7. Koordináta méréstechnika

7. Koordináta méréstechnika Coordinate Measuring Machine: CMM, 3D-s mérőgép

Egyiptomi piramis kövek mérése i.e. 1440 Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék

Egyiptomi mérővonalzó, Amenphotep fáraó (i.e. 1550) alkarjának hossza: 524mm Dr. Maros Zsolt [email protected]

A koordináta méréstechnika megjelenése és térhódítása

Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék

Dr. Maros Zsolt [email protected]

1

Hagyományos méréstechnika: A vizsgált elem két pontjának összehasonlítása a mérőeszközzel ill annak skálájával Koordináta méréstechnika: A vizsgált elemen megérintett pontok alapján felvett geometriai (matematikai) elem összehasonlítása az elméleti matematikai elemmel Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


• érintési pontok felvétele • felület illesztése a mért pontokra • az elméleti és a mért felület összevetése • mért elemek közötti műveletek képzése



2

7.1 Koordináta mérőrendszer elemei és folyamata Elemek: • mechanikai rendszer • vezérlés • központi számítógép



A mechanikai rendszer jellegzetességei:

• márvány gépasztal • 3 koordináta menti mozgatás • golyósorsók vagy lineáris motorok • optikai mérőrendszer • pneumatikus csapágyazás • mérőfej • mérőtapintók Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


3

A mechanikai rendszer különböző kialakításai

• oszlopos • konzolos • portál • híd • mérőrobot (karos)



A mérőfejek és tapintók Kapcsoló típusú mérőfej

Renishaw mérőfej: kapcsoló típusú a mérőtapintó helyzete nem fix, tetszőleges szögben , két síkban elforgatható Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék

Folyamatos érintkezésű mérőfej (mérőgép a mérőfejben)


4

Tapintó rendszerek

Anyaguk: rubin

Szerelt csillag tapintó Tapintók henger, kúp, tárcsa, gömb véggel



7.2 A koordináta mérés folyamata és lényege

Mérés végrehajtása: • manuális • gépi (programozott)



5

Mérési pontok felvétele L = ( x2 − x1 ) 2 + ( y2 − y1 ) 2 + ( z 2 − z1 ) 2

A pont megérintésének folyamata:



A tapintó kalibrálása Ismert átmérőjű gömb bemérése

Dinamikus tapitó rádiusz értelmezése

A dinamikus sugár mindig kisebb a statikusnál



6

Kompenzáció D = D’ + 2r A kompenzáció iránya és előjele függ a mérendő felület jellegétől és irányától



7.3 Mérhető standard geometriai elemek

• síkbeli • térbeli elemek

• Pontszerű elemek • Vektorszerű elemek



7

Pontszerű elemek • Váll; pont (xo, yo, zo) • Gömb (D, xo, yo, zo) • Kör (D, xo, yo, zo) • Furat • Tengely Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


Vektorszerű elemek

• Egyenes (irány) • Sík (normál vektor) • Kúp (tengely) • Henger (tengely) • Ellipszis (főtengely) Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


8

7.4 Műveletek mért elemek között, geometriai függvények • távolság • metszés • középpont • vetítés • párhuzamosság • merőlegesség • bezárt szög • elemek mérése • tárolás • műveletek eltárolt elemek között Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


Középpont: pontszerű elemek között

Távolság: pont - pontszerű elem, egyenes, sík Vetítés: pontot, egyenest, kört - síkra Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


9

Metszés: mért geometriai elemek közöttt között


Merőlegesség


Párhuzamosság

Szöghelyzet



10

Leggyakoribb tűrések és helyzettűrések értelmezése Szimbolikus jelölés

Értelmezés

Példa

Egyenesség

Szimbolikus jelölés

Értelmezés

Példa

Síklapúság



Értelmezés


Példa

Körkörösség


Értelmezés

Példa

Hengeresség


Értelmezés

Példa

Kúposság



11



Értelmezés

Példa

Értelmezés

Példa

Párhuzamosság


Értelmezés

Példa Bázis





Értelmezés

Példa

Értelmezés

Példa

Merőlegesség


Értelmezés

Példa

Bázis



12

Értelmezés


Bázis


Értelmezés Példa

Szögeltérés Bázis Szimbolikus jelölés

Értelmezés


Példa


7.5 Koordináta rendszerek A mérések végezhetők: • derékszögű • henger • gömbi Koordináta rendszerben

A választott koordináta rendszer meghatározza a geometriai elem tűrésezését is - ill. ez fordítva is igaz



13

Mérés közben három különböző ponthoz kötött koordináta rendszerben dolgozhatunk: • gépi • normál (munkadarabhoz kötött) • kiegészítő (munkadarabhoz kötött)

A gépi koordináta rendszert kivéve valamennyi szabadon áthelyezhető a mérés során. Irányuk és nullpontjuk változtatható.



A munkadarabhoz rendelt koordináta rendszerek felvételének folyamata: • vektorszerű elem megmérése • koordináta irány azonossá tétele az adott vektorral • az előbbi megismétlése valamely másik koordináta irányban A harmadik koordináta tengely kiadódik Nullpont felvétel vagy eltolás: • Pontszerű sajátossággal rendelkező elem mérése • megfelelő koordináta irányokban történő nullázás Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


14

A munkadarabhoz rendelt koordináta rendszerek felvételének folyamata:



7.6 Bonyolult geometriájú (nem standard) felületek ellenőrzése • a tényleges érintkezési pontnak nincs köze a koordináta irányokhoz • csak programozott módban lehetséges • a tapintót az elméleti felületi normális irányába kell elindítani méréskor az elméleti célpont irányába A rendszer válaszjelet vár, érintési pontra mindig szükség van !



15

Bonyolult felületek mérése

Az elméleti normális esetében is a PP’ távolság minden esetben mint mérési hiba jelentkezik Matematikailag nem felírható felületek esetén különböző letapogatási stratégiákat alkalmaznak.



Sík és térbeli letapogatás (digitalizálás) Síkbeli: a görbült felölet közelítése körökkel:

Térbeli: metszetekre bontás


Felület közelítése elemi háromszögekkel: képzetes mérési pontok! Dr. Maros Zsolt [email protected]

16

7.7 Alkatrészprogram készítésének lehetőségei Alkatrészprogram: a tapintó középpontjának vezérlése: • Pozícionálás: célpont megadása, mozgatás • Mérés. Célpont, megközelítési irány és mérési sebesség megadása • mozgás addig, míg az érintkezés be nem következik • a mért érték (gömb középpon) tárolása A programkészítés módjai: • Öntanuló üzemmód: a kézzel (joystick) végrehajtott műveleteket a rendszer felírja egy file-ba, mely kisebb módosítások után alkatrészprogrammá alakítható át • Alkatrészprogram írása szövegszerkesztőben • CAD kapcsolat, interaktív kiegészítésekkel Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


7.8 A koordináta méréstechnika jellegzetességei • Új filozófiát hoz a geometriai mérések területén • Bonyolult mérések könnyen elvégezhetők • Hagyományos módszerekkel nem mérhető geometriák is ellenőrizhetők • Feltáratlan felületek digitalizálhatók • A megmért elemek között műveletek értelmezhetők • Elfogadhatóan nagy pontosság és reprodukálhatóság • Szubjektív hibák csökkentése • Automatizált a rendszer eredményei visszacsatolhatók • Egyszerű elemek esetén lassúbb a hagyományos módszereknél • Szakképzett munkaerőt igényel • Drága Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék


17

7.9 Fogazott elemek mérése (esettanulmány)





18





19





20



21

7. Koordináta méréstechnika

Recommend Documents