11.5.2016

Princíp 3D merania

Princíp merania

Princíp merania pri súradnicovej metrológii sa zakladá na nasledovnom: reálny obrobok je meraný na CMM, a na základe vymeraných bodov sa generujú ideálne geometrické útvary, ktoré sa ďalej porovnávaju s nominálnym geometrickým tvarom, definovaným pomocou CAD modelu. Tento princíp je predstavený na obrázku 1:

image002

Obr1: Princíp súradnicovej metrológie

Meranie

Meranie obrobkov na CMM sa koná tak, že snímač dotkne povrch meracieho predmetu. Presná poloha nameraného bodu P1 sa určí tak, že CMM zaregistruje polohu stredu snímacieho hrotu v priestore a tej hodnote sa pričíta hodnota polomeru hrotu v smere vektora, ktorý pochádza od stredu hrotu a smeruje kolmo na tangentu v bode dotyku hrotu a meracieho predmetu P1. Schéma určovania polohy bodov je predstavená na obrázku 3 .

Údaje o polohe stredu hrotu a polomeru hrotu sa získajú z kalibrácie snímača, ktorá je súčasťou každého programu merania na CMM.

Výsledok merania je poloha skupiny bodov, definovaná hodnotami troch súradníc. Na základe polohy týchto bodov a najčastejšie pomocou Gaussovej metódy (metóda najmenších štvorcov) sa generuje ideálny geometrický útvar meraného predmetu. Na obrázku 3 je predstavená Gaussova metóda, a na obrázku 4 sú predstavené ideálne geometrické tvary, ktoré sa používajú v súradnicovej metrológii.

image004

1) Kartezky 2D; 2) Polárny; 3) Kartezky 3D; 4) Valcový; 5) Sferický
Obr 2: Druhy súradnicových systémov

image006

Obr. 2: Definovanie polohy bodu v priestore

image008

Pi – poloha nameraného bodu; di – vzdialenosť od idealného geometrického tvaru
Obr. 3: Generovanie ideálnych geometrických tvarov Gaussovou metódou

Typológia súradnicových meracích strojov

V praxi sa použiva mnoho druhov CMM na rôzne meracie úlohy. Všetky CMM sa môžu rozdeliť do štyroch základných skupín, a to:

  • stojanový typ,
  • portálový typ,
  • výložníkový typ a
  • mostový typ.

Typy CMM sú predstavené na obr. 5.

image010

Obr. 4: Ideálne geometrické tvary

Stojanový typ sa využíva na meranie predmetov strednej veľkosti a vysokej zložitosti tvaru, keď sa vyžaduje vysoká presnosť merania. Merací priestor je do 600 mm,

Portálový typ CMM zvyčajne majú merací priestor veľkosti 800 až 1800 mm. Využívajú sa na komplexné a precízne meranie, najčastejšie v labotórnych podmienkach.

Výložníkový typ CMM sa hlavne používajú na meranie veľkých (ale nie aj ťažkých) komponentov ako sú napr. karosérie áut, a na menej precízne meranie.

Mostový typ sa využíva na meranie veľkých a ťažkých meracích predmetov.

Základné stavebné prvky CMM sú predstavené na obrázku 6.

image012

A – stojanový typ; B – portálový typ; C – výložníkový typ; D – mostový typ
Obr. 5: Typy štruktúry CMM

image014

Obr. 6: Základné stavebné prvky CMM

„Nedostane-li žena koho chce, běda tomu, koho dostane.“ Mark Twain