Trzpienie pomiarowe


Trzpień pomiarowy jest częścią składową systemu pomiarowego, która wchodzi w kontakt z przedmiotem, umożliwiając przemieszczenie mechanizmu sondy. Wygenerowany sygnał umożliwia wykonanie pomiaru. Kontrolowany element określa rodzaj i kształt używanego trzpienia pomiarowego. W każdym przypadku kwestią zasadniczą jest maksymalna sztywność trzpienia pomiarowego oraz idealna kulistość końcówki.

Pomyślne wykonanie pomiarów zależy w dużym stopniu od zapewnienia sondzie pomiarowej możliwości dotarcia do mierzonego elementu oraz utrzymania dokładności w miejscu zetknięcia. O wyborze trzpienia pomiarowego decydują takie czynniki, jak elementy geometrii przedmiotu obrabianego, czas kontroli oraz parametry sondy.

W ofercie znajduje się bogaty asortyment trzpieni pomiarowych zarówno dla maszyn współrzędnościowych, jak i obrabiarek, zapewniając użytkownikowi najwyższą możliwą precyzję.

Typy trzpieni pomiarowych


     
 
  Trzpień pomiarowy  
Proste trzpienie pomiarowe

Najprostszy i najczęściej używany typ trzpieni pomiarowych, które nadają się do większości zastosowań pomiarowych. Prostych trzpieni pomiarowych używa się do pomiaru prostych elementów, w wypadku których można uzyskać bezpośredni i niezakłócony styk z mierzoną powierzchnią. Trzpienie pomiarowe są zaopatrzone w kulki wykonane z rubinu, azotku krzemu, tlenku cyrkonu, ceramiki lub węglika wolframu. Obsady i trzony są wykonywane z różnych materiałów — tytanu, węglika wolframu, stali nierdzewnej, ceramiki i włókna węglowego.

   
 
  Gwiazda  
Trzpienie gwiazdowe

Są to konfiguracje trzpieni pomiarowych z kilkoma końcówkami, z trzpieniami zamocowanymi na stałe. Można ich używać do sprawdzania wielu różnych elementów, w tym powierzchni i otworów, do których można uzyskać bezpośredni dostęp.Ta konfiguracja zapewnia elastyczność, umożliwiając zetknięcie z elementami bez zmiany trzpienia pomiarowego. Istnieje możliwość konfigurowania własnych układów trzpieni gwiazdowych, wykorzystując części centralne trzpieni do zamocowania aż 5 części składowych.

     
 
  Trzpień wskazówkowy  
Trzpienie wskazówkowe

Nie należy używać ich w tradycyjnych zadaniach pomiarów XY, są one przeznaczone do pomiarów kształtów gwintów, określonych punktów lub wytrasowanych linii (z niższą dokładnością).Zastosowanie trzpienia wskazówkowego z końcówką półkulistą umożliwia uzgodnienie bazy wymiarowej i wykonanie pomiarów elementów z większą dokładnością, a także można go wykorzystać przy kontroli położeń bardzo małych otworów.

     
 
  Trzpień z półkulistą końcówką  
Trzpienie z półkulistą końcówką

Trzpienie półkuliste są przeznaczone do badania powierzchni chropowatych i głębokich elementów, jak np, otwory. Końcówki ceramiczne są lekkie, wytrzymałe i nie ulegają namagnesowaniu.
Trzpienie te są idealnym narzędziem do pomiarów głębokich elementów i otworów wykonywanych w kierunkach osi X, Y i Z, przy czym występuje potrzeba uzgodnienia bazy wymiarowej tylko jednej kuli. Oprócz tego, wykonywanie pomiarów z użyciem trzpienia z kulką o tak dużej średnicy może zapewnić uśrednienie wpływu bardzo chropowatych powierzchni.

     
 
  Trzpień walcowy  

Trzpienie walcowe 

Te trzpienie stosuje się do pomiarów otworów w blachach, przedmiotach wytłaczanych i cienkich przedmiotach obrabianych, w przypadku których nie można zagwarantować właściwego zetknięcia trzpienia kulkowego. Ponadto, można wykonywać pomiary elementów gwintowanych oraz ustalać położenia środków otworów gwintowanych. Trzpienie walcowe z kulistą końcówką umożliwiają pełne uzgodnienie bazy wymiarowej i wykonywanie pomiarów w osiach X, Y i Z, dzięki czemu możliwa jest realizacja kontroli powierzchni.


     
 
  Trzpień dyskowy   Trzpienie dyskowe

Trzpienie dyskowe są przeznaczone do pomiarów podcięć i rowków w otworach, które mogą być niedostępne dla trzpienia gwiazdowego. Chociaż wykonywanie pomiarów z wykorzystaniem „krawędzi sferycznej” zwykłego dysku zapewnia taką samą efektywność, jak pomiary na równiku dużej kulki trzpienia lub w jego pobliżu, w kontakcie uczestniczy tylko niewielki obszar tej powierzchni kulistej. Dlatego też cieńsze dyski wymagają starannego ustawienia kątowego, aby zapewnić prawidłowy kontakt powierzchni dysku z mierzonym elementem.

     
 
  Trzpień Baza wymiarowa   Trzpienie do uzgadniania bazy wymiarowej narzędzi

Trzpienie pomiarowe do ustawiania narzędzi są wyposażone w precyzyjnie szlifowaną końcówkę w celu uzyskania prostopadłości i równoległości. Tolerancje z jakimi narzędzia mogą być ustawiane zależą od płaskości i równoległości ustawienia końcówki trzpienia pomiarowego. Wszystkie sondy oraz obsady sond umożliwiają dokładną regulację, co pozwala na uzyskiwanie tych ustawień.


Materiały trzpieni pomiarowych

Gama trzpieni pomiarowych produkowanych z materiałów, z których każdy jest optymalizowany w celu dostosowania do różnych zadań pomiarowych. Wybór materiału, z jakiego wykonana jest końcówka i trzon trzpienia, ma decydujące znaczenie.

Materiał kulki


     
 
  Rubinowa kulka trzpienia pomiarowego  

Rubin

Rubin, który jest standardem przemysłowym oraz optymalnym, dla wielu zastosowań, materiałem na kulki trzpieni pomiarowych jest jednym z najtwardszych znanych materiałów. Syntetyczny rubin to w 99% czysty tlenek glinu, którego kryształy (lub „monokryształy ciągnione”) wzrastają w temperaturze 2000°C procesu Verneuil-a. Te monokryształy są następnie cięte i stopniowo obrabiane do ściśle kulistego kształtu. Kulki rubinowe mają wyjątkowo gładką powierzchnię i charakteryzują się wysoką wytrzymałością na ściskanie oraz odpornością na korozję mechaniczną. Występuje bardzo mało zastosowań, w których rubin nie byłby preferowanym materiałem kulek, istnieją jednak dwa takie zastosowania, gdzie zaleca się stosowanie kulek wykonanych z innych materiałów. Pierwszym z nich jest wysokowydajne skanowanie aluminiowych części. Z powodu przyciągania materiałów może wystąpić zjawisko znane jako „zużycie adhezyjne”, które polega na narastaniu na kulce warstewki aluminium pochodzącego z powierzchni skanowanego elementu. W takich zastosowaniach lepszym materiałem kulek jest azotek krzemu. Drugim takim zadaniem jest wysokowydajne skanowanie części żeliwnych. Skutkiem wzajemnych oddziaływań tych dwóch materiałów może być „zużycie ścierne” powierzchni kulki rubinowej. W przypadku takich zastosowań zaleca się użycie kulek z tlenku cyrkonu.


     
 
  Kulka trzpienia pomiarowego z azotku krzemu  


Azotek krzemu

Azotek krzemu ma wiele właściwości podobnych do właściwości rubinu. Jest to bardzo twardy i odporny na ścieranie materiał ceramiczny, który daje się obrabiać do powierzchni kulistych o wysokiej precyzji. Można go również polerować uzyskując nadzwyczaj gładką powierzchnię. Azotek krzemu nie wykazuje przyciągania do aluminium i w związku z tym nie jest narażony na zużycie adhezyjne, obserwowane w przypadku rubinu używanego w podobnych zastosowaniach. Jednakże azotek krzemu wykazuje znaczną podatność na zużycie ścierne przy skanowaniu powierzchni stalowych, zatem jego stosowanie najlepiej ograniczyć do powierzchni aluminiowych.


     
 
  Kulka trzpienia pomiarowego z tlenku cyrkonu  



Tlenek cyrkonu

Tlenek cyrkonu jest szczególnie twardym materiałem ceramicznym, którego parametry zużycia są bliskie rubinu. Jednak właściwości jego powierzchni powodują, że jest on idealnym materiałem w przypadku agresywnego skanowania części żeliwnych.





Materiał trzonów


     
 
  Stalowy trzpień pomiarowy  

Stal

W przypadku trzpieni pomiarowych o średnicy kulki/końcówki 2 mm lub większej i o długościach do 30 mm, jako materiał trzonu powszechnie stosuje się niemagnetyczną stal nierdzewną. W tym przedziale wymiarów jednoczęściowy trzon stalowy oferuje optymalny stosunek sztywności do masy, zapewniając wystarczający prześwit pomiędzy kulką i trzonem bez obniżania sztywności przez połączenie trzonu z gwintowanym korpusem.



     
 
  Trzon trzpienia pomiarowego z węglika wolframu  


Węglik wolframu

Trzony z węglika wolframu są najlepsze pod względem maksymalizowania sztywności w przypadku niewielkich średnic trzonu, wymaganych dla średnic 1 mm lub mniejszych lub długości trzonu nie przekraczających 50 mm. Poza tymi ograniczeniami problem może stanowić masa i utrata sztywności wskutek ugięć na połączeniu trzonu z korpusem.


     
 
  Ceramiczny trzon trzpienia pomiarowego  


Ceramika

W przypadku średnic większych niż 3 mm oraz długości ponad 30 mm trzony ceramiczne oferują sztywność porównywalną ze stalowymi, lecz są znacznie lżejsze od trzonów z węglika wolframu. Trzpienie pomiarowe o trzonach ceramicznych mogą również oferować podwyższone zabezpieczenie przed zniszczeniem sondy, ponieważ w razie kolizji następuje skruszenie trzonu.

 


     
 
  Trzon trzpienia pomiarowego z włókna węglowego  


Włókno węglowe

Masy trzpieni pomiarowych z włókna węglowego są o 20% mniejsze niż masy trzpieni z węglika wolframu, co powoduje, że jest to materiał odpowiedni w przypadku długich trzpieni. Korzystna jest również jego stabilność termiczna, zwłaszcza w przypadku bardzo długich trzpieni pomiarowych, co powoduje, że nadają się do użytkowania w środowisku produkcyjnym.

 


     
 
  Trzon trzpienia pomiarowego z aluminium  

 

Aluminium

Jest to bardzo lekki materiał, dzięki czemu nadaje się idealnie na przedłużacze, lecz tylko w stabilnych, klimatyzowanych środowiskach ze względu na rozszerzalność termiczną.

 


     
 
  Trzon trzpienia pomiarowego z tytanu  

 

Tytan

Tytan jest materiałem stabilnym termicznie w porównaniu z aluminium, ma dobrą sztywność zginania, a także jest bardzo lekki. Te właściwości powodują, że nadaje się bardzo na długie przedłużacze.

 


Źródło: Eugeniusz Ratajczyk, Współrzędnościowe systemy pomiarowe, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2016
Źródło: www.renishaw.com

Filtry
Typ trzpienia
Gwint
Średnica kulki
Zakres długości
Materiał trzonu
14PLN 15518PLN