Формирование учебных занятий с применением измерительной системы для измерения шероховатости поверхности MarSurf XR 20

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)

Формирование учебных занятий с применением измерительной системы для измерения шероховатости поверхности MarSurf XR 20

О.Б. Бавыкин

Кафедра «Стандартизация, метрология и сертификация» Университета машиностроения [1] ведет подготовку бакалавров и магистров по ряду направлений, среди которых - 221700.62 «Стандартизация и метрология».

В стандарте на это направление (Приказ от 22 декабря 2009 г. № 799 «Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 221700 Стандартизация и метрология (квалификация (степень) «бакалавр»)» [Текст]// Министерство образования и науки Российской Федерации, 2009. - С. 10) изложены требования к профессиональным компетенциям выпускников в области освоения современных средств измерения и программных продуктов.

Для формирования советующих компетенций кафедрой, в рамках Программы стратегического развития [2], закуплена измерительная установка MarSurf XR 20 [3] и разработаны лабораторные работы по оценке шероховатости поверхности деталей, обработанных различными методами.

Упомянутый прибор представляет собой контактное устройство для измерений параметров шероховатости поверхности (рис. 1). На гранитной плите смонтирована массивная колонна с высокоточными направляющими, на которой крепится привод с установленным в нем датчиком. Деталь крепится на специальном столике или непосредственно на плите. Компьютер подключен к датчику, приводам и элементам управления перемещениями. Управление всеми автоматизированными перемещениями осуществляется при помощи меню на экране монитора с «подсказками» и мышки.

Действие прибора основано на принципе ощупывания неровностей исследуемой поверхности алмазной иглой (щупом) и преобразования возникающих при этом механических колебаний щупа в изменения напряжения, пропорциональные этим колебаниям, которые усиливаются и преобразуются в микропроцессоре. Результаты измерений выводятся на монитор компьютера для выполнения дальнейших расчетов.

Рис. 1. Система MarSurf XR20

Измерительный преобразователь прибора представляет собой индуктивный датчик. Для расширения области использования прибор снабжен набором щупов, которые различаются размером и формой удлинителя, что позволяет измерять шероховатость в отверстиях диаметром от 3 мм, в канавках, на профилях зубчатых колес.

Основные технические характеристики системы MarSurf XR20 представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические характеристики системы MarSurf XR20

Предлагаемые лабораторные работы предусматривают активное применение программы MarWin: она используется для написания измерительного алгоритма, выполнения измерений и обработки измерительной информации с последующим представлением результатов в удобной форме. Основные шаги создания измерительного алгоритма следующие:

1) во вкладке «Параметры» поверхности выбрать параметры шероховатости и волнистости, по которым будет проводиться оценка, а также настроить фильтры. Кроме того, в упомянутой вкладке необходимо задать значения допусков на выбранные параметры;

2) во вкладке «Экспортировать» настроить параметры сохранения полученных результатов измерения: отключить сохранение ошибок экспорта результатов, отключить автоматический экспорт профиля и результатов, включить автоматический экспорт записи измерения в формате PDF. В графе «Экспортировать файл» задать его имя. При этом путь сохранения файлов выглядит следующим образом - С:/Mahr/Users/Administrator/Export;

3)перейти в меню» Помощник измерения», в главном окне которого указать общие настройки измерения (значение контактной скорости, скорости линейного позиционирования и др.), а также в «Сведениях о профиле» внести справочную информацию (название детали, имя контролера и др.);

4) в меню «Помощник измерения» в разделе «Измерение» назначить длину трассирования, скорость измерения и интервал измерения. При необходимости включить и выбрать число многократных измерений из предлагаемого ряда (2-5, 10,50);

5)запустить процедуру измерения, нажав на кнопку «Начало» в «Помощнике измерения».

Разработаны варианты лабораторной работы, содержащие необходимую входную информацию для программирования алгоритма по описанной выше последовательности. Характеристики первых двух вариантов представлены в таблице 2.

Таблица 2. Пример вариантов исходной информации для написания измерительного алгоритма в программе MarWin

Оценка теоретического уровня подготовленности студента, а также защита выполненной лабораторной работы происходят по схеме, изображенной на рис. 2. Стоит отметить, что по этой схеме контроль знаний осуществляется в форме компьютерного тестирования в программном обеспечении MyTestX, хорошо себя зарекомендовавшем [4].

Рис. 2. Схема выполнения лабораторной работы

Дальнейшие перспективы применения установки в учебном процессе связаны с возможностью программы MarWin представлять результаты измерений (профилограмму) в виде временного ряда данных. Это открывает широкие возможности по применению такого современного метода исследования структур, как фрактальный анализ [5-7], в частности - R/S-анализ [8, 9].

По результатам ряда исследований [5-9], такая численная характеристика, как фрактальная размерность (параметр D), наилучшим образом описывает свойства поверхности, сформированной современными методами обработки (например, полученной размерной электрохимической обработкой [10]).

В заключение можно отметить, что проведение лабораторных занятий с учетом разработанного алгоритма программирования и предложенной схемы позволит студентам овладеть следующими компетенциями (Приказ от 22 декабря 2009 г. № 799 «Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 221700 Стандартизация и метрология (квалификация (степень) «бакалавр»)» [Текст]// Министерство образования и науки Российской Федерации, 2009. - С. 10):

- способность и готовность приобретать с большой степенью самостоятельности новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-4);

- способность применять математический аппарат, необходимый для осуществления профессиональной деятельности (ОК-15);

- способность использовать в социальной жизнедеятельности, в познавательной и в профессиональной деятельности навыки работы с компьютером, работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-16);

- выполнять работы по метрологическому обеспечению и техническому контролю; использовать современные методы измерений, контроля и управления качеством (ПК-3);

- проводить изучение и анализ необходимой информации, технических данных, показателей и результатов работы, их обобщение и систематизацию, проводить необходимые расчеты с использованием современных технических средств (ПК-17);

- проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом результатов, составлять описания проводимых исследований и подготавливать данные для составления научных обзоров и публикаций (ПК-20).

Литература

учебный подготоленность студент тестирование

1. «МАМИ» - технический университет URL: www.mami.ru (дата обращения 23/07/14).

2. Программа развития «Московского государственного машиностроительного университета «МАМИ» на 2012-2020 гг. URL: www.mami.ru/psr/?p=program (дата обращения 23/07/14).

3. MahrFertigungsmesstechnik URL: www.mahr.de/ (accessed 23/07/14).

4. Бавыкин О.Б. Применение в образовании специализированных компьютерных программ «NOVA» и «MYTESTX» // IDO Science., 2011. № 1. С. 10-11.

5. Бавыкин О.Б. Оценка качества поверхности машиностроительных изделий на основе комплексного подхода с применением многомерной шкалы // Известия МГТУ «МАМИ», 2012. № 1 (13). С. 139-142.

6. Гачаев А.М. О фрактальной структуре нефтегазовых месторождений //«Инженерный вестник Дона», 2011, №1 URL: www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2011/392.

7. Янюшкин В.В. Фрактальный подход при моделировании процессов протекания в капиллярно-пористых средах на примере решения задач обеспечения безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях и охраны природы // «Инженерный вестник Дона», 2008, № 2 URL: www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2008/56.

8. Mandelbrot B.B., 1987. Fractals // Encyclopedia of Physical Science and Technology, N.Y.: Academic Press, V.5.: 579-593.

9. Hurst H.E., Black R.P., Simaika Y.M., 1965 Long-Term Storege: An Experimental Study / /L.: Constable. 145 P.

10. Саушкин Б.П. Перспективы развития и применения физико-химических методов и технологий в производстве двигателей // Известия МГТУ «МАМИ», 2012. Т. 2. № 2 (14). С. 242-248.

Размещено на Allbest.ru