W artykule scharakteryzowano współrzędnościową technikę pomiarową. Opisano istotę współrzędnościowych pomiarów. Dokonano analizy porównawczej pomiarów charakterystycznych cech geometrycznych (odcinek, promień) przykładowego krzywoliniowego przedmiotu. Pomiarów dokonano na trzech rodzajach maszyn współrzędnościowych, metodą stykową za pomocą konturografu, współrzędnościowej maszyny pomiarowej oraz metodą bezstykową za pomocą maszyny optycznej. Wskazano możliwości tych metod.
EN
In this paper the coordinate measurement technique were characterized. The essence of coordinate measurements is described . A comparative analysis of measurements of characteristic geometric features (segment, radius) of an example curvilinear object was made. Measurements were made on three types of coordinate measuring machines: the contact method using a contourgraph, a coordinate meaisuring machine and the non-contact method using an optical machine. The possibiIities of these methods are indicated.
The paper presents an analysis of the influence of the Shelf Ready Packaging (SRP) machine performance parameters on the repeatability of generated cardboard boxes’ selected geometric features. As part of the research, two batches of packaging were measured. Each batch contained 100 pieces of packaging, manufactured either at a rate of 15 pcs/min or 20 pcs/min, 50 pcs each. Both batches were measured using Creaform’s Academia scanner using VXelements 6.2 software. The results were analyzed using GOM Inspect programming. In the first stage, the geometric repeatability of the products was analyzed on the basis of two selected critical features, which were considered to be the internal length and width of the cardboard packaging. These features are responsible for the proper efficiency of the packaging and the possibility of combining cartons during transportation. The results obtained were subjected to statistical analysis. In the second stage of the research, an analysis of surface deviation maps was carried out against a reference element. Our findings allow it to be concluded that increasing the production output of carton packaging (from 15 to 20 pcs/min) did not negatively affect the dimensional accuracy and repeatability of the process. It was also found that the shortening of packaging production time by increasing productivity had a positive effect on the stability of the manufacturing process of hot-glued SRP packaging.
In order to determine the largest and smallest deformations during 3D printing, measurements were made for pure polylactide (PLA) using a coordinate measuring technique using a measuring arm. The additive manufacturing process was carried out using four nozzle temperatures: 190℃, 200℃, 210℃ and 220℃. The model was properly selected to check the cylindricity, angles of inclination and dimensional deviations from the nominal value of the cuboid. FEM analysis was used to confirm the obtained results. The cylindricity and shape tolerances were shown to be the best at 190℃. The smallest deviations from the angle of 90 ° have solids made at 200 ℃ and 220 ℃. In the case of dimensional tolerances of the centers of the holes relative to each other, the best deviations were obtained for the temperature of 190 ℃ and 220 ℃. The highest stress values during uniaxial stretching using FEM analysis were obtained for samples made with nozzle temperatures of 200°C and 210°C, which are about 31 MPa. For the temperature of 190°C and 220°C, the deviations are the closest to the reference model and are equal to about 30 MPa. In the case of the FEM analysis for single-point bending, the element made at 190°C had a maximum deformation of 0.203 mm, which was the same for the reference model. The largest deviation is noticeable for the printing temperature of 200°C and is 0.211 mm.
The article presents the results of research concerning the analysis of the possibility of the innovative application of the LineScan non-contact laser measuring probe controlled by the ACCURA II coordinate measuring machine in the field of measurements of a selected cutting tool. In the study, the angle of a round cutting insert was measured. The influence of the selected elements of a measurement strategy i.e., the scanning speed v, the resolution k, and the number of measurement paths w on the repeatability of measurements and the value of the insert’s angle was determined. In both cases, the number of paths had the greatest impact. The best repeatability was obtained for the smallest distance between points (k = 0.1 mm) and the largest number of paths (w =10). For those measurement strategies, which differed in the scanning speed (1 and 3 mm/s), the detailed GR&R analyses were carried out by using the ANOVA and EMP methods. For strategies with the scanning speeds of 1 and 3 mm/s, the variance of the measuring system was 0.9% and 0.5% of the total variance, respectively. However, these differences in repeatability were not statistically significant. It has been shown that the selected methodologies of measurements and measurement data processing ensure good measurement repeatability of the selected geometrical feature of a cutting tool.
W pierwszym etapie badań zamodelowano geometrię modelu w środowisku CATIA V5R26. Kolejny etap procesu polegał na wydruku modeli przy użyciu techniki FDM (zastosowano materiały ABS-M30 oraz PC-10) oraz MEM (zastosowano materiały PLA oraz PET). Następnie przeprowadzono proces pomiarowy wydrukowanych modeli z materiałów termoplastycznych przy użyciu tomograficznego systemu pomiarowego. W procesie rekonstrukcji geometrii modeli z obrazów 2D wdrożono procedurę składającą się z 4 etapów: cyfrowej filtracji i interpolacji danych, segmentacji metodą grupowania danych (clustering) i rekonstrukcji geometrii metodą aktywnego konturu (active contour). Proces weryfikacji poprawności i precyzji wykonania modeli przeprowadzono w oprogramowaniu Focus Inspection oraz GOM Inspect. Najmniejsze błędy odwzorowania kształtu geometrii uzyskano dla modelu wykonanego z materiału ABS-M30 (odchyłka średnia wyniosła -0,021 mm, a odchylenie standardowe 0,154 mm).
EN
In the first stage of the research, the model geometry was created in the CATIA V5R26 software. In the next stage, the 3D printed process of the models was performed using the FDM (ABS-M30 and PC-10 was used) and MEM technique (PLA and PET materials was used). Then, the measurement process of the printed models from thermoplastic materials was carried out with the use of a tomography system. In the process of reconstructing the geometry of models from 2D images, a procedure consisting of 4 stages was implemented: digital filtering and interpolation of data, segmentation by data clustering and reconstruction of geometry by the active contour method. The process of verifying the accuracy of models was carried out in the Focus Inspection and GOM Inspect software. The most accurate representation of the shape of the geometry was obtained for the model made of ABS-M30 (the mean deviation was -0.021 mm and standard deviation 0.154 mm).
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The most up-to-date trends in development of length and angle metrology were presented. This development falls within a concept of Industry 4.0 and is understood as Metrology 4.0. Basic elements of these concepts and their connections were shown during years in relation to consecutive industrial revolutions. Specific issues regarding additive technologies were described with a view to functional filtration. Achievements of coordinate measuring technique in macro scale were also presented including optical scanning and computed tomography. In conclusions standardization works regarding the mentioned topics were described.
PL
Zaprezentowano najnowsze kierunki rozwoju metrologii długości i kąta. Rozwój ten wpisuje się w strategię przemysłu 4.0 i jest określany jako metrologia 4.0. Przedstawiono zasadnicze elementy tych koncepcji i ich powiązanie na tle kolejnych rewolucji przemysłowych. Omówiono specyfikę pomiarów w technikach przyrostowych z uwzględnieniem filtracji funkcjonalnej, a także osiągnięcia współrzędnościowej techniki pomiarowej w skali makro, włącznie ze skanowaniem optycznym i tomografią komputerową. W podsumowaniu zestawiono prace normalizacyjne prowadzone w omawianym zakresie.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The current situation in the estimation of uncertainty of coordinate measurements and the proposal to perform the uncertainty estimation service by an external institution are presented. This possibility arose thanks to the development of a method that uses the current calibration results as input information about the accuracy of the measuring machine, and as the information about the dimensions of the object – the coordinates of a small number of so-called characteristic points.
PL
Przedstawiono aktualną sytuację w zakresie szacowania niepewności pomiarów współrzędnościowych oraz propozycję wykonania usługi szacowania niepewności przez instytucję zewnętrzną. Ta możliwość pojawiła się dzięki opracowaniu metody, która jako informacji wejściowej o dokładności maszyny pomiarowej używa aktualnych wyników wzorcowania, a jako informacji o wymiarach przedmiotu – współrzędnych niewielkiej liczby tzw. punktów charakterystycznych.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę konstrukcji autonomicznego stołu obrotowego przeznaczonego do współrzędnościowych maszyn pomiarowych. Oś obrotu stołu jest czwartą, sterowaną osią rozszerzającą możliwości klasycznej trzyosiowej maszyny pomiarowej w zakresie pomiaru przedmiotów o powtarzalnym zarysie na obwodzie: kół zębatych, frezów ślimakowych itp. Analizę wykonano w programie CAD/CAE Autodesk Inventor Professional 2018.
EN
The article presents an analysis of the construction of an autonomous rotary table dedicated to coordinate measuring machines. The axis of the table rotation is the fourth, controlled axis extending the capabilities of the classical three-axes measuring machine with the possibility of measuring objects with repetitive contours on the circumference: gears, hobs, etc. The analysis was performed using the CAD/CAE Autodesk Inventor Professional 2018 program.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł dotyczy początkowych etapów inżynierii odwrotnej i przedstawia możliwości oprogramowania CATIA V5 w zakresie tworzenia trójwymiarowych modeli wyrobów na bazie chmur punktów. Dane pomiarowe, niezbędne do utworzenia modeli 3D, zostały pozyskane z użyciem współrzędnościowego ramienia pomiarowego wyposażonego w bezstykową głowicę pomiarową. W pracy przeanalizowano dokładność wykonania dwóch wybranych modeli przedmiotów składających się z powierzchni krzywoliniowych.
EN
The paper addresses the initial stages of reverse engineering and presents the possibilities of the CATIA V5 soft ware in terms of creating 3D models of products based on point clouds. The measurement data, necessary to create 3D models, were obtained using a coordinate measuring arm equipped with a non-contact measuring probe. In the paper, the accuracy of two selected models of objects composed of free-form surfaces has been analysed.
W artykule zaprezentowano procedury stosowane przy weryfikacji metrologicznej wybranych urządzeń pomiarowych pracujących we współrzędnościowej technice pomiarowej. Są to systemy stosowane powszechnie w inżynierii odwrotnej do digitalizacji kształtów odtwarzanych elementów. Krótko omówiono wymagania i uwarunkowania inżynierii odwrotnej dotyczące procesu pomiarowego. Przedstawiono zasady weryfikacji i reweryfikacji współrzędnościowych maszyn pomiarowych, jako najstarszych przedstawicieli współrzędnościowej techniki pomiarowej. Pokazano działania, jakie należy podjąć przy wzorcowaniu skanerów optycznych i laserowych, które są coraz szerzej stosowane w przemyśle i nauce. Omówiono podstawowe błędy wyznaczane przy wzorcowaniu i wzorce, jakie się wykorzystuje w procedurach badawczych.
EN
In the paper procedures used for verification and reverification of measurement devices working in coordinate measuring technique were presented. These systems are commonly used in reverse engineering for digitization of shapes of reconstructed elements. Requirements and conditions of reverse engineering from measurement process point of view were briefly discussed. Rules of verification and reverification of coordinate measuring machines as the oldest device representing coordinate measuring technique were shown. Actions that need to be taken while calibrating optical and laser scanners, that are more and more widely used in industry and science were presented. Basic errors elaborated during calibration and standards used in testing procedures were described.
W artykule zweryfikowano dokładność wykonania uzupełnienia ubytku części żuchwy przy użyciu współrzędnościowego systemu pomiarowego oświetlającego obiekt światłem laserowym. W pierwszym etapie przedstawiono proces rekonstrukcji geometrii żuchwy przy użyciu oprogramowania 3D-Slicer 4.8.1. Kolejny etap procesu polegał na zamodelowaniu uzupełnienia ubytku części bocznej żuchwy. Proces ten przeprowadzono w środowisku CATIA V5R26. W efekcie końcowym tego etapu uzyskano trójwymiarowy model reprezentujący uzupełnienie ubytku części żuchwy. Następnie model wykonano metodą przyrostową MEM. Proces weryfikacji błędów wykonania geometrii modelu przeprowadzono przy użyciu ramienia pomiarowego MCA II z zamontowaną głowicą laserową MMDx100.
EN
The article presents analysis of the accuracy of a mandibular body part defect manufactured using the additive MEM technology. The first stage of research presents the reconstruction process of mandible geometry using the 3D-Slicer 4.8.1 software. The second stage of the process presents a modeling process of a lateral part defect of the mandible. This process was carried out in the CATIA V5R26 software. The end result of this stage was a three-dimensional model representing the restoration of the defect in lateral part of the mandible. Then the model was made using the additive MEM technology. The verification process of geometry accuracy of the model was carried out using the MCA II measuring arm with the MMDx100 laser head.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono początkowe etapy inżynierii odwrotnej wybranej powierzchni swobodnej. Do pozyskania danych pomiarowych wykorzystano współrzędnościowe ramię pomiarowe MCA II, wyposażone w bezstykową głowicę pomiarową. Przeanalizowano wpływ wybranych poleceń i ustawień programów Focus Inspection oraz CATIA V5-6 w zakresie filtracji wyników pomiarów na jakość uzyskanych danych pomiarowych.
EN
The article concerns the early stages of the reverse engineering of the selected free-form surface. The process of acquisition of measurement data was carried out by using the MCA II coordinate measuring arm equipped with a non-contact measuring probe. The influence of the selected commands and settings of Focus Inspection and CATIA V5-6 software packages in the field of filtration of measurement results on the quality of obtained measurement data was analysed.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper concerns the analysis of accuracy of two methods of probe radius correction which are based on Bézier curves. Those methods can be applied in the case of measurements of free-form surfaces. The analysis of accuracy of selected methods was done in relation to reference corrected measured points.
PL
Artykuł prezentuje analizę dokładności dwóch metod korekcji promieniowej, które bazują na krzywych Béziera. Metody te mogą być stosowane do pomiaru powierzchni swobodnych. Analiza dokładności wybranych metod została przeprowadzona w odniesieniu do wzorcowych skorygowanych punktów pomiarowych.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono problematykę wyznaczania niepewności pomiarów współrzędnościowych. Przedstawiono ogólne problemy związane z szacowaniem niepewności. Omówiono stan prac normalizacyjnych i zwrócono uwagę na fakt, że niepewność pomiaru różnych charakterystyk geometrycznych jest różna. Omówiono koncepcję metody opracowanej w ATH. Jako przykłady oceny niepewności pomiaru odchyłki współosiowości i prostoliniowości pokazano modele pomiaru, czyli związki mierzonej odchyłki z błędami wskazań maszyny pomiarowej oraz odpowiednie budżety niepewności.
EN
The paper presents the aspects of the evaluation of coordinate measurements uncertainty. General issues concerned with the uncertainty evaluation are presented. The standardisation works are discussed and the attention is brought to the fact the uncertainty of the measurement of different geometrical characteristics is different. The concept of a method developed at ATH is described. For the examples of uncertainty evaluation of coaxial and straightness deviation measurement, the measurement models, i.e. the connection of the measured deviation with the indication errors of the measuring machine and appropriate uncertainty budgets, are shown.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Oczekiwania klientów w zakresie jakości wyrobów nieustannie rosną. W związku z tym niewystarczająca jest kontrola samych wymiarów, a konieczne jest sprawdzanie odchyłek kształtu czy chropowatości. Znaczna większość wykonywanych obecnie pomiarów jest realizowana z wykorzystaniem urządzeń współrzędnościowych. Pomiarowa tomografia komputerowa jest najnowszą grupą współrzędnościowej techniki pomiarowej i wiele zagadnień z zakresu jej dokładności czy możliwości aplikacji jest ciągle otwartych. Przedstawiono wyniki badań elementów o różnych wartościach i postaciach odchyłki okrągłości. Elementy zostały zbadane na przyrządzie specjalizowanym do pomiaru odchyłek kształtu oraz na tomografie komputerowym. W przypadku tomografu użyto różnych strategii pomiarowych w celu weryfikacji jego obszaru zastosowania. Pomiar odchyłek kształtu na tomografie pozwala na weryfikację jakości wykonania elementów o trudno dostępnych przestrzeniach, ale również na kompleksową ocenę geometryczną, np. części wykonanych z tworzywa sztucznego i mierzonych tylko na tomografie.
EN
Customer expectations in terms of products quality are constantly growing. Therefore, to control only dimensions is not enough; it is necessary to check also the form deviation or roughness. The vast majority of measurement nowadays is carried out by different coordinate measuring devices. Measuring computed tomography is the newest field of coordinate measuring technique, which makes many aspects of its accuracy and possible applications still open. The paper presents the measurement results of elements with different values of roundness deviations. Examined samples were checked on a formtester and computed tomography. For CT measurement, different strategies to verify the influence on received results were used. The ability to measure form deviations on CT allows to verify the quality of hard to reach part areas, but also a comprehensive assessment of geometry, e.g. parts made of plastic and measured on CT.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wskazano możliwą przyczynę błędów w obliczaniu odchyłek kształtu z wykorzystaniem algorytmu wybranego oprogramowania współrzędnościowej maszyny pomiarowej. Metoda ta jest dostępna w oprogramowaniu Calypso i bazuje na lokalnych odchyłkach kształtu obliczanych w punktach nominalnych. Analiza została przeprowadzona dla wybranych przykładów powierzchni swobodnych. Przedstawiono wyniki badań numerycznych, które polegały na symulacjach pomiarów współrzędnościowych wybranego przedmiotu. Punkty pomiarowe były generowane z określonymi wartościami rozrzutów względem profili nominalnych analizowanego wyrobu. Symulacje zrealizowano z użyciem 3 wybranych metod obliczania odchyłek kształtu oraz różnych odległości między punktami pomiarowymi. W celu weryfikacji wyników badań symulacyjnych przeprowadzono badania doświadczalne. Badania eksperymentalne zrealizowano z użyciem wybranego współrzędnościowego systemu pomiarowego oraz wybranych parametrów pomiaru. Wyniki pomiarów potwierdzają rezultaty symulacji.
EN
The possible reason for the incorrect form deviations calculated using an algorithm available in the selected software of coordinate measuring machine was identified. This method is available in the Calypso software and it is based on local deviations calculated at nominal points. The analysis was made for the selected examples of free-form surfaces. There are presented the results of numerical investigations based on simulations of coordinate measurements of selected object. The measured points were generated with assumed values of scatter in relation to the nominal profiles of the analyzed product. The simulations were made using 3 selected methods for computing the form deviations and various distances between the measured points. In order to verify the results of simulation studies there were made experimental investigations. The experimental investigations were done using selected coordinate measuring system and chosen measurement parameters. The results of performed measurements confirm the simulation results.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono porównanie danych nominalnych i wyników symulacji pomiarów współrzędnościowych promieni krawędzi natarcia i spływu pióra łopatki turbiny. Dane te uzyskano z użyciem oprogramowania Blade Pro oraz wybranej metody optymalizacji. W trakcie badań numerycznych punkty pomiarowe były generowane z określoną wartością rozrzutu względem przekrojów pióra łopatki.
EN
In the article the comparison of nominal data and the results of simulations of coordinate measurements of radii of leading and trailing edges of a turbine blade is presented. That data were obtained using the Blade Pro software and the selected method of optimization. During numerical research measured points were generated around cross-sections of a turbine blade with the assumed dispersion.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono ocenę wpływu grubości ścianki tulei wykonanych w technologii przyrostowej na odchyłkę walcowości oraz prostoliniowości tworzącej walca z wykorzystaniem współrzędnościowej techniki pomiarowej. Wytwarzanie prototypów z cienkimi ściankami jest uzasadnione ekonomicznie, gdyż skraca znacznie czas wydruku jak i jego koszt.
EN
The article presents an assessment of the impact of quill wall thickness made in the additive manufacturing for cylindricity deviation and the straightness of creating a cylinder with the use of coordinate measuring technique. Production of prototypes of the thin walls is economically justified because it reduces considerably the time output as well as its cost.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodykę rekonstrukcji kół zębatych przekładni lotniczych z zastosowaniem powiązanych systemów CMM/CAD/RP. Współrzędnościowe techniki pomiarowe (CMM) oraz systemy CAD umożliwia identyfikację i odtwarzanie geometrii kół zębatych, natomiast systemy RP dają możliwość wykonania prototypu zrekonstruowanego koła zębatego.
EN
This paper presents a reconstruction methodology of the transmission airline gears connected systems using CMM/CAD/RP. The use of coordinate measuring techniques (CMMs) and CAD systems enables to identify and reconstruct gear geometry. In contrast, while the RP systems make it possible to create a prototype with the reconstructed gear.
Manufacture of aircraft gearbox elements requires control of gear geometric parameters at different stages of technological process. The aim of this study is to present develop and execute the analysis accuracy of the geometry of the gear of aeronautical dual-power path gear after the roughing operation using coordinated optical scanner ATOS II Triple Scan. Research was carried out in order to detect errors occurring in the machining process and to determine the value of founded the machining allowance finishing in relation to the CAD model. On this basis, it is possible to determine the accuracy of the gear wheel as the workpiece after heat treatment. The results will be the basis to determine the effect of heat treatment on changes in the geometry of the gear and the benchmark for determining the correctness of the finishing.
PL
Produkcja elementów przekładni lotniczych wymaga kontroli parametrów geometrycznych kół zębatych na różnych etapach procesu technologicznego. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie opracowania i wykonania analizy dokładności geometrii koła przekładni dwudrożnej po obróbce zgrubnej przy użyciu współrzędnościowego skanera optycznego ATOS II Triple Scan. Badania przeprowadzono w celu wykrycia błędów powstałych w procesie obróbki skrawaniem oraz określenia wartości założonych naddatków na obróbkę wykańczającą w odniesieniu do modelu CAD. Na tej podstawie możliwe jest określenie dokładności wykonania koła zębatego, jako półwyrobu po obróbce cieplnej. Otrzymane wyniki będą podstawą do określenia wpływu obróbki cieplnej na zmiany geometrii koła zębatego ze wzorcem odniesienia dla określenia poprawności wykonania obróbki wykańczającej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.