Біканальна система вимірювання геометричних величин
Вантажиться...
Дата
2012
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.01 – прилади і методи вимірювання механічних величин. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2012.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі розробки способу вимірювання складної форми поверхні деталі, що дозволяє підвищити точність і швидкодію координатних вимірювань.
У дисертації обґрунтована необхідність комплексного розгляду питань підвищення точності і швидкодії вимірювання біканальної системи вимірювання геометричних величин КВМ.
В дослідженні розроблено біканальний спосіб координатних вимірювань для КВМ. Приведена модель біканальної КВМ і описано процес вимірювання при
використанні запропонованого способу. Запропонована модель проаналізована за основними параметрами: точність і швидкодія координатних вимірювань.
В дисертаційній роботі запропоновані і отримані аналітичні залежності, які встановлюють взаємозв'язок між величиною аеростатичного зазору, тиском газу і навантаженням, та розроблена оригінальна модель аеростатичного підшипника.
Проведений комплекс досліджень показав, що використання запропонованої моделі підшипника дозволяє підвищити жорсткість конструкції біканальної системи вимірювання геометричних величин КВМ та її точність вимірювань.
У дослідженні проаналізовано впливи дестабілізуючих чинників на роботу біканальної КВМ. Описані оптимальні умови роботи машини, необхідні для проведення точних вимірювань. А також визначено, що стабільність швидкості
переміщення повзуна є функцією частоти збуджуваних коливань.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.01 – приборы и методы измерения механических величин. – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический інститут”. Киев, 2012. Диссертационная работа посвящена решению актуальной задачи разработки способа измерений сложной формы поверхности детали, который позволяет повысить точность и быстродействие координатных измерений. В диссертации обоснована необходимость комплексного рассмотрения вопросов повышения точности и быстродействия измерений на биканальной координатно-измерительной машине (КИМ). Экспериментальные исследования проводились с применением современной контрольно-измерительной аппаратуры. Обработка результатов исследований осуществлялась с использованием методов математической статистики на ПК. В исследовании проведен анализ современных источников в области координатно-измерительных машин, который показал следующие закономерности: метод противопоставления значительно расширяет возможности КИМ, так как позволяет проводить измерения в динамическом режиме, при относительном перемещении наконечника и измеряемой детали, что значительно повышает производительность измерения, наиболее распространены универсальные производственные КИМ средней и высокой точности со средним объемом измеряемого пространства, автоматические КИМ получают более широкое распространение по сравнению с механизированными и ручными, наиболее распространенными являются портальные компоновки КИМ, поскольку они используются в широком габаритном диапазоне и разной точности. В работе разработан биканальный способ координатных измерений для КИМ. Предложена модель биканальной КИМ и описан процесс измерений при использовании предложенного способа. Предложенная модель проанализирована по основным параметрам: точность и быстродействие. Замещение измерительной головки на КИМ второго контура измерения позволяет заменить погрешность измерительной головки на систематическую погрешность машины второго контура измерения, компенсировать последнюю известными способами и повысить точность измерений КИМ. Построенная модель КИМ на основе биканальности позволяет компенсировать погрешность измерений машины с помощью введения погрешности дополнительного контура в качестве поправки в основной контур.Введение второго контура на КИМ позволяет значительно сократить цикл измерения за счет исключения времени торможения и медленного подвода измерительного щупа к детали. В конечном итоге замещение измерительной головки на второй измерительный контур позволило снизить погрешность КИМ на (25-40)% и повысить быстродействие измерений до 32%. В диссертационной работе предложены аналитические зависимости, устанавливающие взаимосвязь между величиной аэростатического зазора, давлением газа и нагрузкой и разработана оригинальная модель аэростатического подшипника. Приведены и описаны: ее схема, порядок проведения экспериментов, используемая измерительная аппаратура. Получены экспериментальные данные зависимости аэростатического зазора от давления газа и нагрузки. Проведенный комплекс испытаний показал, что использование предложенной модели подшипника позволяет повысить жесткость конструкции биканальной КИМ и ее точность измерений. В исследовании проанализировано влияние дестабилизирующих факторов на работу биканальной КИМ. Описаны оптимальные условия работы машины, необходимые для проведения точных измерений. А также определено, что стабильность скорости перемещения ползуна является функцией частоты возбуждаемых колебаний и мало зависит от параметров системы. Предложенная методика аттестации измерительного объема биканальной КИМ определяет дифференциальные характеристики криволинейной системы координат измерительного устройства машины. Показано, что при метрологической аттестации биканальной КИМ определяется отклонение системы координат измерительного устройства (СКИУ) второго контура измерения от ортогональной декартова системы координат (ОДСК) первого измерительного контура. Метод построения ОДСК основан на определении дифференциальных характеристик СКИУ, которые могут быть выражены полем метрического тензора или полем тензора деформации. Определение поля метрического тензора основано на измерении с помощью биканальной КИМ концевых мер длины. При этом измерения выбираются самые элементарные. Показано, что при известном метрическим тензором возможно построить отношение между СКИУ и ОДСК. Для получения интегральных характеристик СКИУ необходимо использовать методы интегрирования дифференциальных уравнений. Если СКИУ является однородной, тогда ОДСК возможно определить с помощью элементарных расчетов. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли производственную апробацию и внедрение на АО «СП Агроинт» (г.Черкассы), ООО Строймаш (г. Черкассы), а также в учебный процесс на кафедре информационных технологий НАУ.
Dissertation on the competition of graduate degree of candidate of engineering sciences on specialist 05.11.01 are devices and methods of measuring of mechanical sizes. It is the National technical university of Ukraine the "Kyiv polytechnic institute" of Ukraine, Kyiv, 2012. Dissertation work is sanctified to the actual range of problems of development of method of measuring of difficult form of surface of detail, that allows to promote the productivity and exactness of the co-ordinate measuring. In dissertation reasonable necessity of complex consideration of questions of increase of exactness and productivity of the bi-channel system of measuring of geometrical sizes of CMM. In research the bi-channel method of the co-ordinate measuring is worked out for CMM. The brought model over of bi-channel of CMM and a measuring process is described at the use of the offered method. The offered model is analysed on basic parameters: the productivity and exactness. In dissertation work the offered and well-proven analytical dependences, that set intercommunication between the size of aerostatics gap, pressure of gas and loading and the worked out original model of support with the gas greasing. The conducted complex of experiments showed that the use of the offered model of support allowed to promote inflexibility of construction of the bi-channel system of measuring of geometrical sizes of CMM and her exactness. In research influences of destabilizing factors are analysed on work bi-channel of CMM. The optimum terms of work of machine are described necessary for the leadthrough of the exact measurings. And also it is certain that stability of speed of moving of slide-block is the function of frequency of the excited vibrations and little depends on the parameters of the system.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.01 – приборы и методы измерения механических величин. – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический інститут”. Киев, 2012. Диссертационная работа посвящена решению актуальной задачи разработки способа измерений сложной формы поверхности детали, который позволяет повысить точность и быстродействие координатных измерений. В диссертации обоснована необходимость комплексного рассмотрения вопросов повышения точности и быстродействия измерений на биканальной координатно-измерительной машине (КИМ). Экспериментальные исследования проводились с применением современной контрольно-измерительной аппаратуры. Обработка результатов исследований осуществлялась с использованием методов математической статистики на ПК. В исследовании проведен анализ современных источников в области координатно-измерительных машин, который показал следующие закономерности: метод противопоставления значительно расширяет возможности КИМ, так как позволяет проводить измерения в динамическом режиме, при относительном перемещении наконечника и измеряемой детали, что значительно повышает производительность измерения, наиболее распространены универсальные производственные КИМ средней и высокой точности со средним объемом измеряемого пространства, автоматические КИМ получают более широкое распространение по сравнению с механизированными и ручными, наиболее распространенными являются портальные компоновки КИМ, поскольку они используются в широком габаритном диапазоне и разной точности. В работе разработан биканальный способ координатных измерений для КИМ. Предложена модель биканальной КИМ и описан процесс измерений при использовании предложенного способа. Предложенная модель проанализирована по основным параметрам: точность и быстродействие. Замещение измерительной головки на КИМ второго контура измерения позволяет заменить погрешность измерительной головки на систематическую погрешность машины второго контура измерения, компенсировать последнюю известными способами и повысить точность измерений КИМ. Построенная модель КИМ на основе биканальности позволяет компенсировать погрешность измерений машины с помощью введения погрешности дополнительного контура в качестве поправки в основной контур.Введение второго контура на КИМ позволяет значительно сократить цикл измерения за счет исключения времени торможения и медленного подвода измерительного щупа к детали. В конечном итоге замещение измерительной головки на второй измерительный контур позволило снизить погрешность КИМ на (25-40)% и повысить быстродействие измерений до 32%. В диссертационной работе предложены аналитические зависимости, устанавливающие взаимосвязь между величиной аэростатического зазора, давлением газа и нагрузкой и разработана оригинальная модель аэростатического подшипника. Приведены и описаны: ее схема, порядок проведения экспериментов, используемая измерительная аппаратура. Получены экспериментальные данные зависимости аэростатического зазора от давления газа и нагрузки. Проведенный комплекс испытаний показал, что использование предложенной модели подшипника позволяет повысить жесткость конструкции биканальной КИМ и ее точность измерений. В исследовании проанализировано влияние дестабилизирующих факторов на работу биканальной КИМ. Описаны оптимальные условия работы машины, необходимые для проведения точных измерений. А также определено, что стабильность скорости перемещения ползуна является функцией частоты возбуждаемых колебаний и мало зависит от параметров системы. Предложенная методика аттестации измерительного объема биканальной КИМ определяет дифференциальные характеристики криволинейной системы координат измерительного устройства машины. Показано, что при метрологической аттестации биканальной КИМ определяется отклонение системы координат измерительного устройства (СКИУ) второго контура измерения от ортогональной декартова системы координат (ОДСК) первого измерительного контура. Метод построения ОДСК основан на определении дифференциальных характеристик СКИУ, которые могут быть выражены полем метрического тензора или полем тензора деформации. Определение поля метрического тензора основано на измерении с помощью биканальной КИМ концевых мер длины. При этом измерения выбираются самые элементарные. Показано, что при известном метрическим тензором возможно построить отношение между СКИУ и ОДСК. Для получения интегральных характеристик СКИУ необходимо использовать методы интегрирования дифференциальных уравнений. Если СКИУ является однородной, тогда ОДСК возможно определить с помощью элементарных расчетов. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли производственную апробацию и внедрение на АО «СП Агроинт» (г.Черкассы), ООО Строймаш (г. Черкассы), а также в учебный процесс на кафедре информационных технологий НАУ.
Dissertation on the competition of graduate degree of candidate of engineering sciences on specialist 05.11.01 are devices and methods of measuring of mechanical sizes. It is the National technical university of Ukraine the "Kyiv polytechnic institute" of Ukraine, Kyiv, 2012. Dissertation work is sanctified to the actual range of problems of development of method of measuring of difficult form of surface of detail, that allows to promote the productivity and exactness of the co-ordinate measuring. In dissertation reasonable necessity of complex consideration of questions of increase of exactness and productivity of the bi-channel system of measuring of geometrical sizes of CMM. In research the bi-channel method of the co-ordinate measuring is worked out for CMM. The brought model over of bi-channel of CMM and a measuring process is described at the use of the offered method. The offered model is analysed on basic parameters: the productivity and exactness. In dissertation work the offered and well-proven analytical dependences, that set intercommunication between the size of aerostatics gap, pressure of gas and loading and the worked out original model of support with the gas greasing. The conducted complex of experiments showed that the use of the offered model of support allowed to promote inflexibility of construction of the bi-channel system of measuring of geometrical sizes of CMM and her exactness. In research influences of destabilizing factors are analysed on work bi-channel of CMM. The optimum terms of work of machine are described necessary for the leadthrough of the exact measurings. And also it is certain that stability of speed of moving of slide-block is the function of frequency of the excited vibrations and little depends on the parameters of the system.