Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Data przeprowadzenia ćwiczenia: 16.01.2015

Automatyka i Robotyka

Rok studiów 2 semestr 3

Grupa 1b , Piątek/tydz. Parzysty

Godz. Zajęć 13,15-14,45

Laboratorium Metrologii

Technicznej

Temat ćwiczenia

Wzorcowanie współrzędnościowych maszyn pomiarowych

Wykonawcy; Robert Szczypka

Radosław Siwiec

Marcin Piątek

Tomasz Majdak

1. Cel ćwiczenia

Celem  ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobami i metodami wzorcowania współrzędnościowych maszyn pomiarowych. W trakcie  ćwiczenia zostanie wykonane sprawdzenie głowicy pomiarowej oraz wyznaczone zostaną błędy wskazań maszyny przy pomiarze wymiaru.

1. Wstęp teoretyczny

Wzorcowanie współrzędnościowych maszyn pomiarowych zgodnie z serią norm PN/EN/ISO 10360 polega na pomiarze znanej długości z uwzględnieniem błędów układu przejmowania punktów (głowicy). We wcześniejszych wydaniach normy ISO 10360 oba te testy stanowiły integralną całość, natomiast w najnowszym wydaniu zostały one opisane w dwóch znowelizowanych, osobnych częściach – drugiej i piątej.

Część druga normy PN/EN/ISO 10360:2009 prezentuje sposób postępowania przy sprawdzaniu dokładności maszyn pomiarowych wykorzystywanych do pomiarów długości. Jako podstawowe oceniane parametry można uznać:

- błędy wskazania maszyny pomiarowej (dla końcówki pomiarowej skierowanej zgodnie z kierunkiem osi „z‖ WMP oraz dla końcówki pomiarowej której kierunek jest różny od kierunku osi „z‖ WMP)

- powtarzalność pomiaru znanej długości reprezentowanej przez wzorzec.

Kontrolny pomiar długości ma na celu przede wszystkim ocenę czy uzyskane błędy

wskazania maszyny mieszczą się w zakresie maksymalnego dopuszczalnego błędu granicznego opartego o równanie:

MPE = A + B · L

Rys. 1. Przykładowy wykres maksymalnych błędów granicznych dla WMP

W tym równaniu A opisuje te elementy składowe błędów, które są niezależne od wyznaczanej długości L. W parametrze B zawierają się wpływy zależne od mierzonej długości.

Podobnie jak poprzednie wydania normy, obecne wydanie zaleca pomiary wzorca długości ustawionego w 7 różnych pozycjach. Trzy z nich mają być zgodne z głównymi osiami WMP a cztery kolejne powinny znajdować się w przestrzennych przekątnych przestrzeni pomiarowej maszyny. W każdej z pozycji mierzone jest trzykrotnie pięć długości, przy czym największa z nich powinna być nie mniejsza niż 66% maksymalnej długości osi (lub przekątnej) w której pomiar jest dokonywany. Pozostałe cztery długości powinny być rozłożone w regularny sposób. Następnie, dla każdego ze 105 pomiarów długości należy wyznaczyć wartość błędu wskazania E0 jako różnicę pomiędzy wartością zmierzoną a długością nominalną wzorca. Dla każdej zmierzonej długości w poszczególnych pozycjach należy wyznaczyć również parametr R0 odpowiadający powtarzalności realizowanego pomiaru. Parametr ten wyznacza się jako rozstęp z trzech uzyskanych w trakcie pomiarów długości.

1. Przebieg ćwiczenia

Nasze ćwiczenie rozpoczęliśmy od uzyskania danych od prowadzącego. Po otrzymaniu tych danych przystąpiliśmy do wykonywania odpowiednich obliczeń w programie exel.

Naszym zadanie było obliczyć:

Odległość miedzy środkami dwóch dowolnych kul. Obliczenia wykonać zarówno dla wartości zmierzonych jak i do wartości nominalnych według poniższego wzoru

Dal wielkości zmierzonych

L_i − j^Z=$\sqrt{(x_{i}^{z} - x_{j}^{z})^{2} + (y_{i}^{z} - y_{j}^{z})^{2} + (z_{i}^{z} - z_{j}^{z})^{2}}$

Dal wielkości nominalnych

L_i − jⁿ=$\sqrt{(x_{i}^{n} - x_{j}^{n})^{2} + (y_{i}^{n} - y_{j}^{n})^{2} + (z_{i}^{n} - z_{j}^{n})^{2}}$

Gdzie: i = 1 do 24 j = 2 do 25 i ≠ j

Następnie wyliczyliśmy błąd pomiarowy

δ i-j = L_i − j^z − L_i − jⁿ

Na końcu wyliczyliśmy maksymalny dopuszczalny błąd pomiarowy

MPE = ±(3+4*$\frac{L}{1000}$)

Dla:

L = 0 oraz

L = 500

Wynikiem naszych obliczeń jest wykres załączony do sprawozdania

1. Wnioski

• Maszyna wymaga prawdopodobnie ponownej kalibracji ponieważ liniały wskazują złą wartość.

• Im większa jest mierzona odległość tym większy jest błąd (jest to zależność liniowa) czyli odczyt z liniałów jest sfałszowany (źle przeliczone na milimetry).

• Maszyna wymaga wgrania nowego pliku korekcyjnego