Profilerji

Profiler - To je posebna naprava za merjenje površinske hrapavosti posameznih delov, mehanizmov in elementov iz materialov različnih gostot. Pomaga ugotoviti kakovost izdelka in potrebo po dodatni obdelavi. Uporaba, predvsem pa izbira aparata, sta pomembna koraka v skoraj vsakem proizvodnem procesu. Zato morate pred nakupom in začetkom uporabe merilnika podrobno preučiti, katere vrste profilometrov so, njihove funkcionalnosti in tehnološke značilnosti.

Indeks površinske hrapavosti - to je ena glavnih tehničnih značilnosti kakovosti izdelka, zasnovanega za delo v težkih pogojih, ki vključujejo močno obrabo materiala izdelave. Raven hrapavosti bo določila tako splošno kakovost izdelka – njegove operativne parametre kot trajanje uporabe. Indeks hrapavosti je zelo pomemben na primer za motorje z notranjim zgorevanjem, druge podobne enote in mehanizme z velikim številom gibljivih delov in elementov.

Med delovanjem na delovnih površinah takih mehanizmov potekajo neprekinjeni procesi, ki negativno vplivajo na strukturo in celovitost materiala:

• nastanek ostružkov, razpok in bruhov različnih velikosti;

• mehanska obraba materiala;

• erozija kovine, njen delni propad.

Za izboljšanje tehničnih in operativnih lastnosti izdelka, izboljšanje kakovosti njegovega dela in podaljšanje roka uporabnosti bistveno pomaga dodatna tehnološka obdelava - mletje. Od tega bo odvisna stopnja hrapavosti površine, ki jo merimo s profilometrom.

Takšne nastajajoče napake lahko še bolj vplivajo na kakovost mehanizma kot močno pregrevanje ali udarci in posledično povzročijo njegovo hitrejšo deformacijo. In do samega pregrevanja kovine največkrat pride zaradi prevelikega trenja, katerega vzrok je prevelika hrapavost površine posameznega elementa.

Zato je hrapavost tista, ki v veliki meri vpliva na tehnične kazalnike materialov, kot so:

• odpornost proti koroziji;

• splošna odpornost proti obrabi;

• dovoljen koeficient trenja.

Glede na princip delovanja profilerje delimo na stik in brezkontaktno naprave. Kontaktne naprave so opremljene s posebno jekleno sondo s trdo konico. Določa stopnjo hrapavosti, ki se premika po površini izdelka, in prikazuje indikatorje na zaslonu, nameščenem v ohišju naprave.

Brezkontaktni ali optični profilometri določajo stopnjo hrapavosti dela s pomočjo optičnega senzorja in laserja, ki ob pregledu površine prikaže pridobljene podatke na posebnem miniaturnem monitorju. Oglejmo si podrobneje obe vrsti profilometrov, značilnosti njihovega dela in glavne tehnične značilnosti.

Za ilustrativen primer razmislite o enem najpogostejših kontaktnih profilometrov - napravi z digitalnim odčitkom 296 modela. Je tipičen predstavnik naprav v tem razredu merilne tehnike, katerih delovanje temelji na induktivni pretvorbi signala. Ta merilnik je zasnovan samo za določanje stopnje hrapavosti ravnih površin. Strukturno je kontaktni profilometer sestavljen iz naslednjih elementov:

• jeklena sonda s trdo, običajno diamantno konico;

• naprava za premikanje sonde;

• pretvornik ravni hrapavosti;

• digitalni pretvornik in električni signalni ojačevalnik;

• zaslon ali miniaturni monitor;

• povratni senzorji za nadzor sonde, smer njenega gibanja;

• stikalo za način merjenja;

• rele za nastavitev časovnega intervala.

Profilometer modela 296, pa tudi naprave podobne modifikacije, na primer profilometer modela 130, se štejejo za stacionarno merilno opremo. Te naprave se uporabljajo predvsem za določanje hrapavosti površine samo v laboratorijskih, delavniških pogojih.

Vendar pa poleg njih obstajajo tudi mobilni ali prenosni profilometri kontaktnega delovanja, ki imajo majhne dimenzije. Na primer, model ruske merilne naprave TR-100 s piezoelektričnim pretvornikom.

Prilagoditev izhodne vrednosti ali indikacije v Modeli TR-100 izvaja posebna enota, dodatno vgrajena v glavno delovno vezje naprave. Poleg tega ima profilometer TR-100 širši obseg meritev od 0,05 do 50 mikrometrov (µm). Njegova bistvena pomanjkljivost v primerjavi z laboratorijskimi ali delavniškimi napravami je manjša natančnost določanja (razlika med modeli je približno 10-12%).

Za razliko od kontaktnih modelov imajo brezkontaktni profilometri več zmogljivosti. Zato so danes postali veliko bolj razširjeni, pogosteje se uporabljajo v proizvodnji. Njihove glavne prednosti so možnost oddaljenega skeniranja, pa tudi funkcija spletnega prenosa podatkov in samodejnega izpisa informacij na računalniški monitor ali tiskalnik za kasnejše tiskanje. Dovoljena oddaljenost ali oddaljenost od proučevane površine bo odvisna od specifičnega modela števca. Kot pri kontaktnih modelih so tudi brezkontaktne naprave na voljo v dveh glavnih vrstah - stacionarni in prenosni.

Brezkontaktni stacionarni profilometer s funkcijo beleženja dobljenega rezultata vključuje naslednje elemente:

• pristajalna plošča s posebnimi utori, v katere je pritrjen preskusni material ali izdelek;

• posebna laserska glava za površinsko skeniranje;

• optična naprava s primarnimi merilnimi pretvorniki - poseben senzor ali senzor;

• vodilni kanal za prenos valov - valovod;

• računalniško podprto vozlišče z ustreznim uporabniškim vmesnikom za krmiljenje instrumenta in priklop dodatnih snemalnih naprav nanj.

Dobro premišljena funkcionalnost brezkontaktnega optičnega profilometra vam omogoča, da določite in na monitorju prikažete zelo veliko in v večini primerov izčrpno količino potrebnih informacij. Podrobni podatki pomagajo čim bolj natančno določiti stopnjo hrapavosti površine in potrebo po nadaljnji obdelavi. Prejete informacije vključujejo tako pomembne kazalnike, kot so:

• profil območja skeniranja - vzdolžni in prečni;

• največja dovoljena natančnost merjenja določene površine;

• diskretnost (prekinitev) merilnega koraka naprave;

• napaka branja v času skeniranja, kot tudi morebitna skupna skupna napaka.

Poleg glavne funkcionalnosti takšni profilerji zagotavljajo možnost dobljene rezultate zabeležite na poseben termalni papir v zvitku. Samo snemanje poteka v obliki profilograma, zahvaljujoč kateremu lahko napravo uporabljamo tudi kot polnopravni profilograf. Upravljanje in nadzor skeniranja poteka v ločenem pogovornem načinu, kar vam omogoča, da ponovno izmerite stopnjo hrapavosti ne na celotnem izdelku, ampak samo na potrebnih področjih.

Kot primer prenosnega ali mobilnega brezkontaktnega profilometra upoštevajte enega najbolj priljubljenih modelov te vrste naprave - Nemški merilnik Mahr MarSurf PS1. V tej kompaktni napravi se krmilni signal prenaša v ustrezno vezje s posebnim optičnim senzorjem.Naključna nehotena nihanja (periodične delne spremembe) razdalje med preiskovano površino in odčitnim sprejemnikom aparata se kompenzirajo s sistemom samodejne kalibracije merilnega koraka.

Profilometer je opremljen s priročnim digitalnim zaslonom in posebnim zložljivim brezkontaktnim pisalom. Merilno območje hrapavosti v prenosni model Mahr MarSurf PS1 se giblje od 5 do 15 mikrometrov.

Izbira merilnika bo neposredno odvisna od vrste preučevane površine in namena, kompleksnosti testiranega izdelka. Stacionarni kontaktni in brezkontaktni profilometri vam omogočajo natančnejšo in podrobnejšo oceno stopnje hrapavosti materiala. Hrapavost trdih površin, kot so deli iz visokoogljičnega jekla, je najbolje izmeriti z diamantnim tipalom. Primerneje je izvesti hitro ali delno oceno kakovosti obdelave materiala s prenosnikom prenosna naprava.

Optični brezkontaktni merilniki so zasnovani samo za skeniranje čistih materialov – prah in umazanija lahko znatno popačita rezultat.