Способ определения погрешностей трехкоординатной измерительной машины

Способ определения погрешностей трехкоординатной измерительной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к приборостроению , в частности к технике контроля трехкоординатных измерительных машин, и может быть использовано для организации их поверки при эксплуатации. Цель изобретения - повышение информативности определения погрешностей. Для этого необходимо количество взаимно перпендикулярных наконечников измерительной головки измеряют на каждой стороне ориентированного вдоль координатных осей полом параллелепипеде точки, расположенные вблизи углом, и взаимно перпендикулярные поверхности, вычисляют координаты точек пересечения всех взаимно перпедикулярных сторон, сравнивают полученные результаты с предыдущими и по результатам измерения и вычисления определяют раздельно метрологические и технологические погрешности. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 0 18/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877040/10 (22) 16.08.90 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (71) Ленинградское оптико-механическое объединение им. В.И.Ленина (72) S.А.Сойту (56) Авторское свидетельство СССР и - 1420339, кл. G 01 В 5/00, 1988. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ТРЕХКООРДИНАТНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике контроля трехкоординатных измерительных машин, и может. быть использовано для организации

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. а именно к способам проверки трехкоординатных измерительных машин (КИМ), Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения погрешностей КИМ; заключающийся в том, что на рабочем столе машины вдоль координатных осей ориентируют параллелепипед, измеряют при помощи пяти взаимно-перпендикулярных наконечников измерительной головки отдельные его точки, при этом определяют раздельно метрологические и технологические погрешности, Недостатком этого способа является высокая трудоемкость измерения и определение лишь незначительной части метрологических (три осевых погрешности) и технологических (три угла поворота) погрешностей.

5U,, 1767341 А1 их поверки при эксплуатации. Цель изобретения — повышение информативности определения погрешностей. Для этого необходимо количество взаимно перпендикулярных наконечников измерительйой головки измеряют на каждой стороне ориентированного вдоль координатных осей полом параллелепипеде точки, расположенные вблизи углом, и взаимно перпендикулярные поверхности, вычисляют координаты точек пересечения всех взаимно перпедикулярных сторон, сравнивают полученные результатьгс предыдущими и по результатам измерения и вычислейия определяют раздельно метрологические и технологические погрешности, 1 ил.

Целью изобретения является повышение достоверности определения погрешностей, а именно обеспечение возможности дополнительно определять по крайней мере четыре метрологических (три плоскостных и одну пространственную) и 15 технологических (шесть углов поворота, шесть отклонений от прямолинейности и три отклоненйя от перпендикулярности) погрешностей.

Указанная цель достигается тем, что располагают измерительные точки на каждой стороне параллелепипеда вблизи его углов по четыре на каждой стороне, сканируют наконечниками не менее трех взаимно перпендикулярных поверхностей параллелепипеда и измеряют каждым из пяти riepпендикулярных наконечников координаты точек; доступные для соответствующего наконечника, затем определяют уравнения каждой стороны nараллелепипеда и координаты точек их пересечения, а погрешности

1 767341 пипеда, и затем као(2динаты точек (а, (у( г) ) пересеченил всех взаимно перпендику1 ллрных его сторон.

Определл(ат раздольно по известным

5 зависимастлм технологические (углы поворота, отклонения or прлмолинейности и перпендикулярности) и метрологические (асевые, плоскостные и пространственные) погрешности.

10 G зависимости от канструктивнага построения КИСЛ, а более конкретно, в зависимости от тога по какай координатной оси или ocrtM подвижным обьектам лвляетсл из, марительнал головка формулы вычисления

15 углов поворота Màãóò быть различны, «о принципиально (to атличаютсл друг CT дру- . га.

Так, например, длл KNM с подвижным столом (каретка X} неподвижным порталом

20 и подвижными каретками У и Z, располо-женными на портале, формулы вычисления погрешностей будут следу7ащими: . Углы поворота

40

Откланенил ат прямолинейности

45 Юх = 4Укцо) (10}

&v = Ь2.А0{г) (11}

My= MAO(t) (I2)

hXy = АХИ{.) (1 3)

<-(XZ = <-)Xt: F(f) (14)

+ 7z = с-н (к()((() (1б)

Отклонения от перпендикулярности

Waxy = AVVFFl

A)7(4z = Л (г)7й)ец) (1 7)

AM У2 = 4VVAOW{tt) (10)

Погрешности измерения па оси

ЛХх = МаКС Иэ AIFQ{oo},Ü {Щгг), Ь)ЕГ ((е), ЬНН (оо) ВАНН (рр) Ь (Ht. ((з)

L)G({pp}, Й(((ts), e-))Ff (и), ЙГГ (ts) (19) определяют на основе полученных результатов измерения.

На чертеже приведена принципиальнал схема параллелепипеда и измерительной головки.

Способ осуществляетсл следующим образом.

В измерительном пространстве KMM (на ее рабочем столе) устанавливают параллелепипед. Габаритные размеры параллелепипеда эавислт от пределов измеренил

КИМ и размеров наконечников измерительной головки. Для уменьшения массы параллелепипеда желательно выполнлть его полым как показано на фигуре. Ориентируют параллелепипед (приблизительно) вдаль координатных осей. Закрепллют на КИ((Л измерительную головку с пятью (а, р, r, s, t) взаимно перпендикулярными наконечниками, оринентированными (приблизительно) вдоль координатных осей.

Сканирование поверхностей параллелепипеда и измерение на нем отдельных точек, выполняют в произвольной (наиболее удобной и производительной длл опера- 2 тора) последовательности.

Сканирование йоверхнасти необходимо длл определенил отклонений от прямолинейности и перпендикулярности траекторий перемещения измерительных кареток КИМ, а измерение отдельных точек — для определения всех углов поворота измерительных каретак во время их поступательного движения и всех метрологических погрешностей. 3

Измеряют методом сканирования, например, следующие участки поверхностей параллелепипеда (пунктирными линилми); наконечникам о — EH и KL; наконечником r — AD и EF; наконечником t — АВ и KN.

Затей измерлют координаты следующих отдельных тачек: наконечником о — точки А, В, С, б, К, l, К.(,E,Н,Е,Н; наконечникам г — точки К, ), М, N, А, В, А.О,Е.Г.Е.Г; наконечником р — точки К, {, Ml,,N, С, В,С,В,G,Н,G,,Н; наконечником t - точки Е, F, G, Н, А, В, А,В,К,N,К,N; наконечником з -точки Е, Fl,,G, H, С, D Ct Dt { (<н<1 Lt Mt (Точки Al, В,;... и (не изобра>кены) являются сопряженными точками точек А, В, ..., N и расположены на противоположных сторонах параллелепипеда).

На основании полученных результатов измерения определяют (как среднеквадратические плоскости) все стороны параллеле(2<à)12)i,1 Zk)ï+2c 12«(1 2<<„1 Г2н<н<2н<и<2н

3. (НН (г„,„„г„„,„„)-(e„„„e )

EF (гы(,1<гн i p()! st (57

2,(. (k<0(«НН (((1) i ii (s.) Им

A i!1 1 "НО rl НН (Ppl СС <1(!

7Р (.. e „-(2 г . ЛН ( <1 Н(

3767341! Ae или

1- AB и другим.

Кроме того, если метрологические требования, предъявляемые к КИМ, невысокие

5 и поверитель в связи с этим исповльэует упроще1гные формулы, то в этом случае некоторые точки можно измерять не всеми доступными наконечниками. Производительность контроля при этом возрастает.

Q . Таким образом предлагаемый способ позволяет определить раздельно как минимум 25 основных погрешностей КИМ.

В отличие от прототипа, при помощи которого можно определить только 6 основ- "

5 ных погрешностей, предлагаемый способ значительно повышает информативность определения погрешностей КИМ, что позволяет получить более достоверную информаЦию О состоянии КИМ и и pèнЯть своевременные меры по корректировке необходимых параметров.

Формула изобретения

Способ определения погрешностей трехкоординатной измерительной машины, 5 заключающийся В том, что на рабочем столе машины вдоль координатных осей ориентируют параллелепипед, измеряют при помощи пяти Взаимно перпендикулярных наконечников измерительной головки от() делы-;ые его точки, при этом определяют раздельно метрологические и технологические погрешности; отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности, располагают измерительные точки на каж-

5,ö0é стороне параллелепипеда вблизи его углов по.четыре на каждой стороне, сканируют наконечниками не менее трех Взаимно перг,ендикулярных поверхностей параллелепипеда и изме!>я!От каждым из пяти перпендикулярных наконечников координаты

ЛУу=макс из Л)кк (оо) Ь1кк («), 1 и v< (гр) A u (pp) u (-..)

1,

le 1! (ур), Ж Ь1 У (ЗS). ЛММ (Гр) A IN!4 (ll), 1 1 1

Л Ъц (р) ., (20)

AZz =- макс из В А (и), .ЙАд (в)

ADD (гг), ЙГ>0 (ss) l — JDO (рр) Л!>В (!1)

1 1 1

ВСС (рр), >)СС (ss) (И

Погрешности измерения в плоскости

ЬХУху = МаКС 13 Вас ВЬО Ь а с

11 ль 101 . (22) 10

5XZxz = макс иэ Мад Жад Льс

1 1 1

hib1с (23)

hYZyг = макс из Ла!>, Л;> ь, В6 с, лд1С (24)

Погрешность измерения в г!ространст1- 1 1

LRYZxyz = макс из 1ас, Ла с, Льд

Ль (25)

Пояснения к формулам (1) — (25) ах, /З„...,у, — УГЛЫ ПОВОрота C,/3, „,у. 20 подвижнол измеритель!1о!! каретки вокруг соответствующих координатных осей (см, фиг.) при перемещении ее вдоль координатных осей х, х...., z;

Ых, LUX, l&z .ОТКЛОНЕНИЯ ПО координате У, Z,.„, Y от прямолинейности движения каретки X,Õ; ..„Z; (КЛху, AVVxz, AWyz — отклонения от перпендикулярности движения кареток X u

У, Х и Z, Y и Z;

ЬХх, Ь Уу, Ы вЂ” погРешности по коОРдинате Х, Y, Z измерения по оси X, Y, Z;

МУху М< "-хг AYZyz суммарные погрешности по координатам Х,У, X,2, Y,Z измерения в плоскост!1 XY, XZ, YZ;

AXYZxyz — сУммаРнал погРешность по координатам Х У,Z измерения в пространстве XYZ;

ZA(p), YK(<), ... — значение по координате

Z Y, ... точки А, К, ..., измеренной при помощи наконечников о, t, ...; I!1 (ls), !!!1-!(„), „, — расстоя!!Ие между

1 1 точками Е и Е, Н и Н 1, ..., которые измерены при помощи наконечников t и з, О и о, ...;

IAt>, 41- номинальное расстояние между точками А и В, s и t, равное const;

gyp(p), Л2. дг>(,), ... — отклонение по: коорд!!Нате Y, Z, ... От прямолинейности движен я соответствующей каретки на участке

К(, AD, измеренное наконечником î, r, ..., 1AtLHK1(pp ... — отклонение от перпендикулярности движения соответствующих кареток на участках ГЙ и KL, измеренных при Гlомощи наконе !ников О и О cOOTGGTGT

ВЕННО;

Лдс, Ь4 с, ... — Отк/lонения расстояния ! между двумя Вычислительными точками а и с,а ис,....

Формулы (1) — {25) являются наиболее обобще!Н1ыми, На практике в зависимости от метрологических требований, предьявляемых к КИМ, можно пользоваться более упрощен!Ными формулами. Од1!ако точность и достоверность получения результатов при этом снижается.

TQ K, н а и ример, ах (см. (1)) мо жно вычислять по формулам (z a! o z c lz в о

1 х (z А(г + i с L L) — z в !

>:х

1767341 е

Составитель 8, Сойту

Техред М.Моргентал Корректор Н. Слободяник

Редактор

Заказ 3541 . Тираж Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7 8 точек, доступные для соответствующего на- наты точек их пересечения, а погрешности конечника. затем определяют уравнения определяют на основе полученных резулькаждой стороны параллелепипеда и коорди- . татов измерения.