Measurements of deviations from circularity of rotating parts of the machine by using fibre signalling based on the example of the lathe spindle

• Autorzy: Gołuch P. , Kuchmister J. , Ćmielewski K. , Kowalski K.

Warianty tytułu

PL

Pomiary odchyłki od kołowości elementów obrotowych maszyn z zastosowaniem sygnalizacji światłowodowej na przykładzie wrzeciona tokarki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

There are many machines, devices and production lines that are equipped with rotating elements (shafts, axes, spindles, trailing and drive wheels, etc.). Correct geometry of these elements ensures trouble-free operation, and, in the case of machine tools it decides about the correct geometric parameters of the manufactured semi-finished articles and products. In this respect, the newly manufactured and operated lathes are checked against the correct geometry of their parts which determine the location of the work-piece and the lathe and their movement These parts are geometrically correct if the errors of their geometrical shape (deviations) do not exceed values designated in the standards. The wearing of lathes reveals the so-called spindle run-out (deviation from circularity). These deviations are determined using mainly the workshop methods. However, due to the considerable sizes of machine tools surveying methods and new methods which use electronic and optoelectronic devices also apply. Authors of this work present the measuring set (which they designed and built themselves) which relies on the two-point fibre signalling device which is installed in the lathe spindle chuck jaws. The position of the signalling device during the lathe spindle rotation is recorded with CCD/CMOS digital camera, and the images are stored on the camera memory card. The aim of the presented research and experimental works was to determine the internal conformity of measurement results that were obtained using the designed and constructed measuring set, to check whether there is a correlation between the results obtained using the dial indicator and to analyse the accuracy of observations that were made using the test set. The designed measuring set enables to determine deviations from circularity during the lathe spindle rotation with the accuracy of ± 0.02 mm.

PL

Istnieje wiele maszyn, urządzeń oraz ciągów technologicznych, które mają elementy obrotowe (wały, osie, wrzeciona, koła toczne i napędowe itp.). Prawidłowa geometria tych elementów warunkuje bezawaryjną pracę, a w przypadku obrabiarek właściwe parametry geometryczne wytwarzanych półfabrykatów i zespołów. W związku z tym nowo wyprodukowane i eksploatowane tokarki podlegają sprawdzeniu pod wzglę- dem prawidłowości zachowania geometrii ich części, które nadają przedmiotowi obrabianemu i narzędziu wzajemne położenie i ruch. Części te są pod względem geometrycznym prawidłowe, o ile błędy ich kształtu geometrycznego (odchyłki) nie przekraczają wartości ustalonych w normach. W odniesieniu do tokarek ich zużycie objawia się m.in. tzw. biciem wrzeciona (odchyłki od kołowości). Odchyłki te wyznacza się głównie metodami warsztatowymi, jednak z uwagi na znaczne wymiary obrabiarek stosuje się również metody geodezyjne oraz nowe metody wykorzystujące przyrządy budowane na podstawie elementów elektroniki i optoelektroniki. Autorzy w pracy przedstawili opracowany i wykonany zestaw pomiarowy bazujący na dwupunktowym sygnalizatorze światłowodowym, mocowanym na czas pomiarów w szczękach uchwytu wrzeciona tokarki. Położenie sygnalizatora podczas obrotu wrzeciona tokarki rejestruje kamera cyfrowa CCD/CMOS, a zapis obrazów dokonywany jest na jej karcie pamięci. Celem przedstawionych prac badawczo-doświadczalnych było określenie wewnętrznej zgodności wyników pomiarów uzyskanych opracowanym i wykonanym zestawem pomiarowym, sprawdzenie, czy istnieje korelacja miedzy wynikami uzyskanymi z użyciem czujnika zegarowego oraz dokonanie analizy dokładności obserwacji wykonanych testowanym zestawem pomiarowym. Opracowany zestaw pomiarowy pozwala wyznaczyć odchyłki od kołowości podczas obrotu wrzeciona tokarki z dokładnością ±0.02 mm.

Słowa kluczowe

EN

measurement of lathe; mono-photogrammetry; CCD/CMOS camera; fibre signalling devices; optoelectronic technique

PL

pomiary tokarki; fotogrametria jednoobrazowa; kamera CCD/CMOS; sygnalizatory światłowodowe; technika optoelektroniczna

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 13, nr 1-2
• Strony: 23--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gołuch P.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences

autor

Kuchmister J.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences

autor

Ćmielewski K.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences

autor

Kowalski K.

• RZGW in Wrocław

Bibliografia

• Ćmielewski K., 2007. Zastosowanie technik światłowodowych i laserowych w precyzyjnych pomiarach kształtu i deformacji obiektów inżynierskich. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu nr 551, Rozprawy CCXLVI, Wrocław.
• Ćmielewski K., 2010. Geodezyjne badania tokarki z zastosowaniem techniki światłowodowej. Acta Sci. Pol. Geod. Descr. Terr., 9 (4), 3–15, Wrocław.
• Ćmielewski K., Kuchmister J., Gołuch P., Kowalski K., 2011. Zastosowanie kamery CCD do pomiaru prowadnic maszyn na przykładzie tokarki. Acta Sci. Pol. Geod. Descr. Terr. 10 (4), 35–48.
• Dudik K., 1985. Poradnik tokarza. WNT, Warszawa.
• Gocał J., 1993. Metody i instrumenty geodezyjne w precyzyjnych pomiarach maszyn i urządzeń mechanicznych. Wydawnictwo AGH, Kraków.
• Gołuch P., Ćmielewski K., Kuchmister J, 2012. Wykorzystanie metody fotogrametrycznej i techniki laserowej do określania odchyłek geometrycznych elementów kołowych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji Vol. 24, 73–86.
• Jakubiec W., Malinowski J., 1996. Metrologia wielkości geometrycznych. Wydanie II zmienione, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• Kahmen H., 1996. New development in instrumentation for precise engineering and deformation surveys. Proceedings of 8th FIG International Symposium on Deformation Measurements, Hung Hom (Hong Kong), 25–28 June, 77–83.
• Polska Norma, 1994, PN-M-55651. Warunki odbioru tokarek kołowych. Badanie dokładności. PKN.
• Polska Norma, 1998, PN-ISO 230-1. Przepisy badania obrabiarek. PKN.
• Setan H., Ibrahim M.S., 2003. Precise measurement and 3D modelling for industrial applications. Proceedings of 11th FIG International Symposium on Deformation Measurements, Santorini (Greece), 25–38 May, 529–536.