Profiler: Geräte Zur Messung Der Rauheit. Was Ist Das? Optische, Laser- Und Andere Berührungslose Modelle

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 05:31

Profilometer Ist ein spezielles Gerät zur Messung der Oberflächenrauheit von Einzelteilen, Mechanismen und Elementen aus Materialien unterschiedlicher Dichte. Es hilft, die Qualität des Produkts und den Bedarf an zusätzlicher Verarbeitung zu bestimmen. Der Einsatz und insbesondere die Auswahl der Apparate sind wichtige Schritte in fast jedem Produktionsprozess. Bevor Sie das Messgerät kaufen und in Betrieb nehmen, sollten Sie sich daher eingehend mit den Arten von Profilometern, deren Funktionalität und technologischen Merkmalen vertraut machen.

Was ist das?

Oberflächenrauheitsindex - Dies ist eines der wichtigsten technischen Qualitätsmerkmale eines Produkts, das für den Einsatz unter rauen Bedingungen entwickelt wurde, die einen starken Verschleiß des Herstellungsmaterials mit sich bringen. Der Rauheitsgrad bestimmt sowohl die Gesamtqualität der Arbeit des Produkts - seine Betriebsparameter als auch die Nutzungsdauer. Der Rauheitsindex ist beispielsweise für Verbrennungsmotoren und andere ähnliche Komponenten und Mechanismen mit einer großen Anzahl von beweglichen Teilen und Elementen sehr wichtig.

Während des Betriebs treten an den Arbeitsflächen solcher Mechanismen kontinuierliche Prozesse auf, die sich negativ auf die Struktur und Integrität des Materials auswirken:

• die Bildung von Spänen, Rissen und Graten unterschiedlicher Größe;
• mechanischer Verschleiß des Materials;
• Erosion von Metall, seine teilweise Zerkleinerung.

Um die technischen und betrieblichen Eigenschaften des Produkts zu erhöhen, die Qualität seiner Arbeit zu verbessern und die Haltbarkeit zu verlängern, hilft eine zusätzliche technologische Verarbeitung erheblich - Mahlen … Der Grad der Oberflächenrauheit hängt davon ab, der vom Profilometer gemessen wird.

Solche auftretenden Defekte können die Qualität des Mechanismus noch stärker beeinflussen als starke Überhitzung oder Stöße und dementsprechend schneller seine Verformung verursachen. Und die Überhitzung des Metalls selbst tritt am häufigsten aufgrund übermäßiger Reibung auf, deren Ursache die übermäßige Rauheit der Oberfläche eines einzelnen Elements ist.

Daher ist es die Rauheit, die solche technischen Indikatoren von Materialien stark beeinflusst wie:

• Beständigkeit gegen Korrosionsbildung;
• allgemeine Haltbarkeit;
• zulässiger Reibungskoeffizient.

Mit diesem Gerät können Sie den genauen Zustand der Materialoberfläche und vor allem die Notwendigkeit der Weiterverarbeitung (Reinigen oder Schleifen) bestimmen.

Ansichten

Nach dem Funktionsprinzip sind die Profilometer unterteilt in Kontakt und kontaktlos Geräte. Die Kontaktgeräte sind mit einem speziellen Stahlstichel mit harter Spitze ausgestattet. Es bestimmt den Grad der Rauheit, bewegt sich entlang der Oberfläche des Produkts und gibt die Messwerte an den im Gehäuse des Geräts installierten Bildschirm weiter.

Berührungslose oder optische Profilometer bestimmen den Rauheitsgrad des Teils mit einem optischen Sensor und einem Laser, der auch bei der Untersuchung der Oberfläche die erhaltenen Daten auf einem speziellen Miniaturmonitor anzeigt. Lassen Sie uns beide Arten von Profilometern, die Merkmale ihres Betriebs und die wichtigsten technischen Merkmale genauer betrachten.

Kontaktprofilometer

Betrachten wir als anschauliches Beispiel eines der gebräuchlichsten Kontaktprofilometer - ein Gerät mit digitaler Anzeige des Modells 296. Es ist ein typischer Vertreter von Geräten dieser Messtechnikklasse, deren Funktionsweise auf induktiver Signalwandlung beruht. Dieses Messgerät ist nur zum Messen des Rauheitsgrades von ebenen Oberflächen bestimmt. Strukturell besteht ein Kontaktprofilometer aus folgenden Elementen:

• Stahlstichel mit harter, meist Diamantspitze;
• Vorrichtung zum Bewegen der Sonde;
• Rauheitsmessumformer;
• Digitalwandler und Leistungssignalverstärker;
• Display oder Miniaturmonitor;
• Umkehrsensoren zur Kontrolle der Sonde, die Richtung ihrer Bewegung;
• Messmodus-Schalter;
• Zeitintervall-Einstellungsrelais.

Das Profiler-Modell 296 sowie Geräte einer ähnlichen Modifikation, beispielsweise das Profiler-Modell 130, gelten als stationäre Messgeräte. Diese Geräte werden hauptsächlich verwendet, um die Rauheit von Oberflächen nur unter Labor-, Werkstattbedingungen zu bestimmen.

Daneben gibt es aber auch mobile oder tragbare Kontaktprofiler mit kleinen Abmessungen. Zum Beispiel ein russisches Messgerät Modell TR-100 mit einem piezoelektrischen Wandler.

Obwohl dieses Profilometer nach dem gleichen Prinzip wie die Vorgängermodelle funktioniert, können Sie mit seiner Funktionalität den Rauheitsgrad nicht nur auf ebenen, sondern auch auf konvexen und konkaven Oberflächen bestimmen.

Anpassung der Anzeige der Ausgangsgröße oder Anzeige in Modell TR-100 auf Kosten einer speziellen Einheit durchgeführt, die zusätzlich in den Hauptbetriebskreis des Geräts eingebaut ist. Darüber hinaus verfügt das Profilometer TR-100 über einen größeren Messbereich - von 0,05 bis 50 Mikrometer (μm). Sein wesentlicher Nachteil gegenüber Labor- oder Werkstattgeräten ist die geringere Bestimmungsgenauigkeit (der Unterschied zwischen den Modellen beträgt ca. 10-12%).

Berührungslose Profilometer

Im Gegensatz zu Kontaktmodellen haben berührungslose Profilometer mehr Möglichkeiten. Daher sind sie heute viel weiter verbreitet und werden häufiger in der Produktion verwendet. Ihre Hauptvorteile sind die Möglichkeit des Remote-Scannens sowie die Funktion der Online-Datenübertragung und der automatischen Ausgabe von Informationen an einen Computermonitor oder Drucker zum anschließenden Drucken . Der zulässige Abstand oder Abstand von der untersuchten Oberfläche hängt vom spezifischen Modell des Messgeräts ab. Wie bei den Kontaktmodellen gibt es auch bei kontaktlosen Geräten zwei Haupttypen - stationär und tragbar.

Ein berührungsloses stationäres Profilometer mit der Funktion, das erhaltene Ergebnis aufzuzeichnen, umfasst die folgenden Elemente:

• Landeplatte mit speziellen Rillen, in denen das Testmaterial oder Produkt fixiert wird;
• spezieller Laserkopf zur Oberflächenabtastung;
• ein optisches Gerät mit primären Messumformern - ein spezieller Sensor oder Sensor;
• Führungskanal für die Wellenübertragung - Wellenleiter;
• ein computergestützter Knoten mit einer geeigneten Benutzerschnittstelle zum Steuern des Geräts und zum Anschließen zusätzlicher Aufzeichnungsgeräte daran.

Die durchdachte Funktionalität des berührungslosen optischen Profilometers ermöglicht es Ihnen, eine sehr große und in den meisten Fällen erschöpfende Menge an notwendigen Informationen zu ermitteln und auf dem Monitor anzuzeigen. Detaillierte Daten helfen dabei, den Grad der Oberflächenrauheit und den Bedarf an Weiterverarbeitung möglichst genau zu ermitteln. Die resultierenden Informationen umfassen so wichtige Indikatoren wie:

• Scanbereichsprofil - längs und quer;
• maximal zulässige Messgenauigkeit für eine bestimmte Oberfläche;
• Diskretion (Diskontinuität) des Messschritts der Vorrichtung;
• Lesefehler zum Zeitpunkt des Scannens, sowie den möglichen Gesamtgesamtfehler.

Neben der Hauptfunktionalität bieten solche Profilometer die Fähigkeit notieren Sie die erzielten Ergebnisse auf einem speziellen Thermodruck-Rollenpapier . Die Aufnahme selbst erfolgt in Form eines Profilogramms, sodass das Gerät auch als vollwertiger Profilograph eingesetzt werden kann. Die Steuerung und Überwachung der Abtastung erfolgt in einem separaten Dialogmodus, dies ermöglicht eine Nachmessung des Rauheitsgrades nicht am gesamten Produkt, sondern nur in den erforderlichen Bereichen.

Betrachten Sie als Beispiel für ein tragbares oder mobiles berührungsloses Profilometer eines der beliebtesten Modelle dieses Gerätetyps - Meter deutscher Produktion Mahr MarSurf PS1 . Bei diesem kompakten Gerät wird das Steuersignal über einen speziellen optischen Sensor an die entsprechende Schaltung übertragen. Zufällige unwillkürliche Schwankungen (periodische Teiländerungen) des Abstands zwischen der untersuchten Oberfläche und dem Leseempfänger des Gerätes werden durch ein automatisches System zur Kalibrierung des Messschritts kompensiert.

Das Profilometer ist mit einer praktischen Digitalanzeige und einem speziellen einziehbaren berührungslosen Taststift ausgestattet. Rauheitsmessbereich in tragbares Modell Mahr MarSurf PS1 reicht von 5 bis 15 Mikrometer.

Wie alle modernen mobilen Profilometer funktioniert das Gerät nicht nur über das Stromnetz, sondern auch über eingebaute Batterien. Es gibt auch Modelle mit austauschbaren Batterien.

Wie man wählt?

Die Wahl des Messgeräts hängt direkt von der Art der zu untersuchenden Oberfläche und dem Zweck sowie der Komplexität des zu prüfenden Gegenstands ab. Stationäre berührende und berührungslose Profilometer ermöglichen eine genauere und detailliertere Beurteilung der Materialrauheit . Die Rauheit von harten Oberflächen, wie beispielsweise Teilen aus kohlenstoffreichem Stahl, wird am besten mit einem Diamantstichel gemessen. Es ist bequemer, eine operative oder teilweise Bewertung der Qualität der Materialbearbeitung mit einem tragbaren mobiles Gerät.

Optische berührungslose Messgeräte sind nur für das Scannen gereinigter Materialien ausgelegt – Staub und Schmutz können das Ergebnis erheblich verfälschen.

Unter bestimmten Produktionsbedingungen wird empfohlen, zur Überprüfung solcher Oberflächen hartdiamantbestückte Kontaktprofilometer zu verwenden, da sonst der Rauheitswert falsch ist.