Methods of testing of static inaccuracy of the CMM scanning probe

• Autorzy: Woźniak A. , Dobosz M.

Warianty tytułu

PL

Metoda badania statycznych charakterystyk dokładności sond skaningowych WMP

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Coordinate Measuring Machine (CMM) scanning probe evaluates a stylus tip position in XYZ coordinates with 0.1 [mi]m resolution. Since the scanning probes are very often used for surface macrogeometry measurements, linearity and the overall inaccuracy of such probe should be known. The results of the scanning probe inaccuracy measurements by means of a high resolution interference displacement transducer are presented. Influence of the probe accuracy on the roundness error measurement is analyzed.

PL

Sonda skaningowa, inaczej określana jako mierząca, stanowi w istocie współrzędnościową mikromaszynę mierzącą położenie końcówki we współrzędnych XYZ z rozdzielczością O.1 [mi]m. Nie ustalona jest dotąd metodyka badań tego typu sond. Idea sprawdzania polega na wymuszaniu wychylenia końcówki w zadanym kierunku przestrzeni i wyznaczeniu różnicy pomiędzy wartością rzeczywistego przemieszczenia a wskazaniami XYZ sondy skaningowej. Do wzorcowego pomiaru przemieszczenia końcówki zastosowano zbudowany w Instytucie Metrologii i Systemów Pomiarowych Politechniki Warszawskiej interferencyjny przetwornik przemieszczeń liniowych. W referacie przedstawiono budowę i zasadę działania przetwornika oraz wyniki sprawdzania niedokładności wskazań sondy skaningowej przy zastosowaniu proponowanej metody. Przeprowadzone badania dokładności dostępnych w Polsce różnych typów głowic mierzących stosowanych we współrzędnościowych maszynach pomiarowych pozwoliły wysunąć wniosek, że interferencyjny przetwornik przemieszczeń o wysokiej rozdzielczości może być stosowany do badania dokładności głowic mierzących WMP. Badania dwóch typów głowic mierzących z przetwornikami indukcyjnościowymi VAST XT firmy ZEISS oraz z optoelektronicznymi przetwornikami inkrementalnymi SIP wykazały, że obydwie głowice charakteryzują się podobnym rozrzutem wskazań, nie przekraczającym š0,3 [mi]m. Stwierdzono, natomiast znaczne różnice w nieliniowości wskazań Głowica VAST wykazuje dużą nieliniowość charakterystyki sięgającą do 4 [mi]m w badanym zakresie wskazań. Taka nieliniowość jest charakterystyczna dla głowic, w których zastosowane są przetworniki indukcyjnościowe. Głowice mierzące z optoelektronicznymi przetwornikami inkrementalnymi nie wykazują zwykle dużych błędów nieliniowości wskazań. Badania tego typu głowicy SIP potwierdziły, że błędy nieliniowości są bardzo małe i mieszczą się w rozrzucie wskazań. W artykule przedstawiono również ewentualny wpływ błędów sondy skaningowej na dokładność odtwarzania odchyłek okrągłości podczas pomiaru elementów osiowo-symetrycznych na maszynie współrzędnościowej przy użyciu stolika obrotowego.

Słowa kluczowe

EN

scanning probe; coordinate measuring machine; interference encoder

PL

sonda skaningowa; maszyny współrzędnościowe; przetwornik interferencyjny

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 10, nr 2
• Strony: 191--203
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Woźniak A.

• Warsaw University of Technology, Institute of Metrology and Measuring Systems

autor

Dobosz M.

• Warsaw University of Technology, Institute of Metrology and Measuring Systems

Bibliografia

• 1. Ratajczyk E.: Współrzędnościowa technika pomiarowa [in Polish]. The Warsaw University of Technology Publishing House, Warsaw 1994.
• 2. Jakubiec W., Malinowski J.: Metrologia wielkości geometrycznych [in Polish]. WNT, Warsaw 1996.
• 3. Neumann H. J.: Coordinate metrology. Technology and application. AG & Co. Landsberg 1990.
• 4. Nocuń M.: Nowe sensory pomiarowe rozszerzają możliwości zastosowań współrzędnościowych maszyn pomiarowych [in Polish]. II Conference Coordinate Measuring Technique, Poland, Bielsko-Biala, Proceedings pp.137-149.
• 5. ISO 10360-4 Geometrical Product Specifications (GPS) - Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) - Part 4: CMMs used in scanning measuring mode. Switzerland, 2000.
• 6. ANSI/ASME B89.1.12M, Methods for Performance Evaluation of Coordinate Measuring Machines, American Society for Mechanical Engineering, New York, 1990.
• 7. Dobosz M.: Application of a focused laser beam in a grating interferometer for high-resolution displacement measurements, Optical Engineering, 1999, Vol. 38, pp. 958-967.
• 8. Dobosz M.: High resolution laser linear encoder with numerical error compensation, Optical Engineering, 1999, Vol. 38, pp. 968-973.
• 9. Draper N. R., Smith H.: Applied regression analysis. John Wiley & Sons. New York 1998.
• 10. ISO 4291: Methods for the Assessment of Departure from Roundness. Measurement of Variation in Radius, 1985.