoce přesný stroj na měření ozubených kol. Vaše výhody spočívají v přesném a rychlém měření ozubených kol v převodovkách. Další zvláštností GT 450 je použitý software WM | Gear. Software umožňuje jak ovládání stroje, tak vyhodnocování kontaktních míst. WM | Gear zvládá navlékání mechanické sondy do ozubeného kola, zaznamenává kontaktní body a vyhodnocuje mračno hmatových bodů v souladu s normami.

Jakékoli ozubení, rovné, úhlové a šroubové ozubení lze analyzovat v jejich vnitřních nebo vnějších variantách. Software má exkluzivní rozhraní WENZEL s názvem „virtuální souřadnicový měřicí stroj“. Díky tomu již není možné provádět měření pomocí CNC řízení souřadnicového měřicího stroje WENZEL, ale provádět je prakticky 1:1 v paměti počítače pomocí CT dat z počítačového tomografu WENZEL.

‍

Na obrázcích jsou uvedeny výsledky zkušebních protokolů pro plastové přímé ozubení. Modré čáry představují měřicí body, zatímco černé přímky představují teoretický obrys. V tomto nastavení odpovídá černý čtverec na kontrole reportu odchylce 0,25 µm. Výsledky měření ukazují velmi dobrou shodu.

Celkově byla zjištěna maximální odchylka menší než 5 mikrometrů pro všechny parametry ozubení. Průměrné odchylky jsou dokonce menší než tři mikrometry. I když se jedná o počáteční výsledky, dosažená přesnost je vynikající. Výsledky dokazují, že řada WENZEL EXACT je vhodná jako měřicí přístroj proti plastovým převodům.

Obvyklé požadované třídy jakosti 5 - 10 pro plastová kola lze spolehlivě testovat metodou CT. To je dáno především skutečností, že na rozdíl od hmatové oblasti může být v metodě CT velikost sondy prakticky tak malá, jak se vám líbí.

Závěr: Počítačové tomografy WENZEL eXact umožňují rychlé a vysoce přesné měření ozubených kol a dalších plastových součástí. Ve srovnání s tradičními metodami nabízejí zařízení značnou úsporu času a některé výhody: Kontrola vnitřních a vnějších ozubených kol, testování hustoty a struktury materiálu a vytvoření 3D modelů pro další analýzy. Technologie CT společnosti WENZEL umožňuje společnostem v oboru ozubení identifikovat vady výrobků v rané fázi, zvýšit kvalitu výrobků a zefektivnit výrobní proces.

‍

Autor: Dr. Uwe Hilpert, produktový manažer CT

‍

‍