Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Testing of influence of minimal measurement speed on performance of the method of compensation of errors of probes using variable measurement speed

Karolina Miros

Abstract

Automation is becoming more popular in the industry. The use of special maschines ensures better results in a shorter time. Touch trigger probes in CNC machine tools sets up workpiece automatically and controls cutting results while it ends. Some touch trigger probes have three armed moving part inside, which is integral part of the construction. This causes increase in probe’s systematic error even more than 10 µm. Probe’s triggering radius characteristic has three lobed shape. During the accuracy measurement the stylus tip is place inside the ring gauge and read trigger points in all directions. Then the matching circle is calculated by using the least squares method. Radius of this circle is named an averaged measured triggering radius. Distance between center of this circle and any trigger point is named mean measured triggering radius in this direction. Systematic error is described by triggering radius variation Vr and is equal to difference between maximum and minimum values of Vr. The compensation metod was developed to reduced systematic errors. Explanation of this metod is based on delay time. A mean triggering radius is dependent on delay time and a measurement speed. Delay time is approximately constant. If measurement speed increases, the mean measured triggering radius increases too. After measurement done in one direction, it is possible to increase measurement speed in this direction. As a result of that measurement triggering radius will be equal to average measurement triggering radius in all directions. In this study will be checked compensation method based on speeds 30 and 50 for the OMP 40-2 probe and RMP 60 probe. Also there will be tested influence of minimal measurement speed on performance of this method of compensation. Results will be tested for accuracy which is described by uni-directional repeatability (UDR). Measurement were done correctly. All results are within the normal range. The conclusions is that this compensation method gives the expected results. After three iteration of compensation triggering radius variation decreases. At the beginning this parameter was about 10µm for OMP 40-2 probe and 20µm for RMP 60 probe. After all compensations systematic errors is between range 0,52µm-1,8µm depending on type of the probe and base measurement speed.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Karolina Miros (FM) Karolina Miros,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Badanie wpływu bazowej prędkości pomiarowej na skuteczność metody kompensacji błędów sond z użyciem zmiennej prędkości pomiarowej
Supervisor
Michał Jankowski (FM/IMBE) Michał Jankowski,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
24-06-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Michał Jankowski (FM/IMBE) Michał Jankowski,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM) Adam Woźniak (FM/IMBE) Adam Woźniak,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
sondy, obrabiarki CNC, kompensacja błędów, błędy systematyczne, błędy przypadkowe
Keywords in English
probes, CNC machine tools, error compensation, systematic errors, random errors
Abstract in Polish
Automatyzacja znajduje coraz szersze zastosowanie w przemyśle. Wykorzystanie wyspecjalizowanych maszyn zapewnia osiągnięcie lepszych rezultatów w krótszym czasie. Zastosowanie sond pomiarowych w obrabiarkach CNC umożliwia dokładne określenie pozycji elementu oraz kontroli skrawania po jego zakończeniu. Bardzo często wykorzystywane są w tym celu sondy trójstykowe. Z powodu budowy i rozmieszczenia przetworników co 120 stopni sondy te generują dodatkowy błąd pomiaru. Oznacza to, że charakterystyka sondy trójstykowej jest trójgraniasta. Podczas badania dokładności sondy umieszcza się końcówkę pomiarową we wzorcu. Przeprowadzenie pełnego pomiaru polega na zebraniu punktów pomiarowych we wszystkich kierunkach pracy sondy. Na podstawie wyników zostaje dopasowany okrąg metodą najmniejszych kwadratów. Promień obliczonego okręgu nazywany jest średnim promieniem przełączania. Odległość od środka okręgu do każdego punktu nazywana jest promieniem przełączania w tym kierunku. Błąd systematyczny nazywany jest niestabilnością drogi przełączania i jest równy różnicy największego i najmniejszego promienia przełączania. Została opracowana metoda kompensacji, aby zminimalizować wpływ błędu na pomiar. Średni promień przełączania jest równy iloczynowi opóźnienia sondy i prędkości pomiarowej. Opóźnienie sondy jest w przybliżeniu stałe. Jeżeli prędkość pomiarowa zostanie zwiększona, wzrośnie także promień przełączania w tym kierunku. Po przeprowadzeniu obliczeń w konkretnym kierunku można zwiększyć prędkość pomiaru, aby promień przełączania w tym kierunku był zbliżony do uśrednionego promienia przełączania sondy. Celem tej pracy jest wykazanie, jaki wpływ na tą metodę kompensacji ma prędkość bazowa. Zostanie przeprowadzona kompensacja dla prędkości 30 mm/min oraz 50 mm/min dla dwóch sond: OMP 40-2 i RMP 60. Wyniki zostaną sprawdzone pod względem dokładności, czyli powtarzalności jednokierunkowej. Pomiary zostały poprawnie przeprowadzone. Wyniki znajdują się w granicach normy. Podsumowując, wykorzystana metoda zwiększania prędkości pomiarowej przynosi oczekiwany rezultat. Już w trzech iteracjach kompensacji niestabilność promienia przełączania znacząco maleje. Na początku badania parametr ten wynosił w przybliżeniu 10 µm dla sondy OMP 40-2 i 20µm dla sondy RMP 60. Ostatecznie błąd wynosi od 0,52µm do 1,8µm w zależności od sondy i prędkości bazowej.
File
  • File: 1
    MT_1st_262590.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 34063

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTd6ff505dc94b44ea8103362c3ce1b464/
URN
urn:pw-repo:WUTd6ff505dc94b44ea8103362c3ce1b464

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page