Wpływ elementu odniesienia na wynik pomiaru okręgu na CMM

pol Article in Polish DOI:

send Bartosz Gapiński *, Andrzej Kołodziej **, Mirosław Grzelka * * Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych, Instytut Technologii Mechanicznej, Politechnika Poznańska ** Wydział Politechniczny, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Download Article

Streszczenie

Współrzędnościowa technika pomiarowa rozwija się dynamicznie od wielu lat. Dziś jest reprezentowana przez szereg urządzeń, takich jak współrzędnościowe maszyny pomiarowe czy skanery optyczne. Przy pomocy tych urządzeń dokonuje się pomiarów współrzędnych punktów reprezentujących mierzony obiekt. Następnie, stosując odpowiednie oprogramowanie komputerowe, wykonywane są obliczenia pozwalające na ocenę zmierzonych obiektów. Wśród najczęściej kontrolowanych elementów są otwory i wałki reprezentowane przez pojedynczy przekrój, czyli okrąg. W zależności od przyjętej strategii możliwy jest pomiar impulsowy lub ciągły (skaningowy). Następnym krokiem jest dobór elementu odniesienia, który pozwala na obliczenie parametrów elementu integralnego skojarzonego, jakim w rozpatrywanym przypadku jest okrąg zastępczy, oraz elementu pochodnego zastępczego, jakim w tym przypadku jest środek okręgu. Możliwe jest również wyznaczenie odchyłki kształtu na podstawie punktów pomiarowych oraz okręgu zastępczego. Zgodnie z normą ISO/TS 12181, do oceny parametrów okręgu możliwe jest stosowanie jednego z czterech elementów odniesienia. Możliwość zastosowania różnych elementów zastępczych oraz różnej liczby punktów pomiarowych wpływa na uzyskane wyniki pomiaru. W artykule przedstawiono wpływ strategii pomiarowej na uzyskiwane rezultaty, a także zalecenia wpływające na uzyskiwanie poprawnych metrologicznie rezultatów.

Słowa kluczowe

CMM, element odniesienia, odchyłka kształtu, okrągłość, strategia pomiaru

Influence of Reference Element on the Result of Measurement a Circle on the CMM

Abstract

Coordinate measuring technique has been developed strongly for many years. Today this technique is represented by a number of devices, such as coordinate measuring machines and optical scanners. Using these devices coordinates of points that represent the object are measured. Then, in order to valuate geometry of the measured object, calculations with appropriate computer software are performed. Some of the most often controlled elements are holes and shafts, represented by a single section or a circle. Depending on the adopted strategy there are possible pulsing or continuous (scanning) measurement. The next step is to select a reference element, which allows to calculate parameters of an integral associated element. In considered case, this is a circle component replacement. What is more, the derivative component replacement (in this case it is the centre of the circle) is determined. On the basis of both measurement points and the circle replacement, shape deviations might be evaluated. In accordance with ISO/TS 12181 to estimate parameters of the circle it is recommended to use one of four reference elements. The opportunity of applying alternative reference elements and different number of points affect measurement results. The aim of this paper is to present the influence of measurement strategy on the obtained results, and recommendations about how to get metrologically correct measurement results.

Keywords

CMM, fitting element, form deviation, measurement strategy, roundness

Bibliography

  1. Ratajczyk E.: Współrzędnościowa technika pomiarowa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005.
  2. Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistość i chropowatość. WNT 2009.
  3. Adamczak S., Jarema M.: Analiza pomiarów zarysów okrągłości i współśrodkowości za pomocą współrzędnościowej maszyny pomiarowej. „Przegląd Mechaniczny” Nr 9/2007 Suplement, ISSN 0033-2259, Indeks 37108, 141-145.
  4. Kowalski M.: Analiza pomiarów wybranych zarysów z odchyłkami kształtu za pomocą przyrządów pomiarowych 3-koordynatowych. Rozprawa doktorska, Politechnika Krakowska 1993.
  5. Adamczak S.: Normalizacja pomiarów struktury geometrycznej powierzchni. Cz.1: Ocena zarysów okrągłości (ujęcie tradycyjne). „Mechanik” 7/2003, 411-415.
  6. Humienny Z. (red.): Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS) - podręcznik europejski, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa 2004.
  7. ISO/TS 12181-1:2003: Geometrical Product Specifications (GPS) - Roundness - Part 1: Vocabulary and parameters of roundness. International Organization for Standardization 2003.
  8. Adamczak S.: Elementy geometryczne i strategie pomiarowe oceny zarysów kształtów. „Przegląd Mechaniczny” Zeszyt 9S/2005, 87-91.
  9. Gapiński B.: Dokładność wyznaczania odchyłki okrągłości jako funkcja modelu błędu kształtu, elementu odniesienia i liczby punktów pomiarowych. Rozprawa doktorska, Poznań 2008.
  10. Chan F.M.M., King T.G., Stout K.J.: The influence of sampling strategy on a circular feature in coordinate measurements. „Measurement” Vol. 19, No. 2/1996, 73-81.
  11. Huang J.: An exact solution for the roundness evaluation problems. „Precision Engineering"” 23/1999, 2-8.
  12. Jywe W-Y., Liu C-H., Chen C-K.: The min-max problem for evaluating the form error a circle. „Measurement” 26/1999, 273-282.
  13. Gapiński B.: The Roundness Deviation Measurement with CMM. Coordinate Measuring Technique. Problems and implementations. University of Bielsko-Biala 2008, ISBN 78-83-60714-40-9, 279-288.
  14. Weckenmann A., Knauer M.: Comparability of Coordinate Measurements. Zeszyty Naukowe PL Filii w Bielsku-Białej. Budowa i Eksploatacja Maszyn, Nr 44/1998, 245-255.