АО «НИИизмерения»
средства контроля размеров и формы

Ковальский М.Г.
Генеральный директор
АО «НИИизмерения»
Россия, г.Москва

Современные средства контроля и измерений размеров изделий для машиностроения

Важнейшую роль в обеспечении качества и конкурентоспособности продукции практически всех отраслей промышленности играет контрольно-измерительная техника, в которой особое место занимают средства измерения и контроля геометрических параметров ответственных деталей, узлов машин и механизмов.

Научно-исследовательский и конструкторский институт средств измерения в машиностроении (НИИизмерения) был создан в 1935 году и многие годы выполнял в системе Министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР функции базового института по средствам контроля и измерений, головной организации по метрологии и стандартизации размерных параметров в машиностроении, а также основного разработчика серийно выпускаемых средств активного контроля, различных видов прецизионных наукоемких измерительных систем и устройств контроля и измерений линейных и угловых размеров изделий. Институтом разработаны тысячи приборов и измерительных систем, которые внедрены на десятках сотен предприятий станкостроения, металлургии, нефтяной и газовой промышленности, на железнодорожном транспорте и метрополитене, в авиационной, подшипниковой, электротехнической, автомобильной, оборонной и других отраслях промышленности.

В настоящее время в России основным разработчиком современных средств контроля размеров остается именно НИИизмерения. В последние годы в связи с ростом производства в машиностроительных отраслях и, соответственно, увеличением спроса на измерительную технику, институт реорганизовал и укрепил собственное опытное производство, что позволило изготавливать не только головные образцы новых приборов, но и выпускать собственную продукцию небольшими сериями. В необходимых случаях при больших объемах производства институт привлекает к изготовлению узлов приборов специализированные заводы.

В НИИизмерения работают высококвалифицированные научные, конструкторские, инженерные и рабочие кадры. Имеющийся большой научно-технический потенциал позволяет создавать новые прогрессивные разработки, конкурентоспособные на мировом рынке.

НИИизмерения созданы и выпускаются универсальные приборы и инструменты с цифровым электронным отсчетом, уникальные средства контроля прецизионных зубчатых колес и передач, приборы активного контроля и подналадчики для всех видов финишного станочного оборудования, комплекс приборов для контроля ответственных деталей колесных пар железнодорожного транспорта, приборы для контроля резьб и параметров труб нефтяного сортамента, средства контроля деталей компрессоров, подшипников, ряд специализированных приборов для различных отраслей машиностроения.

В основу создания нового поколения средств контроля и измерений геометрических параметров изделий положены следующие исходные принципы:

  • использование перспективной элементной базы для автоматической обработки результатов контроля;
  • цифровое представление измерительной информации;
  • возможность выдачи цифровой информации на внешние устройства обработки, управления и регистрации;
  • паспортизация результатов измерений;
  • возможность встройки в автоматизированные технологические комплексы.

Рис. 1

На базе различных измерительных систем разработана гамма современных цифровых универсальных приборов контроля геометрических параметров прецизионных деталей (индуктивные пробки для контроля диаметров, толщиномеры, глубиномеры, штангенрейсмасы). Разработана и поставляется портативная измерительная система с индуктивным преобразователем и автономным питанием, имеющая переключаемые диапазоны измерений от 0,04 до 4 мм и дискретность отсчета 0,01; 0,1 и 1 мкм. Не ее базе создана модифицированная измерительная система для прецизионного измерения линейных размеров и перемещений, которая может использоваться в средствах автоматизации технологических процессов, а также для контроля различных параметров деталей в труднодоступных условиях; система допускает эксплуатацию при температурах от -20 до +50 оС (рис.1).

Универсальные приборы применяются во многих отраслях машиностроения.

Серьезное внимание НИИизмерения уделяет проблеме метрологического обеспечения производства ответственных резьбовых деталей, особенно сортамента нефтегазового комплекса. В рамках работ по этому направлению разработан комплекс индикаторных приборов для контроля параметров резьбы (шага, высоты и угла профиля, среднего диаметра и конусности резьбы), а также электронные цифровые приборы для контроля диаметров и прямолинейности отверстий труб, пригодные в том числе и для контроля труб погружных штанговых насосов. Созданы также электронные цифровые приборы для контроля конусности калибров-колец (ручной) и для контроля конусности и шага резьбы конических калибров-колец (стационарный). Допускаемая погрешность приборов не превышает нескольких микрон. Указанные средства контроля обеспечивают измерение всех нормируемых параметров резьбы, включая калибры, образцовые детали, а также важнейших параметров гладкой части резьбовых деталей. Они удовлетворяют требованиям, предъявляемым Государственными стандартами и нормативными документами России, Американского нефтяного института и широко внедрены на ряде трубных, машиностроительных заводов и заводов по производству нефтегазового оборудования.

АО «НИИизмерения» в настоящее время является практически единственным в России разработчиком средств контроля зубчатых колес и передач. Созданы и поставляются предприятиям железнодорожного транспорта специализированные стенды для приемочного и операционного контроля зубчатых колес, обеспечивающие высокоточный контроль всех нормируемых параметров. Результаты контроля обрабатываются, запоминаются, выводятся на табло электронного блока и на печатающее устройство. Модули контролируемых зубчатых колес 7-12 мм, диаметры 126-1000 мм. Разработаны также две модификации цифровых нормалемеров, предназначенных для определения отклонения и колебания длины общей нормали цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления. Предел измерения длины общей нормали 0…120 или 50-320 мм.

В последние годы создано новое поколение приборов активного контроля, предназначенных для управления процессом обработки валов, отверстий и плоских поверхностей с непрерывной и прерывистой поверхностью на кругло- и внутришлифовальных станках-автоматах, полуавтоматах и станках с ЧПУ, отличающееся от ранее выпускавшихся существенно более высоким техническим уровнем (повышение в 1,5-2 раза быстродействия и точности, уменьшение в 2-3 раза габаритов, массы, энергопотребления, расширение технологических возможностей, использование единого для всей гаммы приборов активного контроля одной и той же модели малогабаритного электронного отсчетно-командного устройства на микропроцессорной базе). Гамма включает 7 основных моделей приборов с различными исполнениями и закрывает контроль деталей при всех видах шлифования, кроме бесцентрового. Диапазон размеров контролируемых валов и отверстий — 2,5…200 мм, дискретность цифрового отсчета — 0,1 — 1 мкм.

Рис. 2

Разработаны также подналадчики (рис.2) для круглошлифовальных бесцентровых, токарных, сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, гибких модулей и систем, унифицированные по механической и электронной части с приборами активного контроля.. Подналадчики обеспечивают контроль внутренних и наружных размеров при изготовлении деталей и выдачу в систему управления станками информации о необходимой подналадке оборудования.

Приборы активного контроля и подналадчики по техническим характеристикам аналогичны соответствующим приборам фирмы «Марпосс» (Италия). Они внедрены на ряде предприятий России и Украины.

Для контроля диаметра колес по кругу катания колес после их обточки на токарном станке создан специализированный прибор, позволяющий контролировать колеса диаметром 800…1200 мм. В приборе используется угловой фотоэлектрический преобразователь. Результаты измерений обрабатываются, запоминаются и выводятся на табло электронного блока.

Для предприятий железнодорожного транспорта НИИизмерения разработал гамму электронных цифровых средств контроля деталей колесных пар и подшипниковых узлов (около 20 моделей), позволяющих автоматизировать математическую обработку результатов измерения ответственных деталей подвижного состава и выдачу протоколов контроля. Кроме отдельных приборов разработаны комплекс для контроля параметров колесных пар и автоматизированный комплекс для контроля геометрических размеров тележек пассажирских вагонов. Эти приборы и комплексы используются в десятках депо, вагоноремонтных и вагоностроительных заводах не только России, но и других стран СНГ и Прибалтики.

К особой группе следует отнести специализированные электронные цифровые приборы, созданные по заявкам отдельных предприятий различных отраслей промышленности. К этой группе относятся приборы для контроля углов хвостовиков лопаток рабочих компрессорных двигателей, рабочей поверхности профиля поршневых колец, для контроля и сортировки поршня по внутреннему диаметру, а также:

  • Измерительная система для контроля деталей типа тел вращения, позволяющая контролировать отклонения формы (круглость, овальность, огранка, волнистость) и расположения поверхностей (отклонения от перпендикулярности, соосность, радиальное биение). Параметры контролируемых деталей: диаметры валов 1…250 мм, отверстий — 7…250 мм, длина до 250 мм, масса до 10 кг. Погрешность измерений: отклонений формы — 2 мкм, расположения поверхностей — 4 мкм. Эта система может использоваться на любых машиностроительных производствах. Несколько модификаций электронных цифровых приборов для контроля радиального и осевого зазоров большой номенклатуры подшипников (внутренние диаметры от 17 до 260 мм, внешние — от 32 до 360 мм). Погрешность при контроле радиального зазора — 0,010 — 0,065 мкм, осевого зазора — 0,05-0,397 мкм для подшипников разных размеров. Эти приборы (рис.3, 4) оснащены встроенными электронными блоками; они поставляются авиационным предприятиям России и Украины.
    Рис. 3Рис. 4
  • Электронный профилометр портативный для измерения параметров шероховатости методом ощупывания плоских и цилиндрических (наружных и внутренних) поверхностей ответственных деталей. Измеряемые параметры — Ra/Rq/Rz/Rmax/Sm. Основная относительная погрешность измерения — не более 2,5%.
  • Стационарный вариант профилометра-профилографа автоматизированного, обладающего широкими функциональными возможностями.

Производство профилометров намечено с I квартала 2006г.

Все приборы, поставляемые институтом, снабжаются Сертификатом о калибровке, на проведение которой имеется Аккредитация Госстандарта. В НИИизмерения Госстандартом аттестованы Орган по сертификации средств измерений и Государственный центр испытаний. Институт берет на себя гарантийный ремонт и сервисное обслуживание всех выпускаемых средств контроля.

Особо следует отметить, что серийно выпускаемые НИИизмерения приборы могут быть адаптированы к условиям производства Заказчиков. Кроме того, институт готов разработать, изготовить и поставить предприятиям по их конкретным техническим требованиям любые специализированные средства контроля линейных и угловых размеров изделий.

С техническими характеристиками разработанных и выпускаемых АО «НИИизмерения» приборов можно ознакомиться на сайте в интернете www.micron.ru.

Подписи к рисункам:

Рис.1. Система измерительная портативная с индуктивным преобразователем мод. БВ-6436М.
Рис.2. Подналадчик мод. БВ-4303.
Рис.3. Прибор для контроля радиальных зазоров подшипников мод. БВ-7660.
Рис.4. Прибор для контроля осевых зазоров подшипников мод. БВ-7661.