A mechanikus órák a precíziós gyártás jellegzetes termékei, és hosszú történetük a 13. századi toronyórákig nyúlik vissza. Bár a fogaskerekeket kezdetben súlyok forgatták, már a 15. században felfedezték a rugós módszert, ami lehetővé tette az órák méretének jelentős csökkentését. A karórák a 19. század második felében terjedtek el, és napjainkig használjuk őket. Az óragyártás története Japánban nem olyan hosszú, de amióta a Seiko japán vállalata megalkotta az első kvarcóráit 1969-ben, Japán lett az elektronikus óraszerkezetek fellegvára.
Ebben a fejezetben áttekintést adunk az óraalkatrészekről, valamint példákat hozunk azok megfigyelésére és ellenőrzésére digitális mikroszkóppal.

Óraalkatrészek megfigyelése digitális mikroszkóp használatával

Mik az óraszerkezetek és az Ébauche?

Az óratokon belül az óraszerkezet az a mechanikus rész, ami biztosítja az óra meghajtását. A mechanikus órákban kétféle óraszerkezet van, az automatikus és a kézi felhúzású. Napjainkban az automatikus felhúzás elterjedt. A gyártótól függően az óraszerkezethez rendelt modellszámot kalibernek is nevezhetjük.

Nem minden óragyártó állít elő saját óraszerkezetet. Számos gyártó állít elő úgy órákat, hogy teljes óraszerkezeteket vásárol az óraszerkezet-gyártóktól.
A félkész óraszerkezetet nevezzük ébauche-nak, ami franciául azt jelenti, üres, vázlatos.

A mechanikus órák frekvenciája és köveinek száma

A mechanikus órák frekvenciája

A mechanikus órák óraszerkezetét egy egyensúlyozó rugó mozgatja, ami az egyensúlyozó kerék nevű alkatrész közepében van elhelyezve. Az egyensúlyozó rugó ismételt kinyúlása és összehúzódása miatt az egyensúlyozó kerék előre-hátra pörög (rezeg).
A frekvencia mutatja, hogy az egyensúlyozó kerék óránként hányszor rezeg.
A legújabb mechanikus óraszerkezetek frekvenciája 28800 (másodpercenként 8 rezgés). A magas ütemű mozgások frekvenciája meghaladja ezt az értéket, az alacsony ütemű mozgások frekvenciája pedig alacsonyabb ennél az értéknél.

Egyensúlyozó kerék
  • A: Egyensúlyozó rugó

Kövek száma

Amikor egy mechanikus órában elfordul a fogaskerék, a tengely kopást okoz. Ezért mesterséges rubinköveket használnak csapágyként, hogy minimális legyen a kopás. A csapágyazás mellett a mesterséges rubinköveket a horgonyvillaszár könnyen kopó horgonyvilláin is használják.
Csak a gyémánt keményebb a rubinköveknél, ezért a rubinköveket hosszú ideje használják köves mechanikus óraszerkezetekben. Minél nagyobb a kövek száma, annál kifinomultabb és bonyolultabb az óraszerkezet.

Horgonyvillaszár
  • A: Rubinkövek
  • A: Egyensúlyozó kerék
  • B: Billegő felső csapja
  • C: Kő a központi keréken
  • D: Egyensúlyozó rugó
  • E: Horgonyvillaszár
  • F: Kimenő emelőkő
  • G: Bemenő emelőkő
  • H: Gátkerék

A kvarcórák frekvenciája

A kvarcóra kristályoszcillátort tartalmaz.
A kristály elektromos áramot termel, amikor mechanikus erő hat rá. Ezt nevezzük piezoelektromos hatásnak. Ezzel szemben elektromosság (feszültség) hatására mechanikus torzulást hoz létre. Ezt nevezzük inverz piezoelektromos hatásnak. A kristályoszcillátorok inverz piezoelektromos hatást használnak.
A jellemző frekvencia 32,768 kHz. Ezt egy IC másodpercenként 1 impulzusra (1 Hz) alakítja át, hogy a másodpercmutatót 1 másodperccel előre mozdítsa.

Piezoelektromos hatás
Inverz piezoelektromos hatás

Példák az óraalkatrészek megfigyelésére digitális mikroszkóp használatával

Ebben a részben új példákat mutatunk be az óraalkatrészek megfigyelésére s KEYENCE legújabb VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkópjával.

Óramutató felületi megmunkálási státuszának megfigyelése

Az optikai árnyékhatás üzemmóddal készült kép lehetővé teszi a felületi textúrák egyértelmű megfigyelését.

500×, koaxiális megvilágítás
Koaxiális megvilágítás + optikai árnyékhatás üzemmód

Kristályoszcillátoron levő ezüstgőzöléses felület megfigyelése

Az optikai árnyékhatás üzemmóddal készült kép lehetővé teszi a kristályirányok egyértelmű megjelenítését.

2000×, koaxiális megvilágítás
Koaxiális megvilágítás + optikai árnyékhatás üzemmód

Csiszolt kristályfelszín megfigyelése

A differenciál interferencia kontraszt (DIC) és a HDR lehetővé teszi a felület hullámosságának megjelenítését.

100×, koaxiális megvilágítás + HDR + DIC

Óraszíj bevonófólia pergése (3D-s profilmérés)

A 3D-s profilmérés lehetővé teszi a bevonófólia pergésének számszerűsítését.

1000×, koaxiális megvilágítás