Misura Non-Contatto di Cremagliere

Optimising Measurement Cycle Times Using the Hp-O Hybrid Optical Sensor

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La cremagliera è il componente che converte il movimento rotatorio in movimento lineare. Le applicazioni tipiche sono cremagliere sterzo in auto e autocarri, come pure motori di macchine utensili, sistemi di trasporto, ecc. La produzione in serie di componenti di sterzi ad alte prestazioni come le cremagliere richiede una soluzione di misura rapida e precisa per il controllo del processo di produzione.

Gli sviluppi nella tecnologia di produzione sono stati il fattore trainante per gli sviluppi della metrologia specifica per questa applicazione. Associando macchine di misura a coordinate (CMM) di alta precisione, tecnologie interferometriche e VHSS (variable high-speed scanning) con un software di misura dedicato, le aziende sono in grado di ridurre i tempi ciclo fino al 75%.

Le cremagliere sono classificate dalla norma DIN / ASME in una scala che va da 1 a 12. Una cremagliera di qualità 1 è prodotta per rettifica e impiegata in applicazioni di alta gamma come i motori di macchine utensili in cui è importante un posizionamento preciso senza gioco. Una cremagliera di qualità 12 è prodotta per fresatura e usata in applicazioni di fascia bassa come attrezzature di sollevamento in cui la precisione è meno importante.

Per determinare la geometria di una cremagliera, vi sono tre caratteristiche da acquisire: il profilo del dente (diritto o a evolvente), il profilo del fianco (diritto), e il passo dei denti. La misura tradizionale della cremagliera è una combinazione di scansione di quattro denti (assialmente e radialmente) per determinare il profilo e il fianco e il centraggio o il rilevamento di singoli punti nei vani tra i denti per determinare il passo e l’oscillazione radiale rispetto ai riferimenti pezzo. La distribuzione del tempo ciclo è del 20% per le scansioni dei quattro denti e dell’80% per i punti del passo.

La misura a contatto delle cremagliere è una tecnologia matura basata sulla metodologia tradizionale dei tester per cremagliere. I tempi di verifica sono notevolmente più lunghi del tempo ciclo per cui la misura a contatto è una soluzione per la misura a campione, non per il controllo di produzione. 

Una soluzione flessibile
Il sensore ottico HP-O Hybrid permette alle aziende che fabbricano cremagliere di scegliere la tecnologia che meglio si adatta all’applicazione. I sensori ottici offrono velocità e precisione mentre i sensori tattili possono avere accesso a elementi difficili da raggiungere. I profili di dente e fianco, ad esempio, sono acquisiti per mezzo del sensore tattile in modalità VHSS, mentre la misura a contatto richiede molto tempo ed è meno dettagliata quando acquisisce punti del passo, il che rende ideale il sensore ottico.

L’HP-O Hybrid permette di commutare istantaneamente da misura tattile a misura a contatto all’interno dello stesso programma di misura. Un sensore di distanza interferometrico con risoluzione di 0,003 micron e uno spot di 0,011 mm di diametro può misurare superfici brillanti e non è sensibile ai cambiamenti nella luce ambientale. È ideale per l’acquisizione di dati di alta densità in un ambiente produttivo.

Il sensore ottico è usato per acquisire il profilo assiale con movimento in singolo asse per tutta la lunghezza della cremagliera. I punti del passo sono estratti dalla scansione. Rispetto al tattile con un punto al secondo, il sistema ottico può acquisire fino a 1000 punti al secondo eliminando la misura del passo, la parte del processo che richiede molto tempo.

Per sfruttare il potenziale del sensore HP-O Hybrid, è necessaria una CMM con precisione e dinamica appropriate. Il sensore ottico può essere usato in modalità singolo punto o scansione continua. A differenza della soluzione a contatto si acquisiscono solo i punti della superficie all’interno della distanza di messa a fuoco del sensore. Gli elementi del pezzo possono essere programmati e acquisiti rapidamente minimizzando il tempo ciclo. 

Associando una CMM Leitz Reference HP, un sensore HP-O Hybrid e tecnologie VHSS con software di misura QUINDOS si apre la strada verso una metrologia più precisa che possa tenere il passo con la produzione quando è usata assieme ad attrezzaggio multiposizione, caricatori di pallet e sistemi di automazione.

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