В последнее десятилетие появилась и получила свое развитие идеологии четвертой промышленной революции в технологиях (Индустрия 4.0) – цифровизация, интернет вещей, киберфизические системы. Общемировые тенденции, связанные с цифровизацией, охватывают практически все сферы жизнедеятельности человечества. Переход на «цифру» происходит и в образовании, и в медицине, и в промышленности, и в экономике в целом. Появилось новые глобальные понятия: цифровая трансформация, цифровая экономика.

Под понятием «цифровая экономика» понимается экономическая деятельность, основанная на цифровых технологиях, связанная с электронным бизнесом и электронной коммерцией, и производимых и сбываемых ими цифровыми товарами и услугами. На национальном уровне в РФ отправной точкой можно считать старт национального проекта «Цифровая экономика» в октябре 2018 г. Позже, после появления новой национальной цели «Цифровая трансформация», утвержденной в указе Президента Российской Федерации от 21 июля 2020 г. N 474 «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года», мероприятия национальной программы были скорректированы. Создано новое министерство, отвечающее за цифровизацию страны – МинЦифры.

Несомненно, цифровая экономика является двигателем к развитию индустрии, развитии целого направления цифровой трансформации. Метрология не является исключение, и тоже шагает в ногу со временем.

Цифровая трансформация требует метрологического обеспечения многократно возросшего парка средств измерений и опережающего развития метрологии на основе прогноза измерительных потребностей.

Развитие метрологии для цифровой экономики проходит в четырех плоскостях: законодательной, организационной, методической и технической. Большое внимание уделяется созданию необходимого правового поля, должной подготовки кадров и международного взаимодействия, разработки стандартов.

Уже несколько лет ученые государственных научных метрологических институтов обеспечивают цифровую трансформацию отечественной метрологии. Для этого решается пять основных задач:

— цифровая трансформация метрологических услуг, в том числе, создание инфраструктуры для цифровых сертификатов калибровки, создание «метрологического облака»;

— метрология в анализе больших данных – разработка методов их анализа и машинного обучения для BigData;

— метрология коммуникационных систем нового поколения, в том числе для сетей 5G;

— метрология интеллектуальных средств измерений – самонастройка и самокалибровка;

— метрология для моделирования и виртуальных приборов.

Развитие цифровой метрологии находится в компетенции Минпромторга РФ и Росстандарта. Под реализацию нацпроекта в структуре Росстандарта появилось Управление цифрового развития технического регулирования.

Среди реализованных практических мероприятий следует отметить появление новой компетенции «Цифровая метрология» в блоке компетенций WorldSkills Russia «Производство и инженерные технологии», созданная при поддержке компании Mitytoyo Corporation – мирового лидера в производстве высокоточного измерительного оборудования.

Ввиду обозначенных тенденций предметная область цифровой мерологии становится более определенной. Настоящее учебное пособие посвящено рассмотрению вопросов, связанных со становлением технологии Индустрии 4.0, местом и ролью метрологии в современном цифровом мире, современной законодательной метрологии в России и мире, мировому опыту цифровизации, цифровой эталонной базе, нанометрологии, искусственному интеллекту и цифровым измерениям. Отдельный блок посвящен популяризации цифровых измерений и метрологии через международное движение WorldSkills.

1. Метрология как важнейший элемент современного научно-технологического уклада

1.1. Тенденции цифровой трансформации (экономики)

В последнее время цифровизация проникла во все сферы жизнедеятельности человека. Развитие цифровой индустрии полностью поменяло как личную, так и общественную жизнь. На рубеже тысячелетий впервые было упонянуто новое понятие – «цифровая экономика» (в первом варианте она обозначалась как электронная экономика), в которой важнейшую роль играют цифровые элементы.

Следует отметить, что база современной цифровой экономики стала зарождаться еще с 80-х гг. ХХ века, когда появился Интернет и стали развиваться телекоммуникационные технологии в целом. Далее, в конце ХХ века можно выделить второй этап развития цифровой экономики, когда стали внедряться такие элементы, как интернет-банкинг, интернет-магазины. И далее начиная с 2000-х годов в экономическую практику постепенно внедрялись и другие цифровые технологии, связанные с оборотом виртуальных товаров и электронных денег. К 2020 году половина жителей земли уже подключены к Интернету, и по прогнозу к 2025 году 25% операционных задач будут выполнять роботы.

Многие эксперты отмечают, что выделить и оценить рыночный объем цифровой экономики достаточно трудно. Подчеркивает актуальность и сложность данного вопроса то, что темой пятого статистического форума МВФ в Вашингтоне в ноябре 2017 г. стало «Измерение цифровой экономики» — Measuring the Digital Economy. Проблема состоит в том, что существующие методы оценки ВВП и экономической активности могут быть неадекватны изменившимся условиям труда и структуре потребления. Например, интернет-сервисы предлагают новые услуги, широкий набор товаров и услуг попадает к покупателю по новым логистическим путям. Более того, часть услуг оказывается бесплатными за счет прямой или опосредованной рекламы — так происходит с электронной почтой и соц. сетями. Современные мессенджеры позволяют пользователям бесплатно общаться друг с другом, что заставляет интернет-провайдеров и поставщиков мобильной связи менять бизнес-модели. Активно развивается онлайн-телевидение, а также другие виды цифровой экономики, каждый из которых занимает все большую долю ВВП. Соответственно, текущие показатели ВВП ряда государств могут быть занижены.
Согласно информации МСЭ за 2018 г., наиболее развитыми в области ИКТ странами стали Республика Корея — 1 место, Япония, Нидерланды, Швейцария, Швеция, Великобритания, Дания, Китай — вместе с Гонконгом, Норвегия и Исландия. Рейтинг стран составляется на основании индекса развития ИКТ — Корея — 8,9 из 10; Германия занимает 13 место, США — 14, Россия — 44.

Рынок цифровых услуг и сервисов растет и развивается, однако измерение объема данного рынка остается спорным вопросом. Объем рынка ИКТ в развитых странах составляет от 3% до 6% ВВП: по данным ОЭСР — 2017, в Швеции — 6,8%, Великобритании — 6,5%, в Германии ИКТ занимают 5,2% ВВП. Лидером является Ирландия — 11% в силу своего особого налогового статуса. Совокупный мировой размер цифрового сектора можно оценить в 6% мирового ВВП, занятость на уровне 4% — эти оценки основываются на числе сотрудников цифровых компаний, доле оборотов, а также в динамике количества связанных с ИКТ вакансий в цифровых подразделениях традиционных компаний.

Секторы, связанные с цифровыми технологиями, показывают больший прирост рабочей силы, чем вся мировая экономика в целом. Например, в Канаде за период 2013-2018 гг. ежегодный прирост работников в этой сфере составил 2.8% против 1,4% общего роста. Государственные инициативы и аналитические материалы по цифровой экономике в таких странах, как США, Великобритания и Германия, указывают на необходимость появления новых специалистов, чтобы удовлетворить растущий спрос в этой сфере.

По мере развития и распространения цифровой экономики в глобальном масштабе естественным образом возникли различные рейтинги стран, характеризующие их уровень на текущий момент по различным критериям. В настоящее время наиболее известными являются следующие показатели (индексы) цифровой экономики:

ICT Development Index – индекс развития информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), Международный союз электрозвязи;
World Digital Competitiveness Ranking – всемирный рейтинг цифровой конкурентноспособности, Международный институт управленческого развития;
EGDI (E-Government Development Index) – индекс развития электронного правительства, ООН;
I-DESI (International Digital Economy and Society Index) – индекс , генеральный директорат коммуникационных сетей, контента и технологий Европейской комиссии;
World Digital Competitiveness Ranking – всемирный рейтинг цифровой конкурентноспособности, Международный институт управленческого развития;
Digital Evolution Index – индекс цифрового развития, Школа Флетчера при Университете Тафтса;
GCI (Global Connectivity Index) – глобальный индекс сетевого взаимодействия, компания Huawei;
Показатели ИКТ в структуре глобального индекса конкурентноспособности, Всемирный экономический форум.

Спецификация стандарта WorldSkills (WSSS);

WSSS определяет знание, понимание и конкретные компетенции, которые лежат в основе лучших международных практик технического и профессионального уровня выполнения работы. Она должна отражать коллективное общее понимание того, что соответствующая рабочая специальность или профессия представляет для промышленности и бизнеса.

Целью соревнования по компетенции является демонстрация лучших международных практик, как описано в WSSS и в той степени, в которой они могут быть реализованы. Таким образом, WSSS является руководством по необходимому обучению и подготовке для соревнований по компетенции.

В соревнованиях по компетенции проверка знаний и понимания осуществляется посредством оценки выполнения практической работы. Отдельных теоретических тестов на знание и понимание не предусмотрено.

WSSS разделена на четкие разделы с номерами и заголовками.

Каждому разделу назначен процент относительной важности в рамках WSSS. Сумма всех процентов относительной важности составляет 100.

В схеме выставления оценок и конкурсном задании оцениваются только те компетенции, которые изложены в WSSS. Они должны отражать WSSS настолько всесторонне, насколько допускают ограничения соревнования по компетенции.

Схема выставления оценок и конкурсное задание будут отражать распределение оценок в рамках WSSS в максимально возможной степени. Допускаются колебания в пределах 5% при условии, что они не исказят весовые коэффициенты, заданные условиями WSSS.

Таблица 4.2 — Разделы компетенции и их важность

Раздел		Важность (%)
1	Организация и управление работой	5
	Специалист должен знать и понимать: • Правила и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии, противопожарной защиты и охраны окружающей среды; • Стандарты, нормативные документы, а также рекомендации производителя по контролю качества продукции, эксплуатации, ремонту, наладке, поверке, калибровке, юстировке и хранению средств измерений; • Значения символов, маркировок, условных обозначений, размещаемых производителем на измерительном оборудовании; • Математику, в частности, такие разделы, как геометрия, тригонометрия, статистика, а также логика; • Техническую терминологию; • Важность эффективной коммуникации со специалистами как смежных, так и сторонних областей; • Важность контроля качества технологического процесса в рамках общей производственной цепочки; • Важность поддержания чистоты и порядка на рабочем месте; • Общепринятые правила, а также рекомендации производителя в отношении хранения и транспортировки оборудования;
	Специалист должен уметь: • Организовывать рабочий процесс с учетом правил и норм охраны труда, техники безопасности, противопожарной защиты, производственной санитарии, противопожарной защиты и охраны окружающей среды; • Сообщать соответствующему персоналу о любых проблемах, связанных с техникой безопасности, охраной здоровья, охраной окружающей среды и пожарной безопасностью, а также об отказах оборудования; • Находить требуемую информацию в специализированных справочниках, таблицах или схемах, а также в сети Интернет; • Правильно интерпретировать и применять инструкции производителя, а также требования стандартов и нормативных документов в области метрологического обеспечения производства; • Последовательно и точно применять математические принципы при сборе и анализе данных; • В доступной и информативной форме давать объяснения по своей работе; • Быть объективным и не допускать уклончивости при проведении измерений и анализе их результатов; • После завершения работы оставлять рабочее место в надлежащем порядке; • Обеспечивать сохранность оборудования после завершения работы, а также при транспортировке/хранении;
2	Работа с чертежами	5
	Специалист должен знать и понимать: • Стандарты ГОСТ и ISO выполнения конструкторской документации; • Типы изображений на чертеже (виды, разрезы, сечения) и их обозначение; • Обозначения, стандартные символы и технические требования на чертеже; • Квалитеты точности, поля допусков; • Линейные и угловые размеры; • Геометрические допуски; • Условные обозначения шероховатости;
	Специалист должен уметь: • Читать чертежи, выполненные в соответствии с ГОСТ и ISO; • Находить и отличать базовые поверхности; • Находить и отличать основные и второстепенные размеры и параметры; • Находить и отличать линейные и угловые размеры; • Находить и отличать требования к форме и расположению поверхностей; • Находить и отличать требования к шероховатости поверхностей; • Подготавливать конструкторскую документацию в соответствии с ЕСКД.
3	Планирование измерений	7
	Специалист должен знать и понимать: • Современные и актуальные тенденции в области метрологического обеспечения производства; • Термины и понятия, относящиеся к контролю качества; • Принципы и методы управления временем; • Область действия и пределы используемых рабочих площадок и рабочего пространства; • Различные типы и номенклатуру средств измерений, используемых инструментов и приспособлений (щупов, датчиков, фиксирующих устройства и др.); • Конструктивные и метрологические характеристики средств измерений, в том числе специальных (для измерения узких канавок, зубчатых колес, резьбы и т.д.); • Методы проведения измерений; • Правила оценки годности поверхности; • Границы применимости различных методов и средств измерений; • Влияние температурных и упругих деформаций материалов, а также погрешностей измерительного оборудования на результаты измерений;
	Специалист должен уметь: • Использовать в своей работе передовой отечественный и зарубежный опыт; • Организовывать рабочее пространство и планировать рабочий процесс для обеспечения максимальной производительности и снижения потерь; • Выбирать наиболее подходящие по ситуации методы и средства измерений; • Находить альтернативные методы и средства измерений; • Выбирать измерительные инструменты/приборы (щупы, датчики и т.д.), вспомогательные и фиксирующие приспособления (тиски, призмы, прижимы и т.д.) исходя из спланированной стратегии измерений; • Выполнять точностной расчет контрольной оснастки; • Проектировать с использованием программных продуктов CAD контрольную оснастку; • Анализировать и обосновывать технико-экономическую целесообразность использования выбранных методов и средств измерений; • Выбирать такую технологию измерений, которая позволит свести к минимуму вмешательство оператора в процесс; • Учитывать при выборе технологии измерений условия окружающей среды (температура, влажность и т.д.) и упругие свойства используемых материалов, а также возможные погрешности измерительного оборудования; • Рассчитывать погрешности средств и методов измерений; • Утвердить технологию измерений и строго ей следовать; • Составлять операционные карты технологического контроля; • Корректировать, при необходимости, технологию измерений с учетом специфики объектов контроля;
4	Программирование	8
	Специалист должен знать и понимать: • Основы работы с электронно-вычислительной техникой; • Особенности программного обеспечения используемых в работе измерительных приборов и оборудования; • Программирование измерительной машины с ЧПУ как создание логической структуры технологии измерений; • Функции программного обеспечения, которые позволяют обрабатывать результаты измерения;
	Специалист должен уметь: • Эксплуатировать и обслуживать системы, работающие с использованием электронно-вычислительной техники (персональных компьютеров, ноутбуков, планшетных компьютеров); • Эффективно использовать специализированное программное обеспечение; • Создавать системы координат, связанные с объектом измерений (определять положение объекта измерений в рабочей зоне); • Создавать и редактировать программы измерений, в том числе с использованием деталей-эталонов и/или на основе электронных трехмерных моделей деталей; • Производить, при необходимости, остановку и подналадку программы; • Подвергать полученные реальные профили поверхностей фильтрации разными способами; • Сравнивать облако точек, полученных при измерении, с предоставленной электронной трехмерной моделью детали;
5	Настройка и безопасная эксплуатация ручного измерительного оборудования	15
	Специалист должен знать и понимать: • Типы и номенклатуру ручных измерительных инструментов, калибровочных инструментов; • Порядок подготовки объектов и средств измерений к проведению измерений; • Принципы калибровки измерительного оборудования; • Периодичность, с которой требуется калибровать, регулировать, юстировать средства измерений; • Ситуации, при которых необходимо выполнять внеплановую калибровку, регулировку, юстировку средств измерений; • Факторы, оказывающие влияние на достоверность результатов измерений (загрязнение поверхностей, нарушение температурного баланса, неконтролируемое измерительное усилие и т.д.); • Как считывать информацию с различных шкал (стандартная шкала, нониусная шкала, механический счетчик, цифровой дисплей и др.) измерительных инструментов; • Общепринятые правила и рекомендации производителя по обращению с измерительными инструментами;
	Специалист должен уметь: • Выбирать измерительное оборудование (штангенциркули, микрометры и т.д.), исходя из спланированной стратегии измерений; • Производить подготовку объектов и средств к проведению измерений; • Выполнять, при необходимости, калибровку, регулировку и юстировку средств измерений; • Производить измерения с использованием различных контрольно-измерительных средств; • Обеспечивать правильность измерений и достоверность получаемых данных (сводить к минимуму погрешности, связанные с человеческим фактором); • Правильно считывать показания со шкал измерительных инструментов; • Не допускать повреждений (царапин, затертостей, вмятин и т.д.) измеряемых и измерительных поверхностей в процессе работы; • Выполнять текущие операции по обслуживанию измерительных инструментов;
6	Настройка и безопасная эксплуатация измерительных машин	55
	Специалист должен знать и понимать: • Типы, назначение и принципы действия измерительных машин; • Номенклатуру (главным образом, органы управления) и параметры измерительных машин; • Влияние способа закрепления и ориентации на результат; • Какие виды энергии (электрическая, механическая и др.) используются в работе измерительных машин; • Этапы подготовки измерительных машин к запуску; • Последовательность запуска и остановки измерительных машин; • Правила монтажа, настройки и калибровки измерительных инструментов, а также иных устройств; • Порядок действий при возникновении внештатных (аварийных) ситуаций;
	Специалист должен уметь: • Выполнять предпусковую подготовку измерительных машин; • Запускать измерительные машины; • Выбирать наиболее оптимальный способ и положение для закрепления объекта измерений (детали); • Монтировать, настраивать и калибровать выбранные измерительные инструменты/приборы, вспомогательные и фиксирующие приспособления; • Закреплять объект измерений с учетом параметров рабочего поля измерительной машины; • Запускать программу и обеспечивать её безопасное и правильное выполнение; • Предпринимать меры для повышения бдительности при выполнении критических операций, выполнению которых нет альтернативы; • Применять, при необходимости, аварийную остановку измерительной машины;
7	Подготовка отчетности	5
	Специалист должен знать и понимать: • Что такое исправимый и неисправимый брак; • Как оценить надежность результатов измерений; • Виды дефектов продукции, возможные причины; • Контроль качества продукции с помощью статистических методов; • Важность контрольной карты как статистического инструмента управления качеством технологического процесса;
	Специалист должен уметь: • Маркировать детали и обозначать бракованные поверхности и элементы; • Делать заключение о годности партии деталей на основе данных статистического контроля (по некоторой выборке); • Рассчитывать погрешности (неопределенности) результатов измерений; • Оформлять протоколы контроля и иную отчетную документацию в соответствии со стандартами и заданными условиями; • Работать с графическими редакторами, качественно и наглядно представлять результаты работы; • Работать с контрольными картами; • На основе результатов контроля подготавливать рекомендации о подналадке технологического процесса;
	Всего	100

Оценочная стратегия и технические особенности оценки;

Стратегия устанавливает принципы и методы, которым должны соответствовать оценка и начисление баллов WSR.

Экспертная оценка лежит в основе соревнований WSR. По этой причине она является предметом постоянного профессионального совершенствования и тщательного исследования. Накопленный опыт в оценке будет определять будущее использование и направление развития основных инструментов оценки, применяемых на соревнованиях WSR: схема выставления оценки, конкурсное задание и информационная система чемпионата (CIS).

Оценка на соревнованиях WSR попадает в одну из двух категорий: измерение и судейское решение. Для обеих категорий оценки использование точных эталонов для сравнения, по которым оценивается каждый аспект, является существенным для гарантии качества.

Схема выставления оценки должна соответствовать процентным показателям в WSSS. Конкурсное задание является средством оценки для соревнования по компетенции, и оно также должно соответствовать WSSS. Информационная система чемпионата (CIS) обеспечивает своевременную и точную запись оценок, что способствует надлежащей организации соревнований.

Схема выставления оценки в общих чертах является определяющим фактором для процесса разработки Конкурсного задания. В процессе дальнейшей разработки Схема выставления оценки и Конкурсное задание будут разрабатываться и развиваться посредством итеративного процесса для того, чтобы совместно оптимизировать взаимосвязи в рамках WSSS и Стратегии оценки. Они представляются на утверждение Менеджеру компетенции вместе, чтобы демонстрировать их качество и соответствие WSSS.

Схема выставления оценки;

Схема выставления оценки является основным инструментом соревнований WSR, определяя соответствие оценки Конкурсного задания и WSSS. Она предназначена для распределения баллов по каждому оцениваемому аспекту, который может относиться только к одному модулю WSSS.

Отражая весовые коэффициенты, указанные в WSSS Схема выставления оценок устанавливает параметры разработки Конкурсного задания. В зависимости от природы навыка и требований к его оцениванию может быть полезно изначально разработать Схему выставления оценок более детально, чтобы она послужила руководством к разработке Конкурсного задания. В другом случае разработка Конкурсного задания должна основываться на обобщённой Схеме выставления оценки. Дальнейшая разработка Конкурсного задания сопровождается разработкой аспектов оценки.

Схема выставления оценки и Конкурсное задание могут разрабатываться одним человеком, группой экспертов или сторонним разработчиком. Подробная и окончательная Схема выставления оценки и Конкурсное задание, должны быть утверждены Менеджером компетенции.

Кроме того, всем экспертам предлагается представлять свои предложения по разработке Схем выставления оценки и Конкурсных заданий на форум экспертов для дальнейшего их рассмотрения Менеджером компетенции.

Во всех случаях полная и утвержденная Менеджером компетенции Схема выставления оценки должна быть введена в информационную систему соревнований (CIS) не менее чем за два дня до начала соревнований, с использованием стандартной электронной таблицы CIS или других согласованных способов. Главный эксперт является ответственным за данный процесс.

Основные заголовки Схемы выставления оценки являются критериями оценки. В некоторых соревнованиях по компетенции критерии оценки могут совпадать с заголовками разделов в WSSS; в других они могут полностью отличаться. Как правило, бывает от пяти до девяти критериев оценки, при этом количество критериев оценки должно быть не менее трёх. Независимо от того, совпадают ли они с заголовками, Схема выставления оценки должна отражать долевые соотношения, указанные в WSSS.

Критерии оценки создаются лицом (группой лиц), разрабатывающим Схему выставления оценки, которое может по своему усмотрению определять критерии, которые оно сочтет наиболее подходящими для оценки выполнения Конкурсного задания.

Сводная ведомость оценок, генерируемая CIS, включает перечень критериев оценки.

Количество баллов, назначаемых по каждому критерию, рассчитывается CIS. Это будет общая сумма баллов, присужденных по каждому аспекту в рамках данного критерия оценки.

Каждый критерий оценки разделяется на один или более субкритериев. Каждый субкритерий становится заголовком Схемы выставления оценок.

В каждой ведомости оценок (субкритериев) указан конкретный день, в который она будет заполняться.

Каждая ведомость оценок (субкритериев) содержит оцениваемые аспекты, подлежащие оценке. Для каждого вида оценки имеется специальная ведомость оценок.

Каждый аспект подробно описывает один из оцениваемых показателей, а также возможные оценки или инструкции по выставлению оценок.

В ведомости оценок подробно перечисляется каждый аспект, по которому выставляется отметка, вместе с назначенным для его оценки количеством баллов. Аспекты являются секретными.

Сумма баллов, присуждаемых по каждому аспекту, должна попадать в диапазон баллов, определенных для каждого раздела компетенции в WSSS. Она будет отображаться в таблице распределения баллов CIS (табл. 4.3), в следующем формате:

Таблица 4.3 — Распределения баллов

	Критерий					Итого баллов за раздел WSSS	Баллы спецификации стандартов WorldSkills на каждый раздел	Величина отклонения
Разделы Спецификации стандарта WS (WSSS)		A	B	C	D
	1	1	1	1	2	5	5	0
	2	1	1	0	3	5	5	0
	3	2	1	0	4	7	7	0
	4	1	1	0	6	8	8	0
	5	15	0	0	0	15	15	0
	6	0	22	10	23	55	55	0
	7	1	1.5	1	1.5	5	5	0
Итого баллов за критерий		21	27.5	12	39.5	100	100	0

При принятии решения используется шкала 0–3. Для четкого и последовательного применения шкалы судейское решение должно приниматься с учетом:

эталонов для сравнения (критериев) для подробного руководства по каждому аспекту
шкалы 0–3
- для оценки порядка на рабочем месте по завершению работы конкурсантов;
- для оценки качества оформления отчетных документов.

Каждый аспект оценивают три эксперта, каждый эксперт должен произвести оценку, после чего происходит сравнение выставленных оценок. В случае расхождения оценок экспертов более чем на 1 балл, экспертам необходимо вынести оценку данного аспекта на обсуждение и устранить расхождение.

Окончательное понимание по измеримым и судейским оценкам будет доступно, когда утверждена Схема оценки и Конкурсное задание. Приведенная табл. 4.4 содержит приблизительную информацию и служит для разработки Оценочной схемы и Конкурсного задания.

Таблица 4.4

Критерий		Баллы
Критерий		Мнение судей	Измеримая	Всего
A	Контроль качества партии промышленной продукции	1	20	21
B	Измерения формы, шероховатости и контура	1.5	26	27.5
C	Двухкоординатные бесконтактные измерения	1	11	12
D	Трехмерные координатно-измерительные технологии	2.5	37	39.5
Всего		6	94	100

Конкурсное задание;

Конкурсное задание состоит из следующих модулей:

Модуль А. Контроль качества партии промышленной продукции (время выполнения участником – 4 часа)

Данные:

Комплект деталей (выборка), от 5 до 10 штук;
Чертежи;
Форма протокола проведения измерений;
Необходимая дополнительная информация.

Выполняемая работа:

Подбор и настройка измерительного инструмента;
Измерения геометрических параметров (размеров, отклонений) деталей (не менее 20 измеряемых параметров на одной детали) с использованием ручного измерительного инструмента;
Оформление документации контроля;
Статистические исследования;

Ожидаемые результаты:

Протоколы проведения измерений;
Отчет о статистической обработке результатов измерений.

Модуль B. Измерения формы, шероховатости и контура (время выполнения участником – 4 часа)

Данные:

Деталь/комплект деталей;
Чертежи;
Форма протокола проведения измерений;
Необходимая дополнительная информация.

Выполняемая работа:

Подготовка оборудования и объекта измерений;
Программирование;
Измерения геометрических параметров (размеров, отклонений) детали/деталей (не менее 20 измеряемых параметров на одной детали) с использованием приборов для контроля формы и шероховатости поверхностей;
Оформление документации контроля;

Ожидаемые результаты:

Протоколы проведения измерений;

Модуль C. Двухкоординатные бесконтактные измерения (время выполнения участником – 3 часа)

Данные:

Деталь/комплект деталей;
Чертежи детали;
Форма протокола проведения измерений;
Необходимая дополнительная информация.

Выполняемая работа:

Подготовка оборудования и объекта измерений;
Программирование;
Измерения геометрических параметров (размеров, отклонений) детали/деталей (не менее 20 измеряемых параметров на одной детали) с использованием видеоизмерительной машины;
Оформление документации контроля;

Ожидаемые результаты:

Протоколы проведения измерений;

Модуль D. Трехмерные координатно-измерительные технологии (время выполнения участником – 4 часов)

Данные:

Деталь/комплект деталей;
Чертежи детали;
Форма протокола проведения измерений;
Необходимая дополнительная информация.

Выполняемая работа:

Подготовка оборудования и объекта измерений;
Программирование;
Измерения геометрических параметров (размеров, отклонений) детали/деталей (не менее 20 измеряемых параметров на одной детали) с использованием координатно-измерительной машины;
Оформление документации контроля;

Ожидаемые результаты:

Протоколы проведения измерений;

Оценка Конкурсного задания будет основываться на следующих критериях (модулях):

A. Контроль качества партии промышленной продукции

Участникам предлагается выполнить контроль геометрических параметров партии деталей с использованием ручного инструмента, а также подготовить протоколы контроля.

B. Измерения формы, шероховатости и контура

Участникам предлагается выполнить контроль геометрических параметров детали. Для контроля геометрии контура применяется контурограф, для контроля шероховатости – профилограф, для контроля формы – кругломер.

C. Двухкоординатные бесконтактные измерения

Участникам предлагается выполнить контроль геометрических параметров детали. Используемое оборудование – видеоизмерительная машина или оптический микроскоп.

D. Трехмерные координатно-измерительные технологии

Участникам предлагается выполнить контроль геометрических параметров детали. Используемое оборудование – координатно-измерительная машина.

4.1. Цифровая метрология, цифровые измерения

4.3.1. Классификация и назначение современных цифровых измерительных приборов и систем

Рассмотрим классификацию и назначение измерительных приборов и систем, производимых японской компанией Mitutoyo.

Ручной измерительный инструмент
- Штангенциркули
- Микрометры
- Нутромеры
- Высотомеры
- Глубиномеры
- Индикаторы;
- Концевые меры длины.
Формоизмерительные системы
- Профилометры
- Контурографы
- Кругломеры
Оптические системы
- Измерительные микроскопы
- Металлургические микроскопы
- Измерительные проекторы
Видеоизмерительные системы
- Ручные 2D видеоизмерительные машины (ВИМ)
- 3D ВИМ
- Мультисенсорные 3D ВИМ
Координатно-измерительные машины (КИМ)
- Ручные КИМ
- Мало- и среднегабаритные КИМ
- Крупногабаритные КИМ
- Встраиваемые и цеховые КИМ

Ручной измерительный инструмент – наиболее массовая категория применяемых в промышленности измерительных приборов. Эта группа инструмента позволяет решать следующие задачи:

измерение линейных размеров и высот элементов деталей;
измерение диаметров и глубин отверстий в деталях, а также различных выступов и пазов;
проверка зазоров, точности взаимного расположения деталей и узлов, выверка осей относительно друг друга.

Кроме перечисленных выше технических средств, к ручному инструменту относятся также следующие позиции:

поверочные плиты и линейки;
штангензубомеры (рис. 4.4);
угломеры;
кронциркули;
щупы;
радиусные и резьбовые шаблоны;
наборы образцов шероховатости.

Рисунок 4.4 — Штангензубомер

Формоизмерительные приборы и системы позволяют оценить значения следующих параметров деталей и узлов:

контур и форма (рис. 4.5) деталей сложной геометрии;
шероховатость и волнистость поверхности.

Рисунок 4.5 — отклонения точек профиля цилиндрической поверхности детали при оценке круглости

Приборы для измерения формы, а именно контурографы, профилометры и кругломеры, находят свое применение в различных отраслях промышленности:

— машиностроение – контур и форма валов, параметры резьбы, шероховатость поверхностей, работающих в трении друг с другом, профиль и форма дорожки качения подшипников;

— электроника – толщина напыления и глубина травления на печатных платах;

— автомобилестроение – параметры поршня, шероховатость хонингованных отверстий в блоке цилиндров, геометрия тарелки клапана;

— упаковка – резьбовые соединения на ПЭТ бутылках, круглость дна жестяной банки;

— медицина – шероховатость поверхности искусственных суставов, параметры резьбы на винтах для остеосинтеза и винтах ортодонтических.

Использование специализированных приборов для измерения формы позволит вывести производство и контроль качества продукции на совершенно новый уровень, увеличив его производительность, эффективность и гибкость, а также значительно уменьшить затраты на содержание большой номенклатуры калибров и мер сравнения. К таким системам можно отнести совмещенный контурограф-профилометр (рис. 4.6), позволяющий производить измерение параметров контура детали на макро- и микроуровне.

Рисунок 4.6 — Контурограф-профилометр фирмы Mitytoyo

Оптические приборы и системы являются одним из первых вариантов практической реализации бесконтактных измерений. Данные средства измерений позволяют решат следующий набор задач:

линейные и угловые размеры небольших деталей;
анализ шлифов металлов и сплавов (рис. );
измерение и контроль изделий сложной формы (фасонные фрезы, шестерни, метчики, кулачковые шайбы, лекала, перфорированные заготовки, а так же различные резцы и инструменты).

Рисунок 4.7 — Микрошлиф горной породы в обычном и поляризованном свете

Видеоизмерительные системы (рис. 4.8) появились в рамках развития приборов оптической группы. При общем с измерительными микроскопами назначении новые системы позволяют производить высокоточные измерения с более высокой производительностью. В зависимости от конструкции данные приборы могут отличаться по приводу стола и оптики – ручному или ЧПУ, а также по возможности измерения координаты Z в процессе контроля.

Рисунок 4.8 — Ручная видеоизмерительная машина

Дополнительным отличием видеосистем является более мощное и функциональное ПО, позволяющее упрощать и ускорять контроль партий деталей.

Координатно-измерительные машины сильно востребованы, а порой и просто незаменимы, при изготовлении деталей и приспособлений любых размеров, в том числе и сложных форм, с высокой точностью. Они сокращают время измерения и избавляют от необходимости проектирования, изготовления, хранения, ремонта и поверки контрольных приспособлений.

С помощью КИМ контролируется большинство геометрических размеров, таких как:

— линейные размеры, диаметры, радиусы, координаты отверстий и других элементов;

— допуски формы и расположения элементов;

— отклонения на криволинейных поверхностях;

— шероховатость поверхности (при установке дополнительного датчика).

Наибольший эффект в связи с этим достигается при мелкосерийном и серийном производствах, в которых можно автоматизировать не только непосредственное измерение, но и загрузку-выгрузку деталей, их распознавание и настроить работу в линии.

КИМ применяются во многих сферах от точного приборостроения и медицины до автомобиле- и авиастроения.

Помимо приведенной выше классификации, по конструктивным особенностям КИМ делятся на три типа – консольные (рис. 4.9), портальные и мостовые.

Рисунок 4.9 – Двухконсольная КИМ с ЧПУ для кузовов автомобилей

Далее будет рассмотрено измерительное оборудование пяти видов фирмы Mitutoyo, используемое в компетенции WSR «Цифровая метрология».

4.3.2. Ручной измерительный инструмент

Общие сведения

В составе измерительного инструмента используются следующие приборы:

Цифровой штангенциркуль (рис. 4.10);
Микрометр (цифровой, лезвийный, дисковый), рис. 4.11 — 12;
Нутромер цифровой (двухточечный);
Нутромер цифровой (трехточечный);
Глубиномер микрометрический;
Штангенрейсмас;
Концевые меры длины;

Рисунок 4.10 — Цифровой штангенциркуль Mitutoyo

Рисунок 4.11 — Цифровой микрометр Mitutoyo

Рисунок 4.12 — Микрометр лезвийный Mitutoyo

В табл. 4.5 приведены назначение и основные характеристики применяемого измерительного инструмента.

Таблица 4.5 – Применяемый измерительный инструмент

№	Название прибора/меры	Измеряемые параметры	Диапазон измерений, мм	Погрешность измерений
1	Штангенциркуль цифровой	линейные размеры	0-150 мм	±0,02 мм
2	Микрометр Цифровой	линейные размеры	0-100 мм	±2 мкм
3	Микрометр лезвийный	линейные размеры наружных канавок	0-75 мм	±3 мкм
4	Микрометр дисковый	длина общей нормали зубчатых колес, размеры наружных пазов и канавок	25-50 мм	±4 мкм
5	Цифровой нутромер двухточечный	размеры небольших отверстий и пазов	5-30 мм	±3 мкм
6	Цифровой нутромер трехточечный	размеры отверстий	20-50 мм	±3 мкм

Цифровые инструменты Mitutoyo оснащены системой беспроводной передачи информации U-WAVE (рис. 4.13). К каждому цифровому датчику подключается специальный модуль U-WAVE-T, сигналы от которых собираются и передаются на ПК модулем U-WAVE-R.

Рисунок 4.13 — Схема работы системы U-WAVE

Для сбора и обработки данных с цифровых и аналоговых приборов используется специализированное ПО MeasurLink (рис. 4.14). Это комплекс программных средств, позволяющий решать следующие задачи:

Сбор и анализ данных с различных средств измерений – от инструмента до координатно-измерительных машин;
Анализ измерительной системы;
Учет средств измерений, составление графиков поверки/калибровки.

Рисунок 4.14 — Общий вид окна ПО MeasurLink

Методика настройки и калибровки

Перед измерениями необходимо выполнить настройку и/или калибровку каждого измерительного инструмента. Для всех инструментов при настройке и калибровке необходимо выполнить те же действия, что и для цифрового микрометра – свести измерительные поверхности, проверить и установить нулевое/начальное положение. Рассмотрим общий порядок действий при настройке всех приборов, кроме цифрового нутромера.

Механическое сведение измерительных поверхностей в нулевое/начальное положение;

Если у прибора началом отсчета является нулевое значение, то тогда необходимо подвести подвижную часть до точки касания с неподвижным элементом инструмента. В остальных случаях необходимо взять установочную мер (номинал меры совпадает со значением нижнего предела измерений) и механически зафиксировать ее между измерительными поверхностями при их сведении.

Проверка и установка нулевого (начального) значения шкалы

Необходимо определить значение, установившееся по шкале прибора. Для аналоговых инструментов – по шкалам стебля и барабана, для цифровых – по значению на дисплее.

Полученные значения сравнивают с нижним пределом измерения. Если текущее значение отличается от номинального начала отсчета, необходимо выставить правильное значение:

Для аналоговых приборов – поворотом стебля с применением специальной скобы до совмещения нуля по шкале барабана с контрольной линией стебля;
Для цифровых приборов – нажатием на кнопку Origin.

Отдельно рассмотрим порядок для цифрового трехточечного нутромера (рис. 4.15), на примере измерительной вставки 40-50 мм.

Рисунок 4.15 — Цифровой нутромер Mitutoyo

Механическое сведение измерительных поверхностей в установочном кольце;

Для выбранной измерительной вставки для настройки используется установочное кольцо диаметром 40 мм. Необходимо положить кольцо горизонтально на ровную поверхность, ввести измерительную головку в отверстие кольца и вращением барабана выдвинуть измерительные поверхности нутромера до плотного контакта с поверхностью кольца.

Проверка и установка нулевого (начального) значения шкалы

При несовпадении отсчета на дисплее нутромера с номиналом диаметра отверстия кольца необходимо выполнить следующие действия:

Нажать кнопки Preset;
Зажимая ту же кнопки, добиться мигания знака разряда значения отсчета, которое необходимо изменить;
Коротким нажатием той же кнопки изменить значение выбранного разряда;
Повторить действия с изменением значений других разрядов значения до его полного соответствия номиналу диаметра кольца.

Методика измерений

Процесс измерения измерительным инструментом (рис. 4.16) является самым простым из всех возможных для оборудования компетенции «Цифровая метрология». Нужно придерживаться стандартным рекомендациям по работе со штанген- и микрометрическим инструментом.

Рисунок 4.16 — Измерение размера штангенциркулем

Более сложной является задача обоснованного выбора конкретного измерительного прибора для контроля конкретного размера детали с установленными требованиями по точности (допуском на размер). Можно выделить следующие общие рекомендации:

Учесть назначение инструментов;
Значения погрешности инструмента D и допуска контролируемого размера TD должны удовлетворять следующему соотношению:

Измерение типовой детали

Рассмотрим алгоритм подготовки и проведения измерений типовой детали (рис. 4.17).

Анализ чертежа детали;
Выбор инструмента для каждого размера;
Настройка/калибровка инструмента;
Измерение размеров элементов детали выбранным инструментом.

Рисунок 4.17 — Типовая деталь для измерения ручным инструментом

4.3.3. Системы для контроля размеров и макропрофиля деталей и узлов

4.3.3.1. Кругломер

Общие сведения

В компетенции «Цифровая метрология» используется кругломер модели ROUNDTEST RA-120P (рис. 4.18). Особенностью данного прибора является использование специализированного ПО ROUNDPAK для автоматизации измерений и наличие цифрового поворотного выравнивающего стола (Digital Adjustment Table (DAT)).

Рисунок 4.18 — Внешний вид кругломера RA-120P

Данный прибор позволяет измерять детали – тела вращения диаметром до 280 мм и весов до 25 кг. К числу основных функций относят:

Измерение зубчатых колес;
Пересчет базовых / измеренных данных;
Функция Limaçon компенсирует эксцентричность;
Вращение 3D дисплея;
Отображение в реальном времени;
Упрощенная разбивка (разделенная разбивка);
Волосовины, вспомогательные линии, скрытые линии, линии заполнения;
Установка цветовых параметров для измеряемых данных;
Смещение записанного профиля;
Удаление данных;
Графический анализ (смещение / угол между точками измерения);
Анализ спектра мощности;
Анализ зубьев шестерен;
Гармонический анализ;
Вывод текстовых данных (с помощью формата CSV).

ПО ROUNDPAK позволяет проконтролировать следующие типы отклонений формы и расположения поверхностей:

Круглость;
Цилиндричность;
Соосность;
Плоскостность;
Параллельность;
Перпендикулярность;
Радиальное биение;
Торцевое биение.

При выборе конкретного элемента устанавливается величина соответствующего геометрического допуска по значению с чертежа детали.

Калибровка щупа кругломера

Калибровка щупа выполняется с использованием специальной пленки с известным значением номинальной толщины – 22,8 мкм. Калибровка включает следующие шаги:

Установка пленки на поворотном столе;
Прижатие пленки щупом (положение – сверху, угол 15º);
Вытягивание пленки из-под щупа;
Расчет и фиксация поправочного коэффициента (программно).

После извлечения пленки в окне «Мастер калибровки» (рис. 4.19) отображаются 2 значения высоты, соответствующие положению щупа с прижатой пленкой и после ее удаления из зоны контакта.

Рисунок 4.19 – Окно «Мастер калибровки» на последней стадии калибровки

Методика измерений

Порядок работы с кругломером состоит из следующих этапов:

Калибровка щупа в каждом положении (наклон шупа по углу), которое будет использовано при измерениях;
Установка детали на поворотном столе;

В зависимости от используемой оснастки возможны разные варианты закрепления детали на столе (рис. 4.20). Наиболее удобным вариантом является трехкулачковый патрон.

Рисунок 4.20 — Закрепленная в патроне стола кругломера типовая деталь

Перед установкой необходимо изучить чертеж детали для выбора наиболее удачного варианта ее установки. В результате установки оси детали должна располагаться перпендикулярно к плоскости поворотного стола.

Центрирование/нивелирование детали;

Центрирование/установленной на столе детали производится в четыре шага:

Предварительные сканирования двух сечений на детали.
После предварительных сканирований, значения корректировки центрирования и нивелирования отображаются на мониторе.

Рисунок 4.21 – Результат центрирования/нивелирования

Цифровые микрометрические головки на поворотном столе настраиваются вручную в соответствии с отображаемыми значениями для каждой оси стола.
Центрирование и выравнивание завершено

Разработка измерительной программы в соответствии с требованиями чертежа;

Перед разработкой программы необходимо проанализировать чертеж детали. По итогам анализа нужно получить ответы на следующие вопросы:

Сколько отклонений формы и расположения необходимо проконтролировать;
Какие оси/поверхности являются базовыми;
Какие элементы детали необходимо измерить для контроля конкретного геометрического допуска.

Далее последовательно выбираются измеряемые поверхности вращения, с учетом подходящего направления измерения и относительного положения щупа при измерениях (рис. 4.22). Желательно использовать минимальное количество измеряемых поверхностей для контроля всех геометрических допусков.

Рисунок 4.22 — Окно ПО с подготовленной к запуску программой измерений

Проведение измерений отклонений формы и расположения поверхностей с оценкой геометрических допусков.

После проверки разработанной программы можно произвести ее запуск по нажатию на кнопку «Старт программы» в блоке «Управление прибором». В процессе ее выполнения нужно следовать подсказкам ПО и не ошибиться с измеряемыми поверхностями в привязке к контролируемым отклонениям формы и расположения поверхностей.

Вывод протокола измерений

После отработки всех шагов программы необходимо вывести протокол измерений, в котором будут обобщены сведения о допусках по каждому параметру и их соответствую установленным значениям.

Рисунок 4.23 – окно предварительного просмотра сформированного протокола измерений

Измерение типовой детали

Для примера рассмотрим порядок действий для формирования измерительной программы, приведенной на рис. 4.22. Для текущего установа детали контролю подлежат 3 отклонения формы и расположения – круглость, концентричность и осевое биение. Приведем основные параметры данных геометрических допусков (табл. 4.6).

Таблица 4.6 — Сводные данные по контролируемым допускам

№	Тип допуска	Значение допуска, мкм	Базовые элементы	Измеряемые элементы
1	круглость	50	—	1 (наружная цилиндрическая поверхность)
2	концентричность	50	1 (центр измеренного цилиндра)	1 (наружная цилиндрическая поверхность)
3	торцевое биение	50	1 (ось вращения детали)	1 (торцевая поверхность)

Для формирования программы измерений потребуется использовать функцию «Элемент вращения» с разной ориентацией щупа:

Снаружи – для контроля допусков круглости и концентричности;
Внутри – при измерениях базы для допуска концентричности;
Сверху – для измеряемой поверхности в торцевом биении.

Фактическое изменение положения щупа для конкретной ориентации при измерениях выполняется установкой двух параметров – угла наклона щупа и касаемой грани щупа. Для трех перечисленных выше вариантов ориентации необходимо использовать следующие параметры (табл. 4.7)

Таблица 4.7 — Настройки для измерения элементов вращения

Тип измеряемого элемента вращения	Угол наклона щупа	грань щупа
снаружи	+15º	наружная OUT
внутри	-15º	внутренняя IN
сверху	+15º	наружная OUT

Порядок составления измерительной программы по рассматриваемому примеру состоит из следующих шагов:

Первым элементом программы сделать операцию «Центрирование/нивелирование»;
Добавить в программу измерений 4 элемента вращения – 2 снаружи и по одному сверху и внутри. По каждому элементу выполнить настройку (указать тип элемента);
Добавить в программу 3 геометрических допуска, указав в настройках величину допуска в мкм;
В блоке «Список программ измерения» добавить необходимые элементы вращения в анализ по каждому из допусков.
Указать для добавленных в анализ по допускам концентричности и биения соответствующие элементы вращения как базы (для концентричности – одна база, для биения – две).

На последнем этапе необходимо запустить программу измерений и следовать подсказкам программы.

4.3.3.2. Контурограф

Общие сведения

Для измерения контура деталей применяются контурографы модели Contracer CV-2100М4. Данные измерительные системы представляют собой блок с автоматизированным держателем щупа, закрепленном на колонне гранитного стенда (рис. 4.24).

Рисунок 4.24 – Внешний вид контурографа Mitutoyo Contracer CV-2100M4

Технические характеристики контурографа обобщены в табл 4.8.

Таблица 4.8 -Технические и метрологические характеристики контурографа

Ход траверсы Z2	350 мм
Прямолинейность траверсы	2,5 мкм / 100 мм
Скорость измерения	0,02–5 мм/с
Скорость привода	X = 0–20 мм/с
Погрешность	X=(2,5+0,02L) мкм, где L — длина перемещения (мм) Z1=(2,5+\|0,1H\|) мкм, где H— высота от горизонтального положения (мм)
Диапазон наклона	±45°
Измерительное усилие	30 мН
Диапазон измерения	Z1=50 мм, X=100 мм
Размеры главного блока (ДхШхВ)	688х450х740 мм
Размеры гранитного основания (ДхШ)	600х450 мм
Масса	115 кг

Контурографы Contracer CV-2100M4 обладают следующими преимуществами:

Большие возможности по оценке контура.
Быстрое перемещение по оси Z2 благодаря специальной рукоятке на колонне.
Автоматическое измерение в обоих направлениях — сверху и снизу.
Скорость по оси X до 20 мм/с.
Простое составление программ измерения для серийных и единичных деталей с ПО FORMTRACEPAK.
Автоматическая оценка, сравнение контуров, сравнение с CAD-моделью и множество других функций в стандартной комплектации.
Централизованная передняя панель управления.

ПО FORMTRACEPAK имеет следующие функции:

управление всеми осями для эффективной автоматизации измерений.
оценка контура с использованием анализа разности координат, угла, шага, радиусов и оценки допуска на контур.
создание оригинальных протоколов результатов измерения с установкой формата печати для удовлетворения особых требований.

Методика калибровки

Калибровка щупа контурографа производится по специальной калибровочной детали (рис. 4.25), состоящей из 3-х элементов:

концевая мера длины номиналом 50 мм (притирается к основанию детали перед началом калибровки);
полусфера диаметром 40 мм;
цилиндрический штифт диаметром 3,999 мм.

Рисунок 4.25 — Калибровочная деталь

Запуск калибровки выполняется через пункт меню ПО FORMTRACEPAK Измерение – Откалибровать. Далее нужно выбрать режим статической калибровки и последовательно измерить щупом три элемента калибровочной детали, следуя подсказкам ПО.

Методика измерений

Порядок работы с контурографом состоит из следующих этапов:

закрепление детали на рабочем столе;

Специфика установки детали на контурограф (рис. 4.26) заключается в том, что рекомендуется устанавливать детали под небольшим углом (левый торец детали должен быть чуть выше, чем правый торец), чтобы при взгляде сбоку профиль контура детали опускался вниз вдоль направления движения щупа (слева направо). Это позволит более четко измерить боковую грань контура детали. Если необходимо выполнить измерения при втором установе, то рекомендуется поменять наклон детали (это позволит точнее измерить второй торец детали).

Рисунок 4.26 — Закрепленная на рабочем столе контурографа деталь

измерение контура детали;

Далее выполняется подвод щупа к детали, опускание щупа до контакта с ее поверхностью и запуск измерения контура. Предварительно необходимо настроить скорость и длину перемещения щупа, а также параметры автовозврата щупа (можно отключить полностью). После завершения измерения контура необходимо аккуратно отвести щуп от детали и поднять измерительный блок в верхнее положение.

В случае проведения повторного измерения недостающего участка контура необходимо обеспечить нахлест начала и конца двух контуров для последующей сшивки.

составление измерительной программы

Данный этап работы с прибором является самым трудоемким. Он включает следующие действия (выполняются на вкладке ПО «Контур»):

сшивка измеренных контуров (при необходимости).

Если на предыдущем этапе было измерено 2 участка контура детали, для дальнейших измерений необходимо произвести их сшивку. Соединение двух и более контуров в один осуществляется после выполнения следующих шагов:

измерения на каждом из контуров 2-х элементов, располагающихся на соседних участках контура (предпочтительно — линия и дуга);
выравнивание двух контуров по измеренным элементам;
соединение контуров.

В результате получается замкнутый контур детали, по которому можно выполнять необходимые измерения.

Выравнивание измеренного контура детали

Данный шаг выполняется через инструмент Выравнивание – поворот. Далее выбирается использованная при сшивке контура линия и направление поворота — Ось Х. По итогам выполнения шага положение контура выравнивается по горизонтали (рис. 4.27).

Рисунок 4.27 — Фрагмент сшитого и выравненного контура детали

Измерения элементов контура

Необходимо использовать инструменты, расположенные в правой части окна ПО (рис. 4.28). Доступны следующие функциональные блоки инструментов:

Точка;
Линия;
Окружность;
Положение;
Расстояние/уступ;
Выравнивание;
Расчет;
Изменение точек;
Расширенные;
Допуск.

а) б) в)

Рисунок 4.28 – Блоки инструментов (а – точка, б – линия, в – окружность)

Часть размеров могут быть определены параллельно с построением вспомогательных элементов на контуре (диаметр дуги), остальные реализуются как результат применения подходящего инструмента измерения. Для получения размеров между точками и линиями, а также угловых величин необходимо использовать следующие инструменты (рис. 4.29):

расстояние;
шаг;
угол;
разность координат.

а) б)

Рисунок 4.29 — Инструменты блока «Расстояние/угол» (а) и «Положение» (б)

После выбора конкретного инструмента в блоке активным становится набор вариантов его использования (рис. 4.30). Этот набор постоянен для всех инструментов. В число основных вариантов входят:

Точка;
Диапазон по Х
Диапазон по Y;
Прямоугольник;
Ось Х;
Ось

Рисунок 4.30 — Набор вариантов использования инструментов

вывод протокола измерений

Окно редактирования протокола открывается после нажатия на пункт меню «Шаблон протокола». Далее необходимо перенести и настроить отображение элементов протокола, приведенным в правом поле окна ПО (рис. 4.31).

Рисунок 4.31 — Вид окна с протоколом измерений

Измерение типовой детали

Рассмотрим порядок подготовки и составления измерительной программы для контура типовой детали (рис. 4.26). Необходимо последовательно выполнить следующие этапы:

измерение двух фрагментов контуров детали в двух установах;

Контуры измеряются с нахлестом линий и в разных угловых ориентациях оси закрепленной на столе детали.

формирование измерительной программы
- сшивка двух линий контуров в одну и выравнивание по оси Х;
- построение дополнительных элементов на контуре;

На основе анализа чертежа детали нужно определить перечень необходимых вспомогательных элементов контура следующих типов: линия, точка пересечения, дуга. Необходимо использовать соответствующие инструменты ПО и подходящие варианты их использования (диапазон, прямоугольник). Разберем элементы, необходимые для измерения линейных и угловых размеров, приведенных на фрагменте контура (рис. 4.32).

Рисунок 4.32 – Фрагмент измеренного контура

Дополнительными элементами на рассматриваемом фрагменте контура являются 6 точек пересечения. Они получены инструментом «Пересечение» при выбранном варианте «Диапазон (вертикальные линии)». При активации инструмента последовательно выделяются фрагменты двух пересекающихся линий контура, после чего программа автоматически проставляет точку их пересечения на контур.

измерение размеров между построенными элементами

Линейные размеры получены применением инструмента «Разность координат» (блок «Положение») и варианта «Результат». Выбираются две точки, соответствующие конечным элементам интересующего размера. Далее в появившемся окне настраивается номинал размера и его предельные отклонения.

Угловые размеры определяются инструментом «Угол» с вариантом и порядком действий, аналогичным инструменту «Пересечение» при построении точек. В завершении также указывается номинальное значение угла и его отклонения. Красный цвет прорисовки размера указывает на несоответствие действительного размера его интервалу допуска.

4.3.4. Видеоизмерительные микроскопы

Общие сведения

ВИМ идеально подходит для наблюдения поверхностей деталей, изготовленных из самых различных материалов. В компетенции «Цифровая метрология» используется ручная ВИМ Quick Scope серии QS-L Z/AFB (рис. 4.33). Основные характеристики ВИМ данной модели приведены в табл. 4.9.

Рисунок 4.33 — ВИМ Quick Scope с пультом управления

Таблица 4.9 — Технические и метрологические характеристики ВИМ

Механизм подачи	Оси XY: ручной/ось Z: привод с автофокусом
Диапазон (X×Y×Z)	300 × 170 × 150 мм
Разрешение/ тип датчика	0,1 мкм / Линейный датчик
Датчик изображения	Цветная ПЗС-камера 8,46 мм (1/3″)
Погрешность измерения	XY (2.5+0,02L) мкм [L= измеряемая длина, мм] Z (5+0,006L) мкм [L= измеряемая длина, мм]
Размер стекла стола, мм	370 × 240 мм
Макс. нагрузка стола	20 кг (44 фунта)
Освещение	Контурная подсветка: галогенная 12 В/30 Вт Поверхностная (коаксиальная) подсветка: галогенная 12 В/50 Вт Оптоволоконная кольцевая подсветка: галогенная 12 В/100 Вт
Размеры (ДхШхВ)	Осн. блок 682 × 852 × 837 мм Блок упр. 186 × 452 × 381 мм
Масса	Осн. блок 134 кг (298 фунтов) Блок упр. 14 кг (31 фунт)
Энергопотребление	400 Вт

ВИМ Quick Scope обладает следующими преимуществами:

Разрешение 0,1 мкм и диапазон измерений 150 мм по оси Z.
Моторизованный зум-объектив позволяет легко и быстро менять увеличение.
Точная и гибкая настройка подсветки для соответствия поверхности любой детали.
Система быстрой блокировки стола позволяет переключаться между грубым и плавным перемещениями.
Функция навигации перемещения столика позволяет составлять сложные измерительные программы даже на ручных моделях.
Автоматическая фокусировка.

Измерение размеров элементов деталей выполняется в ПО QSPAK (рис. 4.34). Основной экран включает в себя следующие окна:

Video (отображает сигнал с камеры);
DRO (координаты текущей точки);
Function (набор функций);
Tool (набор инструментов);
Measurement (панель сбора данных, настройки и фиксации результата применения инструмента);
Tolerancing Result (сводные данные по соответствию действительных размеров требованиям к их точности);
Light/Stage (уровни подсветки и увеличения);
Measurement Result (результаты измерений и контроля допусков).

Рисунок 4.34 – Вид окна ПО QSPAK

Методика измерений

Подготовка к измерениям после запуска ПО
Обнуление шкал линеек

Данная стадия запускается автоматически после запуска ПО. Необходимо следовать появляющимся подсказкам (рис. 4.35), и после выполнения перемещений стола нажимать ОК.

Рисунок 4.35 — Всплывающее окно ПО при обнулении шкал линеек рабочего стола

Всего необходимо сделать 3 перемещения рабочего стола – влево, вправо и вверх.

Размещение детали на предметном столе

При размещении детали нужно учесть следующие рекомендации:

Совместить центр детали с центром рабочего стола (приблизительно);
При последующем использовании нижней подсветки переместить рабочий стол так, чтобы зона освещения совпала с зоной расположения детали.

Итог размещения учебной детали приведен на рис. 4.36.

Рисунок 4.36 — Учебная деталь на рабочем столе ВИМ

Фокусировка
- Грубая фокусировка

После включения подсветки переместить объектив до появления изображения детали. Далее нужно подвести перекрестие на изображении фрагмента детали к зоне контрастного перехода (темная/светлая область).

Настройка подсветки.

После грубой фокусировки необходимо подстроить уровень подсветки детали. Для этого можно воспользоваться инструментом «Отображать участки светового насыщения» (рис. 4.37). Желтые пятна на экране отражают участки с повышенным световым насыщением. Чтобы выбрать оптимальный уровень освещения, необходимо снижать процент подсветки. Будет видно, как «желтых пятен» становится меньше. Снижать необходимо до уровня, при котором полностью исчезнут «желтые пятна».

Рисунок 4.37 — Настройка подсветки детали

Автофокусировка

Необходимо нажать на кнопку «Автофокус» на панели инструментов. По результатам анализа ВИМ переместит объектив на оптимальную высоту, обеспечивающую четкое изображение детали (рис. 4.38).

Рисунок 4.38 — Изображение детали после автофокусировки

Формирование измерительной программы
Построение дополнительных элементов;

Для измерения большинства размеров потребуется построить дополнительные элементы на изображении детали – линии, точки пересечения, окружности, дуги и т.п. Для их построения необходимо использовать соответствующую функцию (что нужно построить) и подходящий инструмент (способ получения элемента) (рис. 4.39 и 40).

Рисунок 4.39 – Наборы функций

Рисунок 4.40 – Наборы инструментов

Предпочтительно использовать автоматические инструменты, на пиктограммах которых присутствует красная стрелка:

Точка;
Прямая;
Окружность;

В процессе построения необходимо следовать подсказкам на панели сбора данных.

Рисунок 4.41 – Вид панели сбора данных при построении окружности

Измерение необходимых размеров;

Часть размеров могут быть получены при построении вспомогательных элементов, остальные формируются при использовании соответствующих функций:

Расстояние «точка – точка»;
Расстояние «точка – прямая»;
Угол;

Для контролируемых элементов рекомендуется указывать их наименования с идентификационными признаками (номер элемента, номинал и т.п.).

Сохранение протокола измерений

Для сохранения протокола необходимо последовательно перейти по пунктам меню ПО «Файл» — «Сохранить как» — «Результаты измерений».

Измерение типовой детали

Рассмотрим порядок построения и измерения базовых элементов учебной детали (рис. 4.36) – диаметр окружности и расстояния (точка – линия). Этап подготовки к измерениям был рассмотрен выше и завершен автофокусировкой (рис. 4.38).

Измерение диаметра окружности
- Построение окружности

Нужно разместить измеряемую окружность в поле зрения и выбрать функцию «Окружность» и инструмент «Быстрый инструмент окружность». На панели сбора данных появятся соответствующие данные.

Далее в рабочем поле необходимо навести курсов на зону контраста выбранной окружности и один раз кликнуть мышкой. Построенный элемент должен выделиться цветными точками и двумя граничными окружностями (рис. 4.42).

Рисунок 4.42 — Результат построения окружности

Измерение диаметра

Необходимо нажать «ОК», и в появившемся окне «Результаты измерений» ввести название элемента и оставить соответствующую галочку для отображения на рабочем поле (рис. 4.43). Для задания допусков на размер необходимо перейти на вкладку «Информация о ПД». После завершения настроек размер элемента отобразится в панели Видео.

Рисунок 4.43 — Окно настроек измеренной окружности

Измерение расстояния (центр окружности – линия).

Рассмотрим оценку размера от центра построенной на предыдущем шаге окружности до торца детали.

Построение линии

Нужно выбрать функцию «Линия» и инструмент «Быстрый инструмент линия». На панели сбора данных появятся соответствующие данные.

Далее в рабочем поле необходимо навести курсов на начальную и конечную точку боковой грани детали в зоне контраста и кликнуть мышкой. Линия должна выделиться цветными точками и красным прямоугольником (рис. 4.44). В появившемся окне заполнить поля по аналогии с построением/измерением окружности (дать название Линия 1).

Рисунок 4.44 — Этап построения линии

Измерение расстояния

Выбрать функцию «Расстояние между линией и точкой». На панели «Измерение» выбрать «По точкам» и в открывшемся окне переместить строку «Окружность…» (рис. 4.45) в правый столбец. Нажать «ОК». На панели «Измерение» также нажать «ОК». Далее, выбрать «Элемент» и в открывшемся окне выбрать построенную линию — Линия 1. Нажать «ОК».

Рисунок 4.45 — Выбор окружности для измерения расстояния

Далее, в окне «Результаты измерений» ввести название параметра и оставить галочку во втором столбце для параметра LC – расстояние от линии до центра окружности (рис. 4.46).

Рисунок 4.46 — Окно настроек расстояния

После завершения настроек размер отобразится в панели Видео (рис. 4.47).

Рисунок 4.47 — Фрагмент измеренного размера от грани до центра окружности

4.3.5. Системы для оценки шероховатости поверхности

Общие сведения

Традиционно для измерения параметров шероховатости и волнистости поверхности применяются профилометры. Рассмотрим портативный профилометр Surftest SJ-410, устанавливаемый на гранитный стенд с рабочим столом (рис. 4.48). Технические характеристики прибора обобщены в табл. 4.10.

Рисунок 4.48 – Профилометр SJ-410

Таблица 4.10 – Технические и метрологические характеристики профилометра SJ-410

Измерительное усилие	4 мН
Погрешность измерений	3% от измеряемой величины
Угол измерительного наконечника	90°
Радиус измерительного наконечника	5 мкм
Ход траверсы	25 мм
Скорость измерения	0,05; 0,1; 0,5; 1 мм/с
Метод измерения	Без опоры / с опорой
Диапазон	800 µm; 80 µm; 8 µm (up to 2,4 mm with an optional stylus)
Позиционирование	±1,5° (наклон), 10 мм (вверх/вниз)
Профили	Primary Profile (P), Roughness Profile (R), Waviness (W), MOTIF (R, W) and more
Стандарты	EN ISO, VDA, JIS, ANSI и пользовательские настройки
Цифровой фильтр	Gauss, 2CR75, PC75
Кол-во базовых длин (L)	x 1, x 3, x 5

Профилометр Surftest SJ-410 обладает следующими преимуществами:

Безопорная система с сенсорной панелью управления и встроенным принтером.
Работа от батареи для использования в производственных условиях.
Большой 14,5см [5.7″] цветной ЖК-экран обеспечивает отличную визуализацию.
Безопорный датчик для измерения первичного профиля (P), профиля шероховатости (R), волнистости (W) и многого другого.
Компенсация при измерении криволинейных, радиусных и наклонных поверхностей.
Соответствует многим стандартам: EN ISO, VDA, ANSI, JIS, а также возможны пользовательские настройки.
Сохранение 10 различных условий измерений в памяти SJ-410, до 500 — с дополнительной SD-картой памяти.
Статистические функции и настройка цветной индикации допусков.
Оценка по двум условиям в рамках одного измерения.
Возможность установления пароля на каждую функцию в отдельности.
Поддержка 16 языков.

Настройка и запуск сканирования поверхности осуществляется с блока управления (рис. 4.49), оснащенного принтером. По нажатию на кнопку «Меню» открывается список инструментов.

Рисунок 4.49 — Блок управления профилометром SJ-410

Калибровка щупа

Калибровка выполняется по аттестованной мере шероховатости с номинальным значением параметра Ra=2,97 мкм (рис. 4.50). Для запуска калибровки необходимо войти в пункт меню «Calib. Meas».

Рисунок 4.50 – калибровочная мера шероховатости

Далее необходимо установить меру на рабочем столе, подвести щуп к ее поверхности и выставить положение щупа по высоте в центре диапазона (ориентир – по вертикальному индикатору в левой части дисплея блока управления, он должен занять центральное положение в прямоугольнике и отображаться зеленым цветом). Последний шаг – запуск калибровки нажатием на кнопку Start.

Методика измерений

Порядок работы с прибором состоит из следующих этапов:

Установка измеряемой детали и подвод щупа

При установке деталей (рис. 4.51) необходимо обеспечить положение измеряемых поверхностей без наклонов и в такой ориентации относительно точки касания щупом, чтобы хватило запаса длины оцениваемой поверхности для выбираемой длины трассировки (длина участка измеряемой поверхности детали должна быть больше длины трассировки).

Рис. 4.51 – Установленная для измерения шероховатости деталь

Далее механически щуп подводится до касания с нужной поверхностью и до положения в середине диапазона отклонений.

Настройка режимов трассировки и содержания протокола измерений

Режимы сканирования поверхности настраиваются в пункте меню Condition Settings. Во вкладке Parameters выбираются контролируемые параметры шероховатости. Для необходимых параметров можно установить допуски на значения шероховатости, перейдя с вкладки Evaluating Cond. последовательно по следующим пунктам меню: DetailsSettings – Judge Rules – Mean (рис. 4.52).

Рисунок 4.52 — Окно пункта меню Judge Rules Mean

Далее необходимо проверить настройки режимов на вкладке Evaluating Cond., на которой можно установить следующие базовые настройки:

Базовая длина λ_c, мм (0,08 – 8);
Количество повторов базовых длин N (стандартное значение – 5);
Длина отсечки шага λs, мкм (2,5 – 25).

На отдельной вкладке меню можно настроить скорость сканирования в диапазоне от 0,05 до 1 мм/с.

Элементы содержания протокола измерений настраиваются в пункте меню Set Environ – Set Printer. В протокол могут быть выведены следующие элементы:

Значения контролируемых параметров шероховатости с указанием попадания в допуск;
Режимы трассировки;
Профилограмма;
Комментарий (сведения об операторе и т.п.).
Запуск трассировки поверхности

После проверки или корректировки настроек необходимо вернуться на начальное окно и нажать кнопку Start. При завершении сканирования поверхности щуп автоматически возвращается в начальную точку, после чего можно выполнить его отвод от поверхности детали.

Печать протокола измерений

Протокол измерений (рис. 4.53) печатается по нажатию на кнопку Print.

Рисунок 4.53 — Протокол измерений

Измерение типовой детали

Для получения профилограмм поверхностей конкретной детали следует последовательно выполнять трассировку соответствующих участков. Для измерения профиля криволинейной поверхности необходимо в пункте Prof. Comp. меню Evaluating Cond. установить поправку типа Circle.

4.3.6. Координатно-измерительные машины

Общие сведения

В составе измерительного оборудования компетенции Т64 самой сложной является ручная КИМ Crysta-Plus M 443 (рис. 4.54). Основные характеристики машины приведены в табл. 4.11.

Рисунок 4.54 — КИМ с ручным управлением Crysta-Plus M 443

Таблица 4.11 — Характеристики КИМ

Диапазон измерений	400 x 400 x 300 мм
Погрешность измерений	± (3+0,4L/100) мкм
Тип направляющих	Воздушный подшипник
Фиксация оси	Пневмофиксация в одно переключение
Микроподача:	По всем осям
Шкала	Высокоточный линейный датчик
Макс. масса детали:	180 кг
Масса:	410 кг

Для управления работой КИМ используется ПО MCOSMOS (рис. 4.55). Основные функции ПО MCOSMOS:

Хранение программ измерения в локальной сети
Добавление команд и инструкций для оператора
Создание индивидуальных отчетов по требованию заказчика
Хранение результатов измерения в форматах PDF, XLS, HTML и многих других
Статистика с MeasurLink или экспорт данных в CAQ-системы (CAQ (Computer Aided Quality) — система автоматизированного контроля качества)
Экспорт измеренных геометрических элементов в CAD-системы
Менеджер доступа для авторизованного использования определенных программ измерения в стандартной комплектации

Рисунок 4.55 — Вид окна модуля GEOPAK ПО MCOSMOS

Калибровка щупа

Установка калибровочной сферы;

Калибровочную сферу диаметром 19,9716 мм необходимо зафиксировать на предметном столе по установочному отверстию (рис. 4.56).

Рисунок 4.56 — Калибровочная сфера на предметном столе КИМ

Выбор положения щупа

Калибровка должна быть проведена для всех положений щупа, которые будут использоваться при измерениях. Положение определяют 2 угла:

А – отклонение от вертикальной оси (0 – 90 º);
В – угол поворота вокруг оси Z (-180 º – +180 º)

Необходимо механически установить щуп в нужное положение.

Проведение калибровки
- Подготовка ПО к калибровке

После запуска окна управления данными щупа (рис. 4.57) для выбора нужного положения датчика необходимо нажать на кнопку Define probes.

Рисунок 4.57 – Окно Probe data management

Откроется диалоговое окно, в котором необходимо кликнуть курсором на точку пересечения значений углов A и B. Выбранный вариант отобразится в поле визуализации щупа (вид спереди). Визуализация должна совпадать с физическим положением щупа после поворота по двум осям. В завершении необходимо нажать на кнопку Add, и в таблице справа от кнопки появится новая строка с добавленным положением щупа. Номинал диаметра рубинового шарика на щупе – 3 мм. В окне нажать на кнопку ОК.

Процесс калибровки

Калибровка запускается нажатием на кнопку Calibrate (рис. 4.57). Открывается диалоговое окно настройки параметров калибровки щупа (рис. 4.58). Приведенная в окне схема иллюстрирует зоны снятия точек на сфере. После уточнения количества собираемых точек для запуска калибровки нужно нажать на Ок.

Рисунок 4.58 – Окно Calibrate probe

Открывается окно калибровки, в процессе которой нужно подвести щуп к точкам на поверхности сферы (рис. 4.59). Первая точка – на вершине сферы, остальные – на одной или двух окружностей (как представлено на схеме в окне Calibrate probe). При касании поверхности сферы гаснет красный индикатор над щупом и издается звуковой сигнал. После отвода щупа от сферы номер точки в окне увеличится на единицу (например, с 1-9 на 2-9).

Рисунок 4.59 — Снятие точек на сфере при калибровке

После снятия всех 9 точек окно калибровки автоматически закрывается, и в таблице окна Probe data management (рис. 4.57) появятся результаты калибровки для выбранного положения щупа – диаметр шарика, координаты. Критерием адекватности проведенной калибровки является значение диаметра шарика, близкое к 3 мм.

Для других положений щупа действия повторяются после изменения его положения и настроек режима калибровки.

Методика измерений

Подготовка к работе
Обнуление шкал линеек;

После включения КИМ и ПО может возникнуть необходимость обнулить шкалы линеек по 3-м координатным осям. В этом случае автоматически запускается окно STARTPOS, в котором представлены 3 строки осей координат и индикаторы – красного или зеленого цвета. Необходимо последовательно перемещать колонну щупа по каждой из осей до момента, когда красный индикатор сменится на зеленый. В завершении в окне отобразится положение щупа в системе координат машины.

Выбор рабочей папки;

Первое окно, запускаемое при старте ПО MCOSMOS – модуль PartManager (рис. 4.60). Он управляет папками, создаваемыми пользователями КИМ. После выбора существующей или создания новой папки можно переходить к дальнейшим действиям.

Рисунок 4.60 — ПО MCOSMOS с активным модулем PartManager

Подготовка к измерениям
Закрепление детали на предметном столе

Деталь должна быть жестко зафиксирована на рабочем столе (рис. 4.61). Должны быть исключены 6 степеней свободы (перемещение и поворот относительно осей координат).

Рисунок 4.61 — закрепленная типовая деталь на столе КИМ

Формирование измерительной программы
Запуск режима обучения;

Данным режим запускается после нажатия на кнопку «Learn Mode» для выбранной активной папки и сводится к запуску модуля GeoPak (рис. 4.62). Автоматически может появится диалоговое окно Start up Wizard, в котором приводятся базовые настройки запуска режима обучения КИМ.

Рисунок 4.62 — Модуль Geopak в режиме обучения

Привязка к детали;

Привязка к детали необходима для задания системы координат в точке, связанной с деталью (чаще всего это центр окружности или точки на оси детали). Предпочтительнее выполнять привязку по шаблону, включающему измерение трех элементов:

Плоскость;
Окружность;
Линия.

К плоскости привязывается одна из координатных плоскостей, по центру окружности определяется начало отсчета, и по направлению линии выполняется поворот одной из осей в ранее выбранной координатной плоскости.

Привязка по шаблону запускается нажатием на кнопку «Align co-ordinate System». В появившемся окне необходимо выбрать третий вариант в первой строке (рис. 4.63).

Рисунок 4.63 – Запуск привязки по шаблону

Далее необходимо проверить настройки привязки в появившемся окне (рис. 4.64) и запустить процедуру измерения элементов. В текущем режиме потребуется измерить 4 точки на выбранной плоскости, 5 точек на окружности и 3 точки на линии.

Рисунок 4.64 — Процесс привязки к детали

После запуска привязки по шаблону необходимо следовать подсказкам ПО (рис. 4.65) и измерить 3 элемента. Затем автоматически выполняется задание системы координат детали.

Рисунок 4.65 — Процесс привязки к детали

Измерение элементов детали;

Для измерения элементов детали основных типов необходимо использовать доступные инструменты, расположенные под заголовками меню программы:

Точка;
Линия;
Плоскость;
Окружность;
Цилиндр;
Конус;
Угол;
Расстояние.

После нажатия на пиктограмму инструмента открывается диалоговое окно (рис. 4.66), в котором необходимо указать значения настроек измерения элемента. По нажатию на кнопку с обозначением номинала и отклонений откроется окно настройки интервала допуска размера.

Рисунок 4.66 — Окно настроек измерения линии

Далее в правом поле окна программы появится индикация общего количества и текущей измеряемой точки. После снятия всех точек элемент автоматически строится в поле «Graphics of element», а количественная информация отображается в поле «List of results»

Сохранение протокола измерений

Протокол открывается через исходное окно PartManager после выхода и сохранения результатов в режиме обучения. Необходимо запустить режим настройки протокола и сохранить его в отдельном файле.

Измерение типовой детали

Рассмотрим порядок измерений базовых размеров типовой детали, чертеж которой представлен на рис. 4.67. Выберем следующие размеры:

№2 – габаритный размер;
№3 – ширина паза;
№37 – диаметр цилиндра;

Таким образом, потребуются следующие действия:

Построение 4-х линий;
Измерение двух дистанций (размеры 2 и 3);
Измерение окружности на цилиндре (размер 37).

Рисунок 4.67 — Чертеж типовой детали

Для измерения всех размеров достаточно будет использовать одно положение щупа со следующими углами: А=90º и В=-90º.

Построение линий

Выбирается инструмент «Линия», далее в появившемся окне (рис. 4.66) указываются необходимые настройки. В завершении щуп подводится к нужной грани детали и снимается указанное на предыдущем шаге число точек.

Для двух выбранных линейных размеров строятся 4 линии, соответствующие двум боковым граням детали и двум граням паза.

Измерение диаметра окружности

Нужно выбрать инструмент «Окружность» и указать необходимые настройки в окне (рис. 4.68). По нажатию на кнопку с обозначением размера открывается окно настройки интервала допуска размера – номинала и предельных отклонений. Для выбранного размера нужно указать 9g6.

Рисунок 4.68 — Окно настроек окружности

Необходимо нажать «ОК», и коснуться щупом в 4-х точках поверхности цилиндра при фиксированной оси Х (для их расположения на окружности). В завершении в окне графики отобразится контур окружности (рис. 4.69), а в поле List Result появится строка с измеренным размером окружности и его соответствии интервалу допуска (зеленый цвет индикатора – размер в допуске, красная – вне допуска). Красный круг в окне отражает текущее положение щупа.

Рисунок 4.69 — Результат построения окружности

Измерение расстояния.

Рассмотрим измерение габаритного размера №2.

Выбрать функцию «Element Distance». В появившемся окне в качестве первого и второго элементов выбрать линии, соответствующие границам размера (рис. 4.70). Параллельно в окне графики выбираемые линии окрасятся красным цветом и будут отмечены номером – 1 и 2. Аналогично окружности указать отклонения от номинала:

Рисунок 4.70 — Окно настроек измерения расстояния

Для размера №3 порядок действий аналогичен, при настройках нужно указать номинал и отклонения 43±0,03.