WYBRANE PROBLEMY WSPÓŁRZĘDNOŚCIOWEJ TECHNIKI POMIAROWEJ Jerzy Sładek (red.) i inni Bielsko-Biała 2012
Redaktor Naczelny: prof. dr hab. Kazimierz Nikodem Redaktor Działu: Sekretarz Redakcji: Skład i łamanie: Recenzenci: prof. dr hab. inż. Stanisław Płonka mgr Grzegorz Zamorowski dr inż. Mirosław Wojtyła prof. dr hab. inż. Michał Wieczorowski prof. dr hab. inż. Adam Woźniak Monografia dofinansowana przez Komitet Budowy Maszyn Polskiej Akademii Nauk Monography co-financed by Committee on Machine Building of Polish Academy of Sciences Ark. wyd. 12,3 Adres Redakcji Editorial Office Adresse de redaction Schiftleitungsadresse: WYDAWNICTWO NAUKOWE AKADEMII TECHNICZNO-HUMANISTYCZNEJ W BIELSKU-BIAŁEJ 43-309 Bielsko-Biała, ul. Willowa 2 tel./fax +48 33 8279 268 ISBN 978-83-63713-27-0
SPIS TREŚĆI 1. WPROWADZENIE... 7 2. NADZOROWANIE WSPÓŁRZĘDNOŚCIOWYCH MASZYN POMIAROWYCH... 12 2.1. Wprowadzenie... 12 2.2. Badania odbiorcze i okresowe WMP... 14 2.3. Badanie głowic stykowych... 15 2.4. Sprawdzanie bieżące WMP... 17 2.5. Wymagania dotyczące nadzoru nad środkami pomiarowymi... 19 2.6. Przegląd wzorców stosowanych do badań WMP... 20 2.7. Metoda przeprowadzania sprawdzeń bieżących... 22 2.7.1. Wzorce materialne... 22 2.7.2. Badane współrzędnościowe maszyny pomiarowe WMP... 22 2.7.3. Wyznaczanie czasookresów przeglądów okresowych WMP... 23 2.7.4. Przebieg pomiarów... 23 2.7.5. Niepewność rozszerzona sprawdzań bieżących... 26 2.7.6. Badanie zespołów głowic obrotowo-uchylnych... 28 2.7.7. Badanie głowic pomiarowych elektrostykowych... 29 2.7.8. Niepewność badania zespołów głowic obrotowo-uchylnych i głowic pomiarowych elektrostykowych... 29 2.8. Podsumowanie... 30 3. PORÓWNANIA MIĘDZYLABORATORYJNE DWUSTRONNE - WZORCOWANIE WSPÓŁRZĘDNOŚCIOWYCH MASZYN POMIAROWYCH... 33 3.1. Wprowadzenie... 33 3.2. Szacowanie niepewności wzorcowania WMP... 34 3.2.1. Postępowanie podczas wzorcowania współrzędnościowych maszyn pomiarowych zgodnie z normą ISO 10360-2... 35 3.2.2. Wyznaczenie niepewności pomiaru według zaleceń ISO TS 23165... 38 3.3. Inne składowe niepewności wzorcowania WMP... 40 3.4. Idea porównań międzylaboratoryjnych... 40 3.5. Wykonane badania... 43 3.5.1. Uzyskane wyniki... 44 3.5.2. Propozycje rozwiązań... 46 3.6. Podsumowanie... 48
4 Spis treści 4. SKANER 3D, scan3d qualify I OPROGRAMOWANIE GEOMAGIC QUALIFY KOMPLEKSOWE I REFERENCYJNE ROZWIĄZANIE POMIAROWE DO KONTROLI JAKOŚCI OBIEKTÓW TECHNICZNYCH... 50 4.1. Wprowadzenie... 50 4.2. Parametry bezdotykowych skanerów 3D... 50 4.2.1. Objętość pomiarowa... 51 4.2.2. Rozdzielczość... 51 4.2.3. Niezmienność parametrów i niezawodność... 52 4.3. Rozdzielczość skanera 3D a jakość odwzorowania detalu... 52 4.4. Efektywna kontrola jakości na podstawie danych z pomiaru skanerem 3D scan3d qualify Geomagic Qualify... 53 4.4.1. Porównanie z modelem wzorcowym... 53 4.4.2. Tworzenie dokumentacji kontrolno-wymiarowej... 55 4.4.3. Automatyzacja kontroli wymiarowej i tworzenie raportów... 56 4.5. Podsumowanie... 57 5. WPŁYW KIERUNKU DIGITALIZACJI NA DOKŁADNOŚĆ PRZYBLIŻENIA KSZTAŁTU POWIERZCHNI PRZY JEGO ODTWARZANIU DO POSTACI SIATKI TRÓJKĄTÓW... 58 5.1. Wprowadzenie... 58 5.2. Badania strategii digitalizacji... 60 5.3. Badania wpływu kierunku digitalizacji na dokładność przybliżenia kształtu powierzchni... 64 5.4. Podsumowanie... 68 6. METODA KOREKCJI PROMIENIOWEJ W POMIARACH STYKOWYCH POWIERZCHNI SWOBODNYCH... 70 6.1. Wprowadzenie... 70 6.2. Sprawdzenie dokładności korekcji promieniowej dla proponowanej metody (metoda analityczna)... 75 6.3. Sprawdzenie dokładności proponowanej metody korekcji na podstawie pomiaru kul z wykorzystaniem współrzędnościowej laboratoryjnej maszyny pomiarowej PMM 12106, wyposażonej w stykową głowicę skanującą... 80 6.4. Podsumowanie... 85 7. OCENA DOKŁADNOŚCI WSPÓŁRZĘDNOŚCIOWEGO ODWZOROWANIA POWIERZCHNI OBRABIANEJ... 87 7.1. Wprowadzenie... 87 7.2. Plan badań... 89 7.3. Wykonanie i pomiar modelu... 90
Spis treści 5 7.4. Ocena dokładności modelu wykonanego na podstawie modelu analitycznego... 92 7.5. Wykonanie modelu fizycznego na podstawie wzorca... 99 7.6. Ocena dokładności modelu fizycznego w stosunku do pierwowzoru.. 101 7.7. Podsumowanie... 107 8. METROLOGICZNE ASPEKTY ODWZOROWANIA STRUKTUR STAWOWYCH W TOMOGRAFII KOMPUTEROWEJ DLA POTRZEB DIANOZOWANIA CHOROBY ZWYRODNIENIOWEJ.. 108 8.1. Wprowadzenie... 108 8.2. Cel pracy... 109 8.3. Aplikacja metrologiczna tomografii komputerowej... 109 8.4. Model wstępny błędów układu kinematycznego CT typu sekwencyjnego... 114 8.5. Badania doświadczalne... 116 8.5.1. Badania pozycjonowania... 116 8.5.2. Badania błędu prostoliniowości przesuwu... 120 8.6. Materiał i metoda... 123 8.7. Wyniki badań i ich omówienie... 124 8.8. Podsumowanie... 129 9. ZASTOSOWANIE WSPÓŁRZĘDNOŚCIOWEJ TECHNIKI POMIAROWEJ DO WYBRANYCH ZADAŃ W ŚRODOWISKU PRODUKCYJNYM NA PRZYKŁADZIE ODWZOROWANIA GEOMETRII OTWORÓW... 131 9.1. Wprowadzenie... 131 9.2. Odwzorowanie geometrii otworów... 131 9.3. Współrzędnościowe systemy pomiarowe... 133 9.3.1. Współrzędnościowa maszyna pomiarowa (WMP) z głowicą stykową... 133 9.3.2. Współrzędnościowe ramie pomiarowe z głowicą skanującą.. 136 9.4. Badany element... 139 9.5. Pomiar... 141 9.5.1. Wprowadzenie... 141 9.5.2. Stykowe pomiary referencyjne z wykorzystaniem współrzędnościowej maszyny pomiarowej... 142 9.5.3. Bezstykowe pomiary z wykorzystaniem ramienia pomiarowego wyposażonego w głowice optyczną... 143 9.5.4. Analiza otrzymanych wyników... 145 9.6. Podsumowanie... 147
6 Spis treści 10. POMIAR ODCHYŁKI OKRĄGŁOŚCI DLA OKRĘGU O ZARYSIE NIEPEŁNYM... 149 10.1. Wprowadzenie... 149 10.2. Możliwości pomiaru okręgu niepełnego... 149 10.2.1. Metodyka badań... 150 10.3. Rezultaty badań... 151 10.3.1. Pomiar pierścienia wzorcowego... 152 10.3.2. Pomiary pierścienia obarczonego odchyłką owalności... 153 10.3.3. Pomiary pierścienia obarczonego odchyłką trójgraniastości.. 155 10.4. Podsumowanie... 157 11. POMIARY POWIERZCHNI NAGNIATANYCH METODĄ STYKOWĄ I OPTYCZNĄ... 159 11.1. Wprowadzenie... 159 11.2. Metodyka pomiarowa... 159 11.3. Wyniki pomiarów i ich analiza... 163 11.4. Podsumowanie... 169 12. TRÓJWYMIAROWE POMIARY ZMIANY KSZTAŁTU I STEREOMETRII STREFY FORMOWANIA DEFORMACJI W PROCESIE NAGNIATANIA... 171 12.1. Wprowadzenie... 171 12.2. Badania na stanowisku pomiarowym... 174 12.2.1. Pomiar stereometrii strefy konstytuowania nierówności... 174 12.2.2. Analiza zmian kształtu strefy obróbki nagniataniem... 177 12.3. Podsumowanie... 180 13. WYKORZYSTYWANIE MOŻLIWOŚCI WSPÓŁRZĘDNOŚCIOWEGO RANIENIA POMIAROWEGO W NADZOROWANIU DOKŁADNOŚCI PRODUKCJI W WARUNKACH ZAKŁADU PRZEMYSŁU MOTORYZACYJNEGO... 182 13.1. Wprowadzenie... 182 13.2. Opis procesu walidacji detali i narzędzi do ich produkcji... 184 13.3. Podsumowanie... 191 O AUTORACH... 192