System do pomiaru odchyłek okrągłości.doc

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z systemem do pomiaru okrągłości, określnie wpływu rodzaju elementu zastępczego na wynik pomiaru odchyłki okrągłości oraz określenie wpływu filtracji na wynik pomiaru odchyłki okrągłości.

2.  Charakterystyka stanowiska pomiarowego

Do pomiaru odchyłek budowane są specjalne maszyny pomiarowe wspomagane komputerem.

Przy przeprowadzanym przez nas pomiarze stanowisko pomiarowe składało się z systemu pomiarowego, w który wchodzą następujące elementy: urządzenie do pomiaru odchyłek okrągłości Form Tester T 1000 oraz oprogramowanie sterujące Turbo Form.

Rys. 1. Stanowisko pomiarowe do pomiaru odchyłki okrągłości

3. Opis i przebieg pomiarów

Przebieg ćwiczenia:

1. Uruchomienie programu Turbo Form i wykonanie referencji,

2. Opracowanie planu pomiarowego dla różnych metod obliczeniowych i określonych filtracji,

3. Ustalenie tolerancji pomiarowej na 10,00 µm

4.  Wykonanie pomiarów:

·         metoda LSCI, zastosowane filtry: bez filtra, filtr 0-15, filtr 0-50, filtr 0-150,

·         metoda MZCI, zastosowane filtry: bez filtra, filtr 0-15, filtr 0-50, filtr 0-150,

·         metoda MCCI, zastosowane filtry: bez filtra, filtr 0-15, filtr 0-50, filtr 0-150.

Opis zastosowanych metod i filtrów:

W pomiarach zastosowano następujące metody obliczeń dla profilu okrągłości:

LSC - metoda najmniejszych kwadratów:

              Określa odchyłkę okrągłości używając okręgu obliczonego tak, że suma kwadratów odległości promieniowych do zmierzonego profilu jest najmniejsza. Odchyłka okrągłości jest równa promieniowej odległości ekstremalnych punktów profilu.

MZC - metoda strefy minimalnej

              Określa odchyłkę okrągłości przez użycie dwóch stycznych z profilem współśrodkowych okręgów zawierających zmierzony profil tak dobranych, by różnica ich promieni była najmniejsza. Odchyłka okrągłości równa jest różnicy promieni tych okręgów.

MCC - metoda minimalnego okręgu opisanego:

              Określa odchyłkę okrągłości używając minimalnego okręgu stycznego opisanego na zmierzonym profilu. Odchyłka okrągłości jest równa promieniowej odległości ekstremalnych punktów profilu.

Użyte zostały następujące filtry:

Efekty stosowania filtrów cut-off z różnymi ustawieniami dopuszczalnej liczby fal na obrót (upr).

4. Tabele i wykresy

Tabela 1. Zestawienie otrzymanych wyników pomiarów wartości odchyłek dla każdej z trzech metod od rodzajów filtrów, przy tolerancji równej 10,00 µm.

Wykres 1. Zestawienie poszczególnych metod pomiaru na podstawie otrzymanych wartości odchyłek w zalezności od rodzaju filtra

5. Wnioski:

Przeprowadzone przez nas badania miały na celu porównanie wpływu zastosowanego filtra na wartość odchyłki dla trzech metod: LSCI, MZCI i MCCI oraz porównanie tych metod. Zastosowanie różnego rodzaju filtrów ma wpływ na wartości odchyłek, najmniejsze wartości odchyłek zostały zanotowane dla filtra 0 – 15 W/U, natomiast największe w przypadku nie użycia filtra. Wszystkie zmierzone wartości odchyłek mieszczą się w przyjętej tolerancji równej 10,00 µm, co świadczy o poprawnym wykonaniu badanego narzędzia. Przy porównaniu metod obliczeniowych zaobserwowano, że największa wartość odchyłki występuje przy metodzie MCCI, niezależnie od zastosowanego filtra, zaś najmniejsza przy metodzie MZCI. Załączone wykresy pokazują, że zastosowanie filtra o niskiej częstotliwości powoduje wygładzenie wykresu. Przyczyną wygładzenia wykresu po zastosowaniu filtra jest to, że przy niskich częstotliwościach powstają wyższe amplitudy, które z kolei są absorbowane przez filtr. Na wykresach sporządzonych dla wszystkich trzech metod, dla których zostały przeprowadzone pomiary zaobserwowano w czwartej ćwiartce (między 270o a 0o) nagły skok wartości odchylenia, prawdopodobnie był on spowodowany niedokładnością wykonania powstałą podczas obróbki. Mimo wszystko był on niewielki i mieścił się w przyjętej tolerancji, skutkiem czego nie miało to znaczącego wpływu na jakość wytworzonego narzędzia.