CZ304652B6

CZ304652B6 - Způsob zpřesnění a zrychlení mikroskopického hodnocení jakosti povrchu vzorku a relokační přípravek k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ304652B6
Application number: CZ2012-677A
Authority: CZ
Inventors: Vladimír Pata; Martin Řezníček; David Maňas; Michal Staněk
Original assignee: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-08-20
Also published as: CZ2012677A3

Abstract

Hodnocený vzorek se nejprve upevní na pracovní plochu (1a) upínacího stolku (1) relokačního přípravku. Relokační přípravek jako celek se potom upne na stůl měřicího mikroskopu, kde se nalezne místo, na kterém se provede hodnocení jakosti povrchu a pomocí prvků (2, 3, 4) mikrometrického nastavení se, ve formě pravoúhlých souřadnic pracovní plochy (.DELTA.x, .DELTA.y) a úhlu rotace (.DELTA.ς) v ose na pracovní plochu kolmou, odečte poloha tohoto místa povrchu vzorku vůči jedné ze čtveřice polohovacích rysek (11b) umístěných na pracovní ploše (1a). Potom se relokační přípravek přemístí a upne na stůl zařízení pro hodnocení jakosti povrchu s tím, že zadáním souřadnic (.DELTA.x, .DELTA.y a .DELTA.ς) vůči příslušné polohovací rysce (1b) do měřicího systému zařízení pro kontrolu jakosti povrchu dojde k přesné lokalizaci místa povrchu vzorku určeného k hodnocení. Relokační přípravek je tvořen upínacím stolkem (1), který je na své pracovní ploše (1a) opatřen alespoň jednou polohovací ryskou (1b) a je spojen s prvky (2, 3) mikrometrického nastavení ve směru pravoúhlých souřadnic pracovní plochy (.DELTA.x, .DELTA.y) a dále s prvkem (4) mikrometrického nastavení úhlu rotace v ose (z) na pracovní plochu (1a) kolmou.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpřesnění a zrychlení hodnocení jakosti povrchu vzorku, zejména pak vzorku polymemího materiálu. Dále se vynález týká relokačního přípravku k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

V současné době si odběratelé součástí vyrobených z polymerních materiálů, kladou stále vyšší nároky na jakost povrchů zhotovených dílů. Aby bylo možno zajistit tyto nároky, je nutné používat nejen kvalitní měřicí systémy pro kontrolu jakosti povrchů, ale i vhodné přípravky, které umožní kontrolovaný polymerní díl vhodně ustavit vůči snímači měřicího systému. Nicméně, toto vše ještě nemusí stačit. Mnohdy je totiž požadováno měření jakosti povrchu opakovat, což může být značně problematické. Na měřeném dílu by totiž, až na zcela výjimečné případy, neměly být kontrolním pracovištěm vytvořeny žádné značky, které by snížily kontrolovanou jakost povrchu. Není tedy vhodné vytvářet mechanické značky typu vrypů, rysek apod. Nemechanický způsob tvorby značek, např. lepením papírových značek, či záměrných křížů, je však také nevhodný. V důsledku adhezivních sil může totiž i zde dojít k poškození povrchu, a to nejen mechanickými prostředky, ale i chemickým procesem.

Je také nutno též uvážit, že vyráběné polymerní díly mohou být tak malé, že žádný z výše uvedených prostředků, které se v současnosti používají, není možné aplikovat již z rozměrových důvodů.

Podstata vynálezu

K odstranění výše uvedených nedostatků přispívá do značné míry způsob zpřesnění a zrychlení hodnocení jakosti povrchu vzorku podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že hodnocený vzorek se nejprve upevní na pracovní plochu upínacího stolku relokačního přípravku, relokační přípravek jako celek se upne na stůl měřicího mikroskopu, kde se nalezne místo, na kterém má být provedeno hodnocení jakosti povrchu. Pomocí prvků mikrometrického nastavení se pak ve formě pravoúhlých souřadnic pracovní plochy (Ax, Ay) a úhlu rotace (Ας) v ose na pracovní plochu kolmou odečte poloha tohoto místa povrchu vzorku vůči jedné ze čtveřice polohovacích rysek umístěných na pracovní ploše. Potom se relokační přípravek přemístí a upne na stůl zařízení pro hodnocení jakosti povrchu a zadáním souřadnic Ax, Ay a Ας vůči příslušné polohovací rysce do měřicího systému zařízení pro kontrolu jakosti povrchu dojde k přesné lokalizaci místa povrchu vzorku určeného k hodnocení.

Toto hodnocení jakosti povrchu může být s výhodou provedeno metodou skenování s tím, že zařízením pro kontrolu jakosti je povrchový skener.

Upevnění hodnoceného vzorku na pracovní plochu upínacího stolku relokačního přípravku se provede s výhodou pomocí plastické fixační hmoty a/nebo mechanickým upevněním.

Relokační přípravek k provádění způsobu podle vynálezu je tvořen upínacím stolkem, který je na své pracovní ploše opatřen alespoň jednou polohovací ryskou aje spojen s prvky mikrometrického nastavení ve směru pravoúhlých souřadnic pracovní plochy a dále s prvkem mikrometrického nastavení úhlu rotace v ose na pracovní plochu kolmou.

- 1 CZ 304652 B6

Prvky mikrometrického nastavení ve směru pravoúhlých souřadnic pracovní plochy upínacího stolku jsou s výhodou prvek mikrometrického nastavení translace v ose x a prvek mikrometrického nastavení translace v ose y, přičemž oba tyto prvky jsou tvořeny pohybovými šrouby s mikrometrickými hlavicemi. Prvek mikrometrického nastavení úhlu rotace v ose na pracovní plochu upínacího stolku kolmou je pak s výhodou tvořen otočným čepem a dalším pohybovým šroubem s mikrometrickou hlavicí a mechanismem převodu translačního pohybu na rotační bázi rotujícího válečku s kloubem.

Mikrometrické hlavice prvků mikrometrického nastavení mají s výhodou rozlišitelnost 0,01 mm a pracovní rozsah 0 až 25 mm.

Výhodou způsobu podle vynálezu a relokačního přípravku kjeho provádění je možnost zajištění opakovatelnosti měření jakosti povrchu polymemího dílu a dále usnadnění jeho upevnění, které zabraňuje nežádoucímu pohybu polymemího dílu během měření.

Další výhodou je zpřesnění zaměření souřadnic polymemího povrchu, který obsahuje nejakostní prvky, jako jsou např. škrábance, trhliny, praskliny apod. Pro dokumentaci zákazníkovi je mnohdy třeba tyto nejakostní prvky nejen nalézt, ale i prostorově nasnímat a vyhodnotit. Tyto prvky jsou však většinou rozeznatelné pouze mikroskopicky, při zvětšení 10ti až 50ti násobném.

Přehled obrázků na výkresech

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložené výkresy, kde představuje: obr. 1 - umístění relokačního přípravku na stole měřicího mikroskopu, obr. 2 - umístění relokačního přípravku na stole měřicího systému zařízení pro kontrolu jakosti povrchu, obr. 3 - celkové schéma relokačního přípravku, obr. 4 - detail s prvků mikrometrického nastavení ve směru pravoúhlých souřadnic pracovní plochy, obr. 5 - detail prvku mikrometrického nastavení úhlu rotace v ose na pracovní plochu kolmou, obr. 6 - využití relokačního přípravku pro snímání a následného hodnocení stop po mikroindentaci.

Příklady provedení vynálezu

Po upevnění polymemího dílu pomocí plastické fixační hmoty na pracovní plochu Ja upínacího stolku i relokačního přípravku (viz obr. 3), se celý relokační přípravek upne na stůl měřicího mikroskopu (viz obr. 1). Zde se nalezne místo, na kterém má být provedeno hodnocení jakosti povrchu a pomocí prvků mikrometrického nastavení se ve formě pravoúhlých souřadnic pracovní plochy Δχ, Ay a úhlu rotace Δς v ose na pracovní plochu kolmou odečte poloha tohoto místa povrchu vzorku vůči polohovací rysce lb na pracovní ploše přípravku.

Po odečtení souřadnic a úhlu se relokační přípravek přemístí a upne na stůl zařízení pro hodnocení jakosti povrchu - v příkladném provedení povrchového skeneru firmy Taylor Hobson (viz obr. 2). Zadáním souřadnic Δχ, Ay a Δς vůči polohovací rysce do měřicího systému tohoto zařízení pro kontrolu jakosti povrchu dojde k přesné lokalizaci místa povrchu vzorku určeného k hodnocení.

-2CZ 304652 B6

Příkladné provedení relokačního přípravku pro zpřesnění a zrychlení hodnocení jakosti povrchu vzorku polymemího materiálu je schematicky znázorněno na obr. 3. Přípravek je tvořen upínacím stolkem i, který je na své pracovní ploše la opatřen alespoň jednou polohovací ryskou aje spojen s prvkem mikrometrického nastavení 2, ve směru osy x pracovní plochy la, prvkem mikrometrického nastavení 3, ve směru osy y pracovní plochy la a dále prvkem mikrometrického nastavení 4 úhlu rotace v ose z na pracovní plochu la kolmou.

Prvkem mikrometrického nastavení 2, ve směru osy x pracovní plochy Ja (víz detail na obr. 4) je prvek translace v ose x tvořený pohybovým šroubem s mikrometrickou hlavicí, která má rozlišitelnost 0,01 mm a pracovní rozsah 0 až 25 mm. Obdobně také prvkem mikrometrického nastavení 3, ve směru osy y pracovní plochy la (viz detail na obr. 4) je prvek translace v ose y tvořený pohybovým šroubem s mikrometrickou hlavicí, která má rozlišitelnost 0.01 mm a pracovní rozsah 0 až 25 mm. Obdobně také prvkem mikrometrického nastavení 3, ve směru osy y pracovní plochy fa (viz detail na obr. 4) je prvek translace v ose y tvořený pohybovým šroubem s mikrometrickou hlavicí, která má rozlišitelnost 0,01 mm a pracovní rozsah 0 až 25 mm. Prvek mikrometrického nastavení 4 úhlu rotace v ose z na pracovní plochu J_a (viz detail na obr. 5) upínacího stolku i kolmou je tvořen otočným čepem 4a a dalším pohybovým šroubem s mikrometrickou hlavicí a mechanismem převodu translačního pohybu na rotační bázi rotujícího válečku 4b s kloubem 4c. Mikrometrická hlavice prvku mikrometrického nastavení 4 úhlu rotace v ose z má rozlišitelnost 0,01 mm a pracovní rozsah 0 až 25 mm.

Jako konkrétní příklad využití relokačního přípravku pro snížení času snímání může sloužit úkol snímání sedmi stop po mikroindentaci mikrotvrdoměrem - viz obr. 6. Bez využití relokačního přípravku byl čas snímání 215 hodin, po jeho aplikaci došlo ke snížení tohoto času na pouhých 27 hodin.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zpřesnění a zrychlení mikroskopického hodnocení jakosti povrchu vzorku, zejména polymemího materiálu, vyznačující se tím, že hodnocený vzorek se nejprve upevní na pracovní plochu (la) upínacího stolku (1) relokačního přípravku, relokační přípravek jako celek se upne na stůl měřicího mikroskopu, kde se nalezne místo, na kterém má být provedeno hodnocení jakosti povrchu a pomocí prvků mikrometrického nastavení (2, 3, 4) se ve formě pravoúhlých souřadnic pracovní plochy (Ax, Ay) a úhlu rotace (Δς) v ose na pracovní plochu kolmou odečte poloha tohoto místa povrchu vzorku vůči jedné ze čtveřice polohovacích rysek (lb) umístěných na pracovní ploše (la), potom se relokační přípravek přemístí a upne na stůl zařízení pro hodnocení jakosti povrchu s tím, že zadáním souřadnic (Ax, Ay a Δς) vůči příslušné polohovací rysce (lb) do měřicího systému zařízení pro kontrolu jakosti povrchu dojde k přesné lokalizaci místa povrchu vzorku určeného k hodnocení.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že upevnění hodnoceného vzorku na pracovní plochu upínacího stolku relokačního přípravku se provede pomocí plastické fixační hmoty a/nebo mechanickým upevněním.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že hodnocení jakosti povrchu se provede metodou skenování a zařízením pro kontrolu jakosti je povrchový skener.
4. Relokační přípravek kprovádění způsobu podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že je tvořen upínacím stolkem (1), který je na své pracovní ploše (la) opatřen alespoň jednou polohovací ryskou (lb) a je spojen s prvky mikrometrického nastavení (2, 3) ve směru pravo-3 CZ 304652 B6 úhlých souřadnic pracovní plochy (la) a dále s prvkem mikrometrického nastavení (4) úhlu rotace v ose na pracovní plochu (la) kolmou.
5. Relokační přípravek podle nároku 4, vyznačující se tím, že prvky mikrometric5 kého nastavení (2, 3) ve směru pravoúhlých souřadnic pracovní plochy (la) upínacího stolku (1) jsou prvek mikrometrického nastavení (2) translace v ose (x) a prvek mikrometrického nastavení (3) translace v ose (y), přičemž oba prvky (2, 3) jsou tvořeny pohybovými šrouby s mikrometrickými hlavicemi.

ío 6. Relokační přípravek podle nároku 4, vyznačující se tím, že prvek mikrometrického nastavení (4) úhlu rotace v ose (z) na pracovní plochu (la) upínacího stolku (1) kolmou je tvořen otočným čepem (4a) a dalším pohybovým šroubem s mikrometrickou hlavicí a mechanismem převodu translačního pohybu na rotační bázi rotujícího válečku (4b) s kloubem (4c).

15 7. Relokační přípravek podle nároků 5 a 6, vyznačující se tím, že mikrometrické hlavice prvků mikrometrického nastavení (2, 3, 4) mají rozlišitelnost 0,01 mm a pracovní rozsah 0 až 25 mm.