Metrologija

koordinatni merilnik

http://jet-engine-lab.technion.ac.il/6thsmp/shacam.pdf

načela koordinatnega merjenja

• koordinatni merilnik je zelo natančen univerzalni merilni stroj.

• namenjen je za natančna merjenja izdelkov tako pri posamični kot tudi serijski izdelavi.

• s koordinatnim merilnikom merimo tako, da se s tipalon dotaknemo merjenca na več mestih, ki jih vnaprej definiramo in so pomembna za določitev geometrijskih prototipov

5 6 4 3

najmanjše število točk za popolno določitev telesa

Postopek trikoordinatnega merjenja

kakšno je merilno območje, natančnost, dostop do merilnega volumna

koordinatni sistem stroja in koordinatni sistem merjenca

http://www.hexagonmetrology.us/applications/technical-resources/metrology-101/727-intro-to-coordinate-metrology

koordinatni sistem stroja se nanaša na smeri pomika stroja koordinatni sistem ima tako orientacijo, da velja relacija:

𝑧 =𝑥 × 𝑦

koordinatni merilni stroji so doživeli velik uspeh odkar merjenca ni potrebno poravnavati s koordinatnim sistemom stroja.

med koordinatnima sistemoma je preprosta transformacija, ki se definira pri vsaki meritvi znova.

povezava med koordinatnim sistem stroja in koordinatnim sistem merjenca

V metrologiji je referenca določena značilnost na izdelku oz. obdelovancu, kot npr. izvrtina, površina ali kanal. Pri merjenju ugotavljamo, ali so dimenzije značilnih oblik in razdalje med njimi ustrezne = znotraj toleranc.

ref. krog

ref. točka

referenčna površina

ref. linija

REFERENČNE ZNAČILNOSTI

translacija in rotacija

da bi izmerili oddaljenost štirih lukenj od luknje na sredini, najprej izmerimo to luknjo, določimo njeno središče in prenesemo staro koordinatno izhodišče v središče te luknje ( translacija ).

prejšnje izhodišče

novo izhodišče

ko smo prenesli izhodišče koordinatnega sistema v novo izhodišče zasukamo koordinatni sistem za 45o in vzdolž nove osi y izmerimo razdaljo do sredine luknje.

razdalje je lahko določiti

Merilna negotovost CMM

Število prostostnih stopenj geometrijskega pogreška 6 prostostnih stopenj v vsaki osi: skupaj 18 p.s. 3 odstopanja pravokotnosti med osmi Skupaj 21 prostostnih stopenj

PROSTOSTNE STOPNJE ZA ENO OS

izmerjeni in konstruirani oblikovni elementi

da bi izmerili oddaljenost štirih lukenj od luknje na sredini, najprej izmerimo to luknjo, določimo njeno središče in prenesemo staro koordinatno izhodišče v središče te luknje ( translacija ).

prejšnje izhodišče

novo izhodišče

izmerjeni krogi

konstruiran krog

izmerjene oblike

konstruirano sečišče

prehod od izmerkov h konstruiranim značilnostim elementov

da bi določili premer luknje, potipamo površino v nekaj točkah, nato je potrebno konstruirati krog in določiti radij prilagojenega kroga

optimizacijski kriterij

po Gaussu

po Čebiševu

maksimalna metrična razdalja

metoda najmanjših kvadratov

Število točk za enolično določitev geometrijskega telesa.

obdelava meritev z metodo najmanjših kvadratov

za primer premice zaplete se za primer bolj kompleksnih geometrij metoda je občutljiva na začetne pogoje in lahko najde namesto globalnega le lokalni minimum

kriterijska funkcija S je kvadratna funkcija, ki ima vedno rešitev

obdelava meritev z metodo najmanjših kvadratov na primeru krožnice

obdelava meritev po kriteriju Čebiševa in tudi generiranje primerov za testiranje programske opreme

štirje postopki določanja krožnosti označeni po standardu

Izvedbe tipalnih sistemov

Tipalni sistem je sestavljen iz tipala in dajalnika signala. Pri sistemu s kontakti uklaplja nagib tipala kontakte, odvisno od smeri odklona (a). Pri sistemu z induktivnim dajalnikom se tipalo, ki je na telo pritrjeno z dvema vzporednima vzmetema, ne odklanja, ampak se premakne vzporedno (b). Premik merimo na podlagi spremembe induktivnosti tuljave. Vrednotenje dobljenih rezultatov je zelo zahtevno in je brez računalnika praktično nemogoče.

Izvedba tipala s kontakti

vzmet zadrži tipalo

na mestu med dotikom

in ga po dotiku vrne

v pravi položaj z

natančnostjo 1 mm

kroglica

tipala

vsak od 3 kontaktov

leži na dveh kroglicah

6 kontaktnih točk

žice, ki vodijo

signale v

koordinatni stroj;

premiki kroglice

sprožijo signal,

ki ustavi gibanje

stroja

Primer meritve

%

G80 G90 G00

T01

M06

G54 X0 Y0

G43 H1 Z100.

1. G65 P9014 X-10. Y-10. Z-5. F1000 %premik

2. G65 P9012 X0.0 Y0.0 S1. %meritev kota

3. G65 P9014 Z10.0

4. G65 P9014 X50. Y40.

5. G65 P9014 Z-5.

6. G65 P9019 D40.0 T10 M20 H0.2 %meritev izvrtine

7. G65 P9014 Z20.0

8. G65 P9014 Y90.

9. G65 P9018 Z5.0 S2. %meritev z koordinate

10. G65 P9014 Z50.0

G28 Z100.

M30

tipalo v X0,Y0

pripeljemo z

ročnimi kontrolami

10 mm od površine

VIR: RLS-Renishaw

Izvedbe tipal kontaktna tipala

dodatna oprema

merilnika

Rezultat meritve

VIR: RLS-Renishaw

TUTOR

PC-DMIS PRO,

PC-DMIS CAD,

PC-DMIS CAD++

CHORUS

QUINDOS