Pomiary z wykorzystaniem maszyny współrzędnościowej

• Pomiary wielkości liniowych i kątowych
• Pomiary odchyłek kształtu i położenia
• Pomiary w szerokim zakresie pomiarowym: 900x1200x700mm
• Dokładność pomiarów MPE_P=1.7um

Współczesne współrzędnościowe maszyny pomiarowe mogą być wyposażone w różne typy głowic pomiarowych – zarówno dotykowych jak i bezdotykowych,impulsowych czy skanujących. Wybór jest trudny, ale nie musimy się wiązać na zawsze z jednym rozwiązaniem. W przypadku dużej części zadań pomiarowych dotykowe pomiary impulsowe nie zapewniają wystarczającej powtarzalności pomiaru lub szybkości zbierania dużej liczby punktów pomiarowych.

W takim wypadku dużo lepszym rozwiązaniem jest użycie dotykowych głowic skanujących. Są jednak zadania pomiarowe, które nie mogą być wykonane dotykowo i w takich wypadkach stosuje się optyczne głowice pomiarowe. Przykładem zastosowania metody optycznej są pomiary części z miękkich materiałów lub o małych gabarytach, które uniemożliwiają wykonanie pomiaru metodą dotykową. System MASS stosowany we współrzędnościowej maszynie pomiarowej ACCURA umożliwia użycie zarówno centralnych, aktywnych dotykowych głowic skanujących, przegubu obrotowo-uchylnego z pasywną dotykową głowicą skanująca, jak również optycznej głowicy skanującej.

Multi Application System Sensor (MASS) pozwala na użycie aktywnej,skanującej głowicy centralnej oraz głowic, które mogą być mocowane w przegubie obrotowo-uchylnym, pracujących w systemie Multi Probe Sensor (MPS). Jest to możliwe dzięki doprowadzeniu przewodów zasilających, sterujących oraz informacyjnych do miejsca zamocowania głowicy, a także odpowiedniej konstrukcji uchwytu mocującego głowicę. Wymiana głowic współpracujących z przegubem obrotowo-uchylnym (MPS) może odbywac się w trybie automatycznym lub ręcznym, natomiast wymiana przegubu na głowicę centralną przez użytkownika w trybie ręcznym. MASS nie tylko w każdej chwili umożliwia zastosowanie optymalnego rozwiązania, nawet do najbardziej wymagających zadań pomiarowych, ale również pozwala zaoszczadzić na kosztownym przezbrojeniu współrzędnościowej maszyny pomiarowej.

Do zadań pomiarowych, przy których konieczne jest zastosowanie dużej liczby różnych położeń kątowych trzpienia pomiarowego (np. turbiny z łopatkami, części tłoczone z blachy), najlepszym rozwiązaniem wydaje się użycie przegubu obrotowo-uchylnego. Do maszyny ACCURA możemy użyć przegubu produkcji Carl Zeiss RDS oraz pasywnej głowicy skanującej Zeiss VAST XXT. Jest to możliwe m.in. dzięki małym wymiarom oraz małej masie głowicy VAST. Uzyskujemy w ten sposób dużą funkcjonalność i łatwość przygotowania maszyny do wykonania zadania pomiarowego. Głowica VAST XXT dzięki możliwości nastawiania z poziomu oprogramowania siły nacisku doskonale nadaje się do pomiaru drobnych części oraz części wykonanych z miękkich materiałów małymi trzpieniami pomiarowymi o małej sztywności. Aby zachować specyfikowaną dokładność maszyny oraz optymalną prędkość podczas skaningu głowicą pasywną VAST XXT, w maszynie ACCURA zastosowano nowoczesny układ sterowania C99N. Pod względem dokładności pomiaru punktami pojedynczymi, pasywna głowica VAST XXT w niczym nie ustępuje głowicy aktywnej VAST XT. Podczas skanowania głowica aktywna jest jednak znacznie szybsza.

Zastosowanie pasywnych głowic pomiarowych z przegubem nie jest rozwiązaniem optymalnym dla wszystkich zadań pomiarowych. Przykładem może być pomiar długich, poziomych, dokładnych otworów, kół zębatych o dużych dokładnościach, czy użycie skaningu we współrzędnościowych maszynach pomiarowych serii In-Line stosowanych na wydziałach produkcyjnych.W tym obszarze zastosowań centralne, aktywne głowice skanujące zdecydowanie lepiej spełniają stawiane im zadania pomiarowe zarówno pod względem dokładności, jak i szybkości ich wykonania. W przeciwieństwie do głowicy pasywnej, nacisk pomiarowy jest generowany poprzez napęd elektryczny (a nie sprężynę mechaniczną) i jest on stały w całym zakresie pomiarowym głowicy +/-2 mm. Dzięki temu sterowanie współrzędnościową maszyną pomiarową podczas skaningu jest znacznie prostsze dla aktywnych głowic skanujących. Ciągły pomiar siły w trzech kierunkach umożliwia odpowiednie, aktywne dosterowanie nacisku pomiarowego tak, aby miał on stałą wartość oraz był wywierany zawsze w kierunku prostopadłym do płaszczyzny stycznej w danym miejscu powierzchni 3D. Wymienione cechy aktywnych głowic skanujących sprawiają, że możemy przy ich użyciu mierzyć dokładniej niż głowicami pasywnymi, z tą samą prędkością skaningu lub znacznie szybciej, przy zachowaniu tej samej dokładności pomiaru. Ma to szczególne znaczenie tam, gdzie liczy się zarówno czas, jak i dokładność skaningu. Szczególnie istotne jest stosowanie aktywnych głowic pomiarowych do pomiaru odchyłek współosiowości, gdy pomiary należy wykonać z dwóch stron części.

Głowice aktywne mają dodatkowo możliwość wykonania pomiarów w trybie samocentrującym, który może być przydatny np. przy wyznaczaniu układu współrzędnych z nakiełków, kątowego ustawienia koła zębatego lub pomiaru podziałki i bicia dla kół zębatych. Zaletą głowic centralnych jest również optymalne wykorzystanie zakresu pomiarowego maszyny, dzięki czemu niektóre z zadań pomiarowych są możliwe do wykonania na maszynie o numer mniejszej niż w przypadku głowicy pasywnej z przegubem obrotowo-uchylnym.

Maszyna ACCURA może być wyposażona również w najnowocześniejsze aktywne głowice skanujące VAST gold lub VAST XT gold stosowane w technologii VAST navigator. Oprócz zoptymalizowanej konstrukcji aktywnej głowicy skanującej oraz standardowej korekcji błędów statycznych współrzędnościowej maszyny pomiarowej CAA (Computer Aided Accuracy) zastosowano nowy, specjalny sposób korekcji błędów dynamicznego odkształcenia maszyny DCAA (Dynamic Computer Aided Accuracy) oraz dynamicznego ugięcia końcówki pomiarowej. Dzięki dynamicznej kalibracji trzpienia pomiarowego układ sterowania maszyny uzyskuje informacje o zachowaniu trzpienia przy skaningu z różnymi prędkościami i naciskami wywieranymi z różnych kierunków. Podczas pomiaru, układ sterowania przewiduje wielkości ugięć dynamicznych współrzędnościowej maszyny pomiarowej oraz trzpienia pomiarowego i odpowiednio dosterowuje tor ruchu maszyny tak, aby ugięcie było minimalne przy zachowaniu stałego nacisku pomiarowego.

Dzięki temu możliwe jest przeprowadzanie pomiarów w skaningu z prędkościami nawet kilkanaście razy większymi niż w przypadku standardowej, aktywnej głowicy skanującej oraz kilkadziesiąt razy szybciej niż wykonuje je głowica pasywna. Zaletą dynamicznej korekcji jest pomiar w skaningu z tą samą dokładnością w różnych miejscach przestrzeni pomiarowej maszyny, bez konieczności (jak to ma miejsce w przypadku głowicy pasywnej) uciążliwej kalibracji wzorcem o wymiarach zbliżonych do mierzonego elementu, ustawianego w miejscu wykonywania pomiaru. Opcja oprogramowania CALYPSO navigator wspomaga operatora maszyny, dobierając optymalną do danego zadania pomiarowego prędkość skaningu, by zawsze skanować z możliwie dużą prędkością, zachowując odpowiednią dokładność pomiaru. Dodatkową zaletą opcji navigator jest styczny (bez zatrzymania) dojazd do elementu mierzonego, pomiar po spirali oraz styczny odjazd od elementu po wykonaniu pomiaru. Do zastosowania techologii VAST navigator konieczny był również nowoczesny układ sterowania C99N, który musi nadążać ze sterowaniem ruchami maszyny z dużymi prędkościami, błyskawicznie analizować sytuację i umożliwić zbieranie dużej liczby punktów w czasie rzeczywistym. Tekst z: www.zeiss.pl