Stanisław ADAMCZAK, Włodzimierz MAKIEŁA, Adam JANUSIEWICZ
Samodzielny Zakład Technologii Maszyn
Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Polska
Streszczenie: Pomiary wielkości geometrycznych wykorzystujące technikę współrzędnościową są w istocie pomiarami pośrednimi. Teoria obliczeń analitycznych błędu pomiarów pośrednich jest znana dla przypadku, gdy w wyniku pomiarów wyznaczamy jedną wielkość fizyczną. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów i obliczeń błędu przypadkowego pomiaru pośredniego, służącego do wyznaczenia krzywych wieloparametrowych, za pomocą metod statystyki matematycznej. Wyniki obliczeń porównano z oszacowaniem analitycznym według metod zaleceń
Stanisław ADAMCZAK, Dariusz MICHALSKI, Krzysztof STĘPIEŃ
Division of Mechanical Engineering
Kielce University of Technology, Poland
Abstract: Measurement carried out with co-ordinate measuring machines is characterised by relatively high accuracy, and so the application of CMMs is quite frequent. For this reason it is necessary that these machines should be monitored not only by a serviceman but also by a user himself. The paper deals with observations conducted during experimental research as well as a characteristic of the tested machine and its basic metrological and functional properties. As there are many CMMs type Eclipse in use of Polish industrial plants & universities, the problem should be investigated as thoroughly as possible.
Jan CHAJDA, Mirosław GRZELKA
Division of Metrology and Measuring Systems,
Poznań University of Technology, Poznań, Poland
Summary: In the article, the algorithm and the method of the cylindrical gear measurement with a Co-ordinate Measuring Machine have been presented. The CMM with appropriate software enables to measure quickly and accurately both simple details like corpses and complicated ones like gears. All geometrical parameters of a gear may be measured, and program simulating single flank gear testing enables the complex analysis of the gear and the pair of gears.
Manfred CHMURAWA
Silesian Technical University in Gliwice and R & D Centre of Hoisting
Machinery „Detrans”, Bytom, Poland
Marcin STARCZAK, Władysław JAKUBIEC
Łódź Technical University Branch in Bielsko-Biała, Poland
Summary: Internal meshing in Cyclo gear is created by special planetary
gears and interacting stationary central gear which consists of set of
rolls. Planetary gears have external teeth and curvilinear shape of teeth
has the shape of equidistant of shortened epicycloid (ESE). In the paper
it is presented implementation of co-ordinate measuring machine Micro-Xcel
765PFx (CNC) made by Leitz-Brown&Shape with software Quindos to evaluate
precision of equidistant in planetary gears. To elaborate results obtained
by measuring machine it has been used universal PC software (Turbo Pascal,
AutoCAD, Excel). The examples of measurements results are also presented.
Measurement realisations of carried out toothing has been also presented
(as an example).
The paper was elaborated within grant number 7 T07C 038 15 supported
by State Committee of Scientific Research.
Ryszard FILIPOWSKI
Instytut Technologii Maszyn, Politechnika Warszawska, Polska
Streszczenie: Podczas ręcznego skaningu powierzchni wklęsłych i wypukłych o tworzących prostoliniowych, współrzędne losowego ciągu punktów są zapisywane na dysku komputera PC współpracującego ze współrzędnościową maszyną pomiarową. Do utworzenia pliku zawierającego punkty leżące na krzywych położonych w równych odległościach od krzywych skanowanych (równoodległych) wykorzystuje się kroczący wielomian Newtona z ilorazami różnicowymi. Kąt nachylenia stycznej w ustalonym punkcie określa pochodna funkcji Newtona lub sieczna poprowadzona w otoczeniu punktu deklarowanego. Współrzędne punktów tworzące krzywe równoodległe oblicza się na prostej normalnej do stycznej w deklarowanym punkcie. Dla sprawdzenia poprawności opracowanego programu zastosowano kontrolę graficzną. Punkty kontrolne leżące na krzywej obliczono przy pomocy uniwersalnego języka technologicznego GRIP w systemie EDS Unigraphics oraz pomierzono na dokładnej maszynie współrzędnościowej SIP CMM 5, co stanowi podstawę analizy dokładności wykonania krzywek.
Gottfried FRANKOWKSI, GFM, Berlin, Germany
Hagen REIßNER, Volkswagen AG, Saltzgitter, Germany
Bogdan GICALA
Gears Research and Development Centre „REDOR” in Bielsko Biała, Poland
Władysław JAKUBIEC
Łódź Technical University Branch in Bielsko-Biała
Summary: New designs of standards for inspection of gear measuring machines were described. The design with a disk as a gauge element was proposed for inspection of involute testers. Two designs were proposed for inspection of helix deviations testers, one with cone and second with plane as a gauge surface. Analysis of reproducibility of profile and helix standards was carried out. The ease of calibration and possibility of inspection of a chosen indication range of measuring device were described as main advantages of the new designs.
Günther GRAVEL
FRENCO GmbH, Altdorf, Germany
Summary: The analysis of the tooth geometry deviations of gears and splines is still a difficult task. According to the question asked, the geometrical correlations, the influence on function and the way of manufacturing have to be considered. A new tool will be introduced, that allows to analyse the deviations of a measured gear or spline. The interactive variation of tooth parameters and the simulation of error causes allow to define the effects on tooth geometry. The benefit of this simulation procedure is that it is based on really measured points and based on the actual gear. This tool makes it easier to understand the correlations on gear geometry and is also suitable for training.
Zbigniew HUMIENNY, Krzysztof KISZKA
Instytut Podstaw Budowy Maszyn, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych,
Politechnika Warszawska, Polska
Streszczenie: W Laboratorium Metrologii Instytutu Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Warszawskiej wdrażany jest system zapewnienia jakości w zakresie prowadzenia zajęć dydaktycznych. Na planie jakości przedmiotu Metrologia Techniczna pokazano usytuowanie Laboratorium w programie studiów na Wydziale Samochodów i Maszyn Roboczych PW. Przedstawiono, realizowane cele dydaktyczne, plan jakości zajęć dydaktycznych w Laboratorium. Podkreślono, że opracowane i wdrożone plany ułatwiają usystematyzowanie i uporządkowanie stale prowadzonych prac nad doskonaleniem tematyki i sposobu prowadzenia ćwiczeń w Laboratorium
Zbigniew HUMIENNY, Krzysztof KISZKA
Instytut Podstaw Budowy Maszyn, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych,
Politechnika Warszawska, Polska
Streszczenie: Syntetycznie przedstawiono podstawowe założenia wymiarowania i tolerowania wektorowego podkreślając, że zapewnia ono jednoznaczny matematycznie opis wymagań geometrycznych, istotny przy wspomaganych komputerowo technikach projektowania, wytwarzania i kontroli. Na przykładzie zespołu składającego się z wałka, tulei i tarczy pokazano jak niejednoznaczne jest definiowanie wymiaru zależnego przy klasycznym tolerowaniu geometrycznym. Wykazano, że powierzchnie poszczególnych części w zespole określone przez nominalne wektory położenia i wersory orientacji zapewniają jednoznaczne zdefiniowanie szukanego wymiaru funkcjonalnego. Wykorzystano koncepcję WTW dla przeprowadzenia uogólnionej analizy wymiarowej w montażu części maszyn.
Olga IWASIŃSKA, Eugeniusz RATAJCZYK
Instytut Metrologii i Systemów Pomiarowych,
Wydział Mechatroniki, Politechnika Warszawska, Polska
Streszczenie: W referacie podjęto próbę oceny możliwości wykorzystania
wzorców płytowych
i płytek wzorcowych do sprawdzania maszyny ScanMax. Odmienność konstrukcji
maszyny ScanMax od maszyn konstrukcji klasycznych utrudnia jej sprawdzanie
zgodnie z zaleceniami norm
i wytycznych. W referacie przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych
przydatności zastosowanych wzorców i scharakteryzowano dokładność badanej
maszyny.
Władysław JAKUBIEC, Marcin STARCZAK
Łódź Technical University Branch in Bielsko-Biała, Poland
Summary: The paper presents the algorithms, which makes possible the identification of parameters of virtual model thanks to comparison – in fussy logic meaning – the deviation diagrams of coordinate measuring machines indications, which are obtained by simulation techniques with „typical” ones for machine or a group of machines. The models of geometrical errors as well as especially elaborated for these purposes algorithms and procedures are presented. The results of elaborated software were also described.
Adam JANUSIEWICZ, Dariusz MICHALSKI
Samodzielny Zakład Technologii Maszyn, Politechnika Świętokrzyska,
Polska
Marek MIGACZ
Instytutu Technologii Mechanicznej, Politechnika Szczecińska, Polska
Streszczenie: Podstawą współczesnych maszyn pomiarowych jest ich komputerowe oprogramowanie sterujące i pomiarowe. W związku z tym coraz większe wymagania stawiane są przed autorami programów. W referacie zostaną omówione główne zadania nowego programu CALYPSO firmy Zeiss, zapewniające: wysoką funkcjonalności interfejsu użytkownika, wizualizację mierzonych części pomiarowych, przesyłanie i możliwość dalszej obróbki danych oraz utworzenie dokumentacji technicznej pomiarów.
Barbara JURAS
Politechnika Krakowska, Kraków, Polska
Streszczenie: W referacie omówiono pomiar współpracujących ze sobą kości stawu biodrowego pod kątem identyfikacji błędów kształtu powierzchni kulistych. Pomiary przeprowadzono w szeregu przekrojów. Przeanalizowano wpływ przyjętej strategii pomiarowej na błąd wyniku pomiaru. Wyniki pomiarów przedstawiono w postaci płaskich i przestrzennych wykresów.
Andrzej KOĆ, Radosław MOREK
Politechnika Warszawska, Polska
Streszczenie: Referat nawiązuje bezpośrednio do problemów poruszonych w [5] na III MKN „Współrzędnościowa Technika Pomiarowa” w 1998 roku i można go uznać za kontynuację prac związanych z zagadnieniem pomiaru stożkowych kół zębatych o zębach krzywoliniowych. Obecnie konstruktorzy przekładni zębatych stożkowych coraz częściej odchodzą od teoretycznej powierzchni bocznej zęba (o sprzężeniu liniowym) w kierunku modyfikowanej powierzchni o sprzężeniu punktowym, która jako powierzchnia technologiczna stanowi powierzchnię odniesienia dla uzyskanej w rezultacie obróbki rzeczywistej powierzchni bocznej zęba. Efektem prowadzonych analiz są wykresy Ease-off.
Werner LOTZE,
Ingenieurbüro für Moderne Meßtechnik, Dresden, Germany
P. Herbert OSANNA, Numan M. DURAKBASA, Ali AFJEHI-SADAT
Department for Interchangeable Manufacturing and Industrial Metrology,
Vienna University of Technology, Wien-Vienna, Austria
Summary: This paper introduces the application of analysis of workpiece geometry measurement results regarding the recently developed so-called “Skin-Model“. This Model enables the complete implementation of Geometrical Product Specification and Verification (GPS) into Coordinate Measuring Techniques (CMT) and vice versa. As part of this implementation the software KOORMESS which was developed for transformation of measuring results is also integrated in this project. Selected series of workpieces from industrial manufacturers were measured in the precision measuring laboratory. Based on the measurement results gained it was possible to carry out extensive evaluations by using statistical methods e.g. correlation analysis. As result of the research project conclusions can be drawn about the correlation between different geometrical deviations and the manufacturing conditions with the overall goal to achieve lower costs and higher quality in production.
Wojciech PŁOWUCHA, Marcin STARCZAK, Władysław JAKUBIEC
Łódź Technical University Branch in Bielsko-Biała, Poland
Summary: The design of bar-ball gauges was described. Analysis of the gauge accuracy was carried out. The influence of calibration uncertainty of two balls and bar set, arrangement rigidity and the balls arrangement coaxiality deviation was analysed. Analysis of CMM inspection accuracy, including the possibility of using results of measuring of the gauge for correction of shortening error of the gauge. Example inspection results were shown.
Eugeniusz RATAJCZYK
Instytut Metrologii i Systemów Pomiarowych
Politechnika Warszawska, Polska
Streszczenie: Opisano procedury pomiarowe realizowane przez programy komputerowe UX 15 i GUK-K przeznaczone do sprawdzania błędów długości współrzędnościowych maszyn pomiarowych. Krótko scharakteryzowano własności programów. Następnie dokonano ich porównania wskazując na różnice między nimi. Porównanie to pozwala na ocenę ich własności, co ma istotne znaczenie przy wyborze i zastosowaniach jednego z nich w praktyce pomiarowej.
Joachim SCHOEN
Brown & Sharpe GmbH, Wetzlar, Germany
Jerzy SŁADEK,
Politechnika Krakowska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji
Produkcji
Streszczenie: W referacie zawarto doświadczenia związane z budową modelu wirtualnego WMP z zastosowaniem do oceny dokładności realizowanych zadań pomiarowych i związanej z tym metody macierzowej identyfikacji błędów WMP. Zaprezentowano opracowany model wirtualny oparty o wykorzystanie sztucznych sieci neuronalnych oraz wyniki badań porównawczych wykonanych dla opracowanego modelu neuronalnego, maszyny rzeczywistej i modelu wirtualnego opracowanego w PTB. Podano też warunki stosowania modelu wirtualnego w układzie on-line a więc w warunkach czasu quasi rzeczywistego
Jerzy SŁADEK, Robert RAKOCZY, Robert MAJDOSZ
Politechnika Krakowska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji
Produkcji
Streszczenie: W referacie zaprezentowano doświadczenia z realizacji sprzężenia WMP-CAD-WMP. Omówiono możliwości tych realizacji z wykorzystaniem typowych programów CAD i opcji SURF3D systemu QUINDOS. Zaprezentowano też możliwości wykorzystania koncepcji maszyny wirtualnej jako podstawy prognozowania dokładności pomiaru w oparciu o zbiór CAD. Już obecnie możliwe jest przewidywanie dokładności pomiaru dla obiektu, który jest dopiero na etapie projektu. Ułatwi to zadanie zarówno konstruktorowi jak i technologowi. Pozwoli też na obniżenie kosztów jego przygotowania oraz skróci czas. Może też być etapem produkcji bezprototypowej.
Marcin STARCZAK, Tomasz RUS, Wojciech PŁOWUCHA
Łódź Technical University Branch in Bielsko-Biała, Bielsko-Biała, Poland
Summary: The paper presents the expectations concerning designers and manufacturers in the field of coordinate measuring technique implementation. The present stage and expectations in the field of standardisation as well as in the field of clear-cut defining of accuracy requirements in designing and manufacturing documentation are presented. Some examples showing the needs in this area from the point of view of coordinate measuring machine operator are described.
Paweł SWORNOWSKI, Mirosław GRZELKA
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych, Politechnika Poznańska, Polska
Streszczenie: Każdy mierzony przedmiot można opisać za pomocą podstawowych elementów geometrycznych: punkt, prosta, płaszczyzna, okrąg, kula, walec, stożek. Aby wyznaczyć równanie danego elementu stosuje się obliczenia oparte na współrzędnych zebranych punktów pomiarowych. Procedury oprogramowań współczesnych maszyn współrzędnościowych oparte są zarówno na matematycznej jak i pomiarowej minimalnej liczbie punktów co powoduje różnice w wynikach. Przeanalizowano oprogramowania czołowych firm światowych pod kątem wymaganej minimalnej liczby punktów pomiarowych do wyznaczenia danego elementu bazowego.
Andrzej TYKA
Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, Polska
Streszczenie. W referacie omówiono problemy wykorzystania współrzędnościowych maszyn pomiarowych w zastosowaniu do statystycznego sterowania procesem (SPC). Przedstawiono problematykę związaną z próbą wykorzystania współrzędnościowej maszyny pomiarowej Eclipse 500 produkcji firmy Zeiss oraz oprogramowania SPC QI-Analyst firmy SPSS do nadzorowania procesu w warunkach produkcji małoseryjnej części typu tuleja nieprzelotowa, której wymiarem nadzorowanym jest kąt stożka wewnętrznego oraz odległość powierzchni przejściowej stożka w cylinder, wymiarowana od prostopadłego dna tulei. Przedstawione wyniki badań uwzględniają ocenę dokładności zastosowanej WMP dla potrzeb SPC oraz przykładowe przebiegi kart Shewarth’a. Wyniki badań odniesiono do wcześniej stosowanej metody pomiaru, w której wykorzystano oprzyrządowanie specjalne.
Hartwig WEBER
Brown & Sharpe GmbH, Wetzlar, Germany
Summary. The Draft Technical Specification ISO/DTS 15530-3 describes an experimental method for uncertainty assessments on CMMs with realistic uncertainties. This direct method for uncertainty assessment no do not need special expertise for uncertainty calculations. When the design of experiment is done correct the uncertainty is the best estimate. Rules for the design of experiment are not given within this technical specification.
Albert WECKENMANN, Dieter GEUS, Adonis GUBESCH
University Erlangen-Nuremberg, Chair Quality Management and Manufacturing
Metrology, Erlangen, Germany
Summary. Coordinate measuring machines (CMM) have already been used for a longer period of time for precise measurements of sizes, distances and angles. Nowadays, accurate form measurement has been made possible by supplementary devices such as rotary tables and scanning. On the other hand, form measuring instruments increasingly offer the possibility to determine dimensions with high precision in addition to their present task of geometrical deviations. This contribution points out some differences between the two measurements to enhance the possibilities for the estimation of measurement uncertainties.
Lutz WISWEH
Institute of Manufacturing Technology and Quality Management,
Otto-von-Guericke-University, Germany
Michael SANDAU
Department Concern Quality Assurance – AggregatesVolkswagen AG
Wolfsburg, Germany
Summary: At present, no standardized procedures exist for regulating the process of calculating the certainty of measurement results. Taking geometric measurement activities in the production engineering environment as an example, the presentation indicates methods of establishing mathematical parameters for statistical assessment purposes as a means of ensuring that results can be reliably compared.
Adam WOŹNIAK, Marek DOBOSZ
Instytut Metrologii i Systemów Pomiarowych
Politechnika Warszawska, Polska
Streszczenie: Przeanalizowano teoretycznie wpływ prędkości zetknięcia końcówki z mierzoną powierzchnią na wartość drogi przełączania stykowej sondy impulsowej współrzędnościowej maszyny pomiarowej. Przeprowadzoną analizę zweryfikowano doświadczalnie testując trzy typy sond firmy Renishaw (TP1, TP2-5W, TP6) na stanowisku badawczym pozwalającym na bezpośrednie sprawdzanie sond. Otrzymane wyniki posłużyły do określenia najbardziej korzystnych z punktu widzenia dokładności pracy sond, prędkości pomiarowych oraz do ustalenia warunków testowania sond.
Vít ZELENÝ,
Czech Technical University, Faculty of Mechanical Engineering, Department
of Mechanics, Prague, Czech Republic and Czech Meteorological Institute,
Prague, Czech Republic
Vladimír STEJSKAL
Czech Technical University, Faculty of Mechanical Engineering, Department
of Mechanics, Prague, Czech Republic
Summary: The aim of modern calibration methods is to determine the total position uncertainty of a coordinate measuring machine (CMM) in the whole working range, but also to identify all 21 partial errors. These errors can be entered as correction factors in modern CMMs, thus reducing the total position uncertainty of the machine. New calibration artefacts are being developed and suitable positions are being looked for with the aim, among others, to shorten the calibration time.
