7. koordináta méréstechnikaggytmazs/tantargyak/szam_tam_lev_08/merogep_eloadas.pdfleggyakoribb...

1

Miskolci EgyetemGépgyártástechnológiai Tanszék

Dr. Maros [email protected]

7. Koordináta méréstechnika

Coordinate Measuring Machine: CMM, 3D-s mérőgép

Egyiptomi piramis kövek mérése i.e. 1440

Egyiptomi mérővonalzó, Amenphotep fáraó (i.e. 1550) alkarjának hossza: 524mm



A koordináta méréstechnika megjelenése és térhódítása

2



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



• érintési pontok felvétele• felület illesztése a mért

pontokra• az elméleti és a mért felület

összevetése• mért elemek közötti

műveletek képzése

3



7.1 Koordináta mérőrendszer elemei és folyamataElemek:

• 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

4



A mechanikai rendszer különböző kialakításai

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



A mérőfejek és tapintók

Kapcsoló típusú mérőfej

Folyamatos érintkezésű mérőfej(mérőgép a mérőfejben)

Renishaw mérőfej: kapcsoló típusúa mérőtapintó helyzete nem fix,tetszőleges szögben , két síkbanelforgatható

5



Szerelt csillag tapintó

Tapintók henger, kúp, tárcsa, gömb véggel

Anyaguk: rubin

Tapintó rendszerek



7.2 A koordináta mérés folyamata és lényege

Mérés végrehajtása:

• manuális• gépi (programozott)

6



Mérési pontok felvétele

212

212

212 )()()( zzyyxxL −+−+−=

A pont megérintésének folyamata:



A dinamikus sugár mindig kisebb a statikusnál

Ismert átmérőjű gömb bemérése

Dinamikus tapitó rádiusz értelmezése

A tapintó kalibrálása

7



D = D’ + 2r

Kompenzáció

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

8



• Váll; pont (xo, yo, zo)• Gömb (D, xo, yo, zo)• Kör (D, xo, yo, zo)• Furat • Tengely

Pontszerű elemek



• Egyenes (irány)• Sík (normál vektor)• Kúp (tengely)• Henger (tengely)• Ellipszis (főtengely)

Vektorszerű elemek

9



7.4 Műveletek mért elemek között, geometriai függvények

• távolság• metszés• középpont• vetítés

• párhuzamosság• merőlegesség• bezárt szög

• elemek mérése• tárolás• műveletek eltárolt elemek között



Távolság:pont - pontszerű elem, egyenes, sík

Középpont: pontszerű elemek között

Vetítés: pontot, egyenest, kört - síkra

10



Metszés: mért geometriai elemek közöttt között



PárhuzamosságMerőlegesség

Szöghelyzet

11



Leggyakoribb tűrések és helyzettűrések értelmezése

Értelmezés PéldaSzimbolikus jelölés

Szimbolikus jelölés Értelmezés Példa

Egyenesség

Síklapúság



Körkörösség

Hengeresség



Kúposság


12



Párhuzamosság




Bázis



Merőlegesség

Szimbolikus jelölés

Szimbolikus jelölés

Értelmezés

Értelmezés

Példa

Példa


Bázis

13




Szimbolikus jelölés Értelmezés

Bázis

Szimbolikus jelölés ÉrtelmezésPélda

Bázis

Szögeltérés



7.5 Koordináta rendszerekA mérések végezhetők:

• derékszögű• henger• gömbi

Koordináta rendszerben

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

14



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

15



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 !

16



Az elméleti normális esetében is a PP’ távolság minden esetben mint mérési hiba jelentkezik

Bonyolult felületek mérése

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!

17



7.7 Alkatrészprogram készítésének lehetőségeiAlkatrészprogram: 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



• 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

7.8 A koordináta méréstechnika jellegzetességei

18



7.9 Fogazott elemek mérése (esettanulmány)



19





20





21



7. koordináta méréstechnikaggytmazs/tantargyak/szam_tam_lev_08/merogep_eloadas.pdfleggyakoribb...

Documents