plik Adobe PDF / Get full paper - Adobe PDF file

KOMISJA BUDOWY MASZYN PAN – ODDZIAŁ W POZNANIU
Vol. 27 nr 2
Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
2007
PAWEŁ SWORNOWSKI *
POMIAR ODCHYŁKI OKRĄGŁOŚCI
NA WSPÓŁRZĘDNOŚCIOWEJ MASZYNIE POMIAROWEJ
W artykule zaprezentowano porównanie wyników pomiaru okrągłości za pomocą wyspecjalizowanych przyrządów pomiarowych i „uniwersalnych” współrzędnościowych maszyn pomiarowych. Różne sposoby odzwierciedlenia powierzchni rzeczywistej porównano za pomocą metod
dopasowujących LMS (sumy najmniejszych kwadratów) i MZ (minimalnej strefy).
Słowa kluczowe: odchyłka okrągłości, przyrząd do pomiaru odchyłki okrągłości, współrzędnościowa maszyna pomiarowa
1. WPROWADZENIE
Rozwój technik wytwarzania oraz metod pomiarowych pozwala na pełniejszą
identyfikację rzeczywistej geometrii i stanu powierzchni wyrobu. Wobec ciągłego wzrostu wymagań dotyczących maszyn i obrabianych części należy nie tylko
spełniać założone tolerancje wymiarowe, ale także analizować występujące błędy kształtu. Jednym z trudniejszych problemów podczas pomiarów odpowiedzialnych elementów maszyn jest kontrola błędów kształtu. Trudności te wynikają z konieczności dysponowania wyspecjalizowanym przyrządem z dokładną
bazą odniesienia. Pomiary takimi przyrządami są przeważnie czasochłonne i
wymagają laboratoryjnych warunków. Jeżeli jednak sprawdzane wyroby produkowane są seryjnie lub masowo w ustabilizowanych procesach technologicznych, to można założyć, że mają one charakterystyczne dla tych procesów błędy
kształtu, powtarzalne w ujęciu statystycznym [1, 4]. W takim przypadku pomiary tego typu błędów można znacznie uprościć.
Obecnie coraz częściej stosuje się współrzędnościowe maszyny pomiarowe
(WMP) wyposażone w aktywne lub pasywne głowice skanujące [6, 7]. Podczas
pomiarów na takiej maszynie końcówka głowicy styka się z badanym przedmio*
Dr inż. – Instytut Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej.
92
P. Swornowski
tem w wielu punktach, a zatem można założyć, że głowica skanująca WMP porusza się podobnym torem jak końcówka pomiarowa wyspecjalizowanego przyrządu do pomiaru okrągłości. Dzięki użyciu WMP do pomiaru odchyłki okrągłości znacznie zwiększa się zakres pomiarowy i dopuszczalna masa mierzonego
elementu. Nie trzeba także wykonywać czasochłonnej czynności centrowania osi
stołu obrotowego i mierzonego elementu, koniecznej w wyspecjalizowanych
przyrządach, chociaż należy zauważyć, że istnieją metody obliczeniowe pozwalające skorygować brak współosiowości w pewnym niewielkim zakresie (do 0,4
mm) [7, 9]. Niezaprzeczalną zaletą techniki współrzędnościowej jest możliwość
pomiaru skomplikowanych geometrycznie elementów. Wyspecjalizowane przyrządy mają pewne ograniczenia techniczne, a najważniejsze z nich to masa
i kształt mierzonego elementu (przeważnie są to tuleje cylindryczne lub wałki)
oraz stosunkowo mała prędkość obrotowa stołu pomiarowego (5–10 mm/s), co
w porównaniu z prędkością 500 mm/s w technice współrzędnościowej (system
Revo firmy Renishaw [16]) jest wartością bardzo skromną. Niestety, ta cecha
współrzędnościowej techniki pomiarowej jest poważnym ograniczeniem przy
wyznaczaniu odchyłki okrągłości. Oczywiste jest, że WMP nie może funkcjonować wbrew prawom fizyki. Im cięższa jest jej konstrukcja i mniej sztywna
końcówka pomiarowa (szczególnie do długich zestawów), tym większy będzie
błąd pomiaru przy zwiększaniu prędkości skaningu. Błąd ten jest spowodowany
dynamicznym odkształceniem całej ruchomej części WMP podczas jej gwałtownych przemieszczeń, a więc maksymalna prędkość skaningu musi być uzależniona szczególnie od typu WMP i zastosowanego zespołu głowica–końcówka
pomiarowa. Ciekawym „obejściem” tego problemu mogą być nowe aktywne
głowice skanujące Revo i Gyro firmy Renishaw [6]. Zupełnie odmienna zasada
działania tych głowic pozwala na pomiar okrągłości przy nieruchomej pinoli
WMP, a więc nie występuje problem dynamicznych odkształceń WMP, nawet
przy prędkości maksymalnej 500 mm/s. Jednak należy podkreślić, że jest to
nowe rozwiązanie, niezweryfikowane jeszcze na rynku. Ponadto, przy ekstremalnie dużych prędkościach skaningu mogą wystąpić trzy zjawiska wpływające
na dokładność pomiaru:
1. Mechaniczne uszkodzenia przedmiotu mierzonego. Należy pamiętać, że
przy dużych przesuwach WMP cała jej ruchoma część jest wprawiona w ruch
i natychmiastowe zatrzymanie tak dużej masy jest niemożliwe, a skutkiem tego
może być uderzenie kulki pomiarowej w mierzony przedmiot. Badania prowadzone przez van Vlieta i Schellekensa [12] pokazały, jak duże mogą to być
zniszczenia. Na rysunku 1c przedstawiono uszkodzenie powierzchni stalowej
(Y = 885 N/mm2) przy prędkości zaledwie 3 mm/s i kulce rubinowej o średnicy
nominalnej φ = 1 mm. Siłę, z jaką kulka uderzyła w przedmiot, oszacowano na
14 N mimo ustawienia siły nacisku głowicy na wartość zaledwie 0,2 N. W rezultacie uzyskano odcisk w przedmiocie mierzonym o średnicy ok. 40 μm i głębokości 1,2 μm.
Pomiar odchyłki okrągłości na współrzędnościowej maszynie pomiarowej
93
2. Przywieranie materiału elementu mierzonego do powierzchni kulki na
skutek przede wszystkim zbyt dużego nacisku pomiarowego oraz źle dobranego
stosunku twardości kulki pomiarowej do twardości mierzonego elementu.
3. Zużycie ścierne, które pociąga za sobą usuwanie cząstek materiału z obu
powierzchni (kulki i elementu mierzonego). Następstwem tego zjawiska jest
przywieranie tych cząstek do kulki pomiarowej, a to z kolei powoduje, że kulka
„powleczona” takim zanieczyszczeniem działa jak materiał ścierny (rys. 1a, b).
Badania prowadzone przez firmę Renishaw [8] wykazały, że kulka pomiarowa wykonana z rubinu nie jest najlepszym rozwiązaniem przy dużych prędkościach skanowania. Dobrym substytutem rubinu do ekstremalnych zastosowań
jest azotek krzemu, jednak z ograniczeniem wykorzystania go do stali nierdzewnej ze względu na zbyt duże zużycie ścierne. Wydaje się, że obecnie najlepszymi materiałami na kulki pomiarowe pracujące w ekstremalnych warunkach są
tlenek cyrkonu oraz węglik wolframu.
a)
b)
c)
Rys. 1. Przykłady niekorzystnych zjawisk występujących podczas skaningu: a) zużycie ścierne,
b) przywieranie obcych cząstek [8], c) odkształcenie w mierzonym przedmiocie [12]
Fig. 1. Examples of disadvantageous phenomena in scanning: a) abrasive wear, b) adhering of
strange elements [8], c) deformation in measured object [12]
Następną ważną kwestią jest odmienna budowa głowic pomiarowych. W wyspecjalizowanym przyrządzie do pomiaru okrągłości jest to przeważnie przetwornik indukcyjny. Wadą tych przetworników może być nieliniowość i histereza, ale należy zaznaczyć, że znając ich charakterystyki, można je stosunkowo
łatwo wyeliminować. W technice współrzędnościowej głowica skanująca (aktywna lub pasywna) mająca sześć stopni swobody musi mieć co najmniej trzy
przetworniki indukcyjne, inkrementalne lub optyczne. Sygnał z takich przetworników jest przetwarzany na postać cyfrową i poddawany dalszej obróbce. Niestety, każde urządzenie elektroniczne generuje pewien poziom szumów, które
zniekształcają wynik końcowy. Na rysunku 2 przedstawiono fragment wykresu
pomiaru okręgu za pomocą skanującej pasywnie głowicy SP25M, na którym
widać doskonale jej szum własny. Oczywiście, pewnym sposobem polepszenia
charakterystyk metrologicznych głowic jest zastosowanie odpowiedniego filtra,
94
P. Swornowski
ale trzeba jasno powiedzieć, że nie wyeliminuje on w całości tego problemu.
Przykładowe zestawienie wyników pomiarów okręgu głowicami SP600M
i SP25M bez użycia oraz z użyciem filtra przedstawiono w tablicy 1. Z dużym
uproszczeniem można stwierdzić, że zastosowanie tego konkretnego filtra
zwiększa dwukrotnie dokładność pomiaru.
Rys. 2. Szum własny głowicy SP25M [8]
Fig. 2. The individual noise of the SP25M head [8]
Tablica 1
Zestawienie wyników pomiaru głowicami SP25M i SP600M (z włączonym i wyłączonym filtrem) [8]
The list of the SP25M and SP600M measurement results (with on and off filter) [8]
SP600M
Parametr
bez
z filtrowaniem
filtrowania
21,9991
21,9974
SP25M
bez
filtrowania
z filtrowaniem
Promień wzorca [mm]
21,9993
Promień wyliczony [mm]
–
Błędy [μm]
promienia
1,73
–0,98
RMS
1,25
0,43
0,40
0,24
max
4,4
1,4
1,4
0,6
min
–4,0
–1,5
–1,8
–0,7
Parametry pomiaru: kulka pomiarowa: φ6 mm, liczba punktów pomiarowych: 2673, liczba
powtórzeń: 2, parametry filtrowania: filtr harmoniczny order = 60 upr (undulation per revolution),
cut-off wc = 376,99 rad.
Pomiar odchyłki okrągłości na współrzędnościowej maszynie pomiarowej
95
2. BADANIA PORÓWNAWCZE
Prezentowane wyniki pomiarów odchyłki okrągłości dotyczą czterech tulei
cylindrycznych o średnicy 85 mm, 100 mm, 120 mm, 180 mm i długości
230 mm, wykonanych w 4. klasie dokładności. Miały one następujące rodzaje
błędu kształtu: owal, trójgraniastość, wielograniastość oraz okręgu zbliżonego
do ideału (pomijalnie mały poziom błędu kształtu). Wszystkie pomiary były
wykonane dwukrotnie, aby uniknąć możliwości pomyłki, przy spełnieniu
wszystkich zewnętrznych wymogów technicznych.
Najpierw pomiar prowadzono za pomocą wyspecjalizowanych przyrządów
do pomiarów odchyłki okrągłości i prostoliniowości: Talyrond 265 [17] i Hommel Tester F2003 [15]. Ważniejsze parametry tych przyrządów zamieszczono w
tablicy 2 i porównano je z WMP UPMC 850 Carat [18]. Następnie wykonano
pomiary porównawcze na WMP Zeiss typu Prismo 7 i UPMC 850 Carat w trybie CNC-Scanning. Wydaje się, że WMP Prismo 7 jest najdokładniejszym przyrządem klasy średniej oferowanym na rynku, wyposażonym w aktywną głowicę
skanującą VAST o maksymalnym błędzie granicznym MPEE = 1,4 + L/350 μm
(L – mierzona długość [mm]).
Tablica 2
Zestawienie ważniejszych parametrów Talyrond 265, Tester F2003 i WMP UPMC 850 Carat
The Talyrond 265, Tester F2003 and CMM UPMC 850 Carat – specification
Parametr
Długość kolumny
(w osi Z) [mm]
Niepewność pomiaru
Maks. błąd stołu pomiarowego
Maks. średnica mierzonego elementu [mm]
Talyrond 265 [17]
Hommel Tester
F2003 [15]
300
350
(0,3µm + 0,03 0,2 µm dla 100 mm
µm/mm)
+/– (0,02 µm +
+/–(0,05µm +
0,0003 µm/mm) 0,0005 µm/mm)
400
Prędkość obrotowa
[obr/min]
2i6
Maks. obciążenie stołu
50
[kg]
Zakres pomiarowy głowi+/– 1
cy [mm]
Rozdzielczość głowicy
[µm]
0,06
Nacisk pomiarowy [N]
0–1,5
* Producent nie podaje tego parametru.
WMP UPMC 850 Carat [18]
850
MPETij = 1,8 µm
–
380
>>400 (wartość zależna od
konfiguracji używanych końcówek pomiarowych)
1–10
–
80
1500
*
+/–1
*
*
0,05
0,05–1
96
P. Swornowski
Obecnie najdokładniejszą maszyną pomiarową produkowaną przez Carl
Zeiss jest WMP UPMC 850 Carat. Ma ona konstrukcję portalową i zakres
850×900×1200 mm. Czynnikami, które wyróżniają tę maszynę spośród innych,
jest unikatowa głowica pomiarowa wykonana w technologii ADAPT oraz rodzaj
materiału użytego do budowy prowadnic, zapewniający minimalne odkształcenia termiczne. Głowica w tym systemie pozwala na wykonanie tzw. aktywnego
skaningu, dzięki czemu otrzymuje się stały nacisk pomiarowy i minimalne ugięcie stosunkowo krótkiej końcówki pomiarowej. Ta maszyna, niestety, nie ma
sytemu VAST-Navigator stosowanego przez firmę Zeiss w skaningu trzeciej
generacji [14]. Jednak wydaje się, że w tym konkretnym przypadku nie jest konieczny ten nowoczesny system z powodu względnie małej prędkości skanowania (5–10 mm/s). Jak wykazują badania firmy Zeiss i obserwacje autora, odkształcenia końcówki pomiarowej występują od prędkości ok. 20 mm/s (dla tzw.
końcówek sztywnych). Maksymalny błąd graniczny tej maszyny można opisać
wzorem: MPEE = 0,7 + L/600 μm (L – mierzona długość [mm]). Wszystkie pomiary wykonano w warunkach przemysłowych w stabilnych warunkach termicznych (20±0,5°C). Zastosowano najmniejszą prędkość skanowania dla
WMP, tj. 5 mm/s, aby zminimalizować możliwość dynamicznego ugięcia końcówki pomiarowej i jej ruchomej części. Natomiast w przyrządach Talyrond 265
i Tester F2003 wykonano pomiary z minimalną prędkością obrotową, tj.
1 obr/min i 2 obr/min, co dla tulei o średnicy nominalnej 100 mm daje prędkość
liniową odpowiednio 5,2 mm/s oraz 10,4 mm/s.
3. WYNIKI
W analizie otrzymanych wyników należało przyjąć jakiś punkt odniesienia.
Jako że oba przyrządy prezentują podobną niepewność pomiarową (Talyrond 265, Hommel Tester Form 2003), przyjęto, że punktem odniesienia będzie
ten pierwszy. Odchyłkę okrągłości można definiować względem elementów
odniesienia, np. okręgu średniego (ang. LMS – Least Mean Square) lub pary
współosiowych okręgów obejmujących zarys przedmiotu jako najmniejszą różnicę promieni tych okręgów (ang. MZ – Minimum Zone). Następnie porównano
wyniki pomiaru odchyłki okrągłości z zastosowaniem różnych metod dopasowujących (przeważnie są to metody LMS i MZ). Przykładowe wyniki pomiarów
odchyłki okrągłości (błąd kształtu – owal) przedstawiono na rys. 3. Porównując
wyniki pomiarów przedmiotów przyrządami przeznaczonymi tylko do pomiarów odchyłki okrągłości, można zauważyć, że rozbieżność tych pomiarów wynosi ok. 2%. Wydaje się, że w warunkach przemysłowych jest to wartość dopuszczalna. Zbiorcze wyniki wskazują, że po zastosowaniu metod LMS i MZ
rozrzut wyników wynosi około 10% dla różnych rodzajów błędu kształtu. Na
Pomiar odchyłki okrągłości na współrzędnościowej maszynie pomiarowej
97
8,82
8,98
8,53
8,96
10
8
2
3,86
3,83
3,66
3,66
4
LMS-Talyrond
5,02
5,05
4,83
4,96
6
1,52
1,55
1,31
1,41
Roundnes deviation [um]
rysunku 4 za pomocą metody LMS porównano pomiary wykonane przyrządami
Talyrond i Hommel oraz pomiary wykonane na WMP Prismo 7 i UPMC 850
Carat. Do porównania wybrano metodę LMS, ponieważ obowiązuje ona w technice współrzędnościowej [3, 5]. Można zauważyć, że wszystkie pomiary są bardzo zbliżone, a zatem wydaje się, że możliwe jest zastosowanie wysokiej klasy
WMP jako zamiennika wyspecjalizowanych przyrządów do pomiarów odchyłki
okrągłości. Podobnie z porównania pomiarów wykonanych na WMP wynika, że
rozbieżności w wynikach wynoszą około 10% (rys. 4). Może to być spowodowane dokładnością samych maszyn, przy czym WMP UPMC 850 Carat jest
znacznie dokładniejsza niż Prismo 7, oraz zastosowanych końcówek pomiarowych, a w szczególności średnicy i materiału kulki, które mogą powodować
mechaniczne filtrowanie zarysu [12]. Wartości uzyskane podczas skaningu są
zbliżone do wartości uzyskanych na „okrągłościomierzach”. Pomiar głowicą
skaningową trwa krócej niż minuta, co znacznie redukuje czas pomiaru, a co za
tym idzie, wpływa na zmniejszenie kosztów, zwłaszcza w produkcji seryjnej.
Potwierdza to wcześniejszą tezę o możliwości stosowania WMP jako zamiennika wyspecjalizowanych przyrządów do pomiaru okrągłości [2]. W opracowaniu
[2] porównano WMP Zeiss Eclipse 550 z głowicą ST 3 ATAC o niepewności
pomiaru MPEE = 2,4 + L/250 μm z przyrządami Taylor Hobson Talyrond 73
i Talyrond 200. Wydaje się, że występujące tutaj ograniczenia wynikają przede
LMS-Hommel
MZ-Talyrond
MZ-Hommel
0
ideal
oval
threegrade
multigrade
Type of shape deviation
Rys. 3. Porównanie wyników pomiarów odchyłki okrągłości dwoma wyspecjalizowanymi przyrządami
Fig. 3. Comparison of the results for two kinds of specialized roundness measuring devices
wszystkim z budowy impulsowej głowicy pomiarowej i nieco gorszej niepewności pomiarowej WMP. Niekiedy w przemyśle dokonuje się pomiaru odchyłki
okrągłości z wykorzystaniem kilkudziesięciu punktów pomiarowych na WMP
98
P. Swornowski
8,97
9,28
9,1
9,2
10
8
Talyrond
3,86
3,83
3,88
4,05
4,96
5,05
5,04
5,07
6
4
2
1,52
1,55
1,51
1,53
Roundness deviation [um]
wyposażonych w klasyczne głowice stykowe. Taki pomiar odchyłki okrągłości,
niezależnie od kształtu, jest pomiarem mało wiarygodnym, gdyż jej wartość nie
jest jeszcze ustabilizowana [11]. Uwidacznia się to zwłaszcza w czasie pomiarów części o skomplikowanym kształcie. Dokładność wskazań rośnie wraz ze
wzrostem liczby punktów pomiarowych. Wyniki otrzymane za pomocą metod
LMS i MZ różnią się dla małej liczby punktów pomiarowych, natomiast przy
dużej ich liczbie są już zbliżone [10].
Hommel
CMM Prismo 7
CMM Carat
0
ideal
oval
threegrade
multigrade
Type of shape deviation
Rys. 4. Porównanie wyników pomiarów uzyskanych za pomocą wyspecjalizowanych przyrządów
do pomiarów odchyłki okrągłości i WMP
Fig. 4. Comparison of the results for specialized roundness measuring devices and CMM
Przykładowe zestawienie wyliczonego błędu pomiaru dla tulei φ100 mm
(błąd kształtu – owal) zawarto w tablicy 3. Podobne wyniki uzyskano dla pozostałych tulei. Wszystkie wyniki zamieszczono na rys. 5. Parametrem służącym
do oceny zarysu okrągłości była odchyłka okrągłości, a więc za jego pomocą
określono eksperymentalny błąd pomiaru przy stosowaniu WMP [2]:
W ΔR =
ΔRTalyrond − ΔRWMP
ΔRWMP
,
gdzie: ΔRTalyrond – odchyłka wzorca (Talyrond 265),
ΔRWMP – odchyłka okrągłości wyznaczona na WMP.
Pomiar odchyłki okrągłości na współrzędnościowej maszynie pomiarowej
Tablica 3
Przykładowy błąd pomiaru tulei φ100 mm
The example measurement error (the cylinder φ100mm)
Rodzaj błędu kształtu tulei
WMP Prismo 7 [%]
Zbliżona do idealnego
Owalność
Trójgraniastość
Wielograniastość
0,6
2,1
2,5
1,0
99
WMP UPMC 850
Carat [%]
0,6
0,9
1,4
0,5
Należy zauważyć, że żaden z otrzymanych wyników na WMP nie przekracza
4% wartości błędów. Aż 73% wyników mieści się w przedziale do 2% błędów,
a więc wynik ten można uznać za bardzo dobry.
Wartość błędu metody
6%
21%
38%
do 1%
do 2%
do 3%
do 4%
35%
Rys. 5. Zbiorcze zestawienie wartości błędu dla WMP
Fig. 5. The summary of the CMMs error value
4. WNIOSKI
Niniejszy tekst poświęcono zagadnieniu pomiaru odchyłki okrągłości na
współrzędnościowej maszynie pomiarowej przy prędkości skanowania zbliżonej
do wartości stosowanych w wyspecjalizowanych do tego celu przyrządach. Ta
względnie mała prędkość (5–10 mm/s) nie powoduje większych problemów
metrologicznych. Natomiast problemy pojawiają się przy większych prędkościach (>20 mm/s). Tutaj duży wpływ na dokładność pomiaru ma przede
wszystkim sztywność ruchomej części WMP i rodzaj użytej głowicy oraz jej
końcówek. Niestety, montowanie pasywnych głowic skanujących na WMP,
100
P. Swornowski
mających małą niepewność pomiaru, nie jest najlepszym rozwiązaniem. Stosunkowo duże błędy pojawiają się szczególnie przy dużych prędkościach skanowania. Uwidacznia się tu z całą mocą problem sztywności końcówki pomiarowej w
czasie działania dużych sił na cały układ pomiarowy. Wydaje się, że użycie
WMP klasy UPMC 850 Carat z aktywną głowicą skanującą VAST nie powoduje
większych ograniczeń jakościowych. Jedynym ograniczeniem w tym przypadku
jest prędkość skanowania, która jest uzależniona głównie od dopuszczalnego
poziomu błędów. Jak podaje producent (Zeiss), przy prędkości 120 mm/s błąd
pomiaru średnicy może osiągnąć wartość nawet 0,1 mm [14]. Wydaje się, że
rozwiązaniem tego problemu może być system VAST-Navigator firmy Zeiss,
który automatycznie dobiera optymalną prędkość skanowania w zależności od
charakterystyki WMP, stosowanych końcówek pomiarowych i wyznaczonej
cechy mierzonego przedmiotu oraz skraca czas pomiaru o ok. 75%. Druga oferowana obecnie na rynku aktywna głowica Revo firmy Renishaw [6] nadaje się
co prawda do pomiarów odchyłki okrągłości, ale nie może wykonywać pomiarów w pionie. Jest to poważne ograniczenie metrologiczne, gdyż głowicy skanującej nie kupuje się tylko do jednego celu. Drugim poważnym mankamentem tej
głowicy są jej wymiary, ograniczające w istotny sposób przestrzeń pomiarową
WMP. Wydaje się, że ta duża i stosunkowo ciężka głowica może być stosowana
jedynie w dużych WMP. Należy również wspomnieć o pojawieniu się aktywnej
głowicy Gyro [16] tej samej firmy, która jest pomniejszoną wersją głowicy
Revo.
Otrzymane wyniki potwierdzają możliwość pomiaru odchyłki okrągłości na
WMP o bardzo dobrych parametrach technicznych, wyposażonych w aktywne
głowice skanujące, i charakteryzujących się zbliżonym poziomem dokładności do
wyspecjalizowanych przyrządów, jednak z zastrzeżeniem, że prędkość skanowania będzie mniejsza niż 10 mm/s. Należy również podkreślić, że kinematyka pomiaru na WMP i za pomocą okrągłościomierza jest inna; WMP nie ma obrotowego stołu i musi mierzyć odchyłkę okrągłości, przemieszczając pinolę z głowicą
w zadanej płaszczyźnie, po czym należy wykonać operacje korekcyjne.
Stosowanie WMP do pomiarów odchyłki okrągłości wydaje się celowe w
przypadku części maszyn produkowanych seryjnie lub masowo w ustabilizowanych procesach technologicznych, gdy mają one powtarzalny charakter błędów
kształtu. Ważne jest również stosowanie kul pomiarowych wykonanych z właściwie dobranych materiałów oraz o możliwie małej średnicy, aby wyeliminować zjawisko mechanicznego filtrowania zarysu. Wydaje się, że pomiar odchyłki okrągłości na WMP metodą skaningową będzie z czasem wypierał pomiar
z użyciem wyspecjalizowanych przyrządów.
Pomiar odchyłki okrągłości na współrzędnościowej maszynie pomiarowej
101
LITERATURA
[1] Adamczak S., Odniesieniowe metody pomiaru zarysów okrągłości części maszyn, Kielce,
Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej 1998.
[2] Adamczak S., Janusiewicz A., Zybała Z., Experimental comparisn of shape profiles measured with CMM, in: Vth International Scientific Conference Coordinate Measuring Technique, Scientific Bulletin of University of Bielsko-Biała, Poland 2002, s. 17–22.
[3] DIN 32880 teil 1: Koordinatenmesstechnik Geometrische Grundlagen und Begrife, 1986.
[4] Płaska S., Wprowadzenie do statystycznego sterowania procesami technologicznymi, Lublin, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej 2000.
[5] PN-EN ISO 10360-2: 2003 Specyfikacja geometrii wyrobów (GPS). Badania odbiorcze i
okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Część 2: CMM stosowane
do pomiaru wymiarów.
[6] Ratajczyk E., Trends in the development of scanning measurements in coordinate techniques (Review), in: VIIth International Scientific Conference Coordinate Measuring Technique, Scientific Bulletin of University of Bielsko-Biała, Poland 2006, s. 251–260.
[7] Ratajczyk E., Współrzędnościowa technika pomiarowa, Warszawa, Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej 2005.
[8] Renishaw CMM motion control. Innovative, hight performance scanning using the UCC1
universal CMM controller. Renscan technology, Renishaw 2005.
[9] Sieniło P., Żebrowska-Łucyk S., Wykorzystanie algorytmów maszyn współrzędnościowych w pomiarach odchyłki okrągłości metodą bezodniesieniową, in: VIIth International
Scientific Conference Coordinate Measuring Technique, Scientific Bulletin of University of
Bielsko-Biała, Poland 2006, s. 281–290.
[10] Swornowski P., Influence of Method Fitting on Result of Measurement, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2001, vol. 21, nr 2, s. 113–119.
[11] Swornowski P., The Optimum Number and Distribution of Measuring Points for the Circle
with the Shape Deviation, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2002, vol. 22,
nr 2, s. 79–86.
[12] Swornowski P., Wpływ mechanicznego filtrowania końcówki pomiarowej na wynik pomiaru w technice współrzędnościowej, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2005,
vol. 25, nr 2, s. 77–86.
[13] Van Vliet W. P., Schellekens P., Development of a fast mechanical probe for coordinate
measuring machines, Precision Engineering, 1998, no. 22, s. 141–152.
[14] VAST-Navigator – skaning trzeciej generacji, Mechanik, 2004, 3, s. 140–142.
[15] www. hommelwerke/de, data dostępu: luty 2007.
[16] www. renishaw.uk, data dostępu:luty 2007.
[17] www.taylor-hobson.com, data dostępu: luty 2007.
[18] www. zeiss.de, data dostępu: luty 2007.
[19] Żebrowska-Łucyk S., Bezodniesieniowa metoda badania makrogeometrii powierzchni elementów obrotowych, Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2001.
Praca wpłynęła do Redakcji 27.03.2007
Recenzent: prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk
102
P. Swornowski
THE ROUNDNESS DEVIATION MEASUREMENT USING THE COORDINATE
MEASURING MACHINE
S u m m a r y
In the article, the results of roundness deviation measurement with special measuring devices
have been compared with results achieved by “universal” Coordinate Measuring Machine. Under
comparison there have been also different methods of measured surface description, such as LMS
(Least Mean Square) and MZ (Minimum Zone).
Key words: roudness deviation, roudness eviation measurement device, coordinate measuring
machine