Zkoušení přesnosti CMM při měření obecných tvarových ploch

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá zkoušením přesnosti souřadnicových měřicích strojů (CMM) při měření obecných tvarových ploch. Pro tuto práci byly vybrány dva již obrobené etalony, na kterých bylo potřeba zvolit vhodné dokončovací operace pro možnost provádět přesné a spolehlivé měření a extrakci bodů pro reverzní inženýrství. V první části se práce věnuje zmapování problematiky periodických a přejímacích zkoušek a zkoušení souřadnicových měřicích strojů podle normy ČSN EN ISO 10360. Dále se práce věnuje popisu obecných aplikací freeform povrchů a strojů pro výrobu těchto velice přesných povrchů. Práce zmiňuje etalony používané ve světě pro přejímací a periodické zkoušky podle metrologických institutů (NIST, PTB, NPL) a mapuje aktuální stav výzkumu v oblasti freeform etalonů. Druhá část diplomové práce se věnuje vlastním freeform etalonům, jmenovitě jejich dokončování. Samotné řešení je postupnou iterací navrženého postupu pro dosažení cíle, a to je co nejlepší dosažitelná přesnost výroby freeform etalonu. Návrh řešení zohledňuje požadavky na použitelnost v halových laboratořích fakulty strojní ČVUT, a to jak pro výrobní, tak výukové účely. Hlavní částí je pak samotné dokončení a ověření dosažených parametrů vyrobeného etalonu použitím naměřených dat v rámci reverzního inženýrství. Pomocí modelu získaného z reverzního inženýrství je poté provedeno porovnání možností dotykových a optických metod pro měření součástí. V závěru je pak shrnuto zhodnocení dosažených hodnot a návrhy na možná zlepšení při výrobě k dosažení požadovaných parametrů.

This diploma thesis deals with evaluating the accuracy of coordinate measuring machines (CMM) when measuring freeform surfaces. For this work, two already machined standards were selected, on which it was necessary to choose suitable finishing operations for the possibility of performing accurate and reliable measurements and extraction of points for reverse engineering. In the first part, the work is devoted to mapping the issue of acceptance and reverification tests and testing of coordinate measuring machines according to the ČSN EN ISO 10360 standard. The work is also devoted to the description of general applications of freeform surfaces and machines for the production of these very precise surfaces. The thesis mentions the standards used in the world for acceptance and reverification tests according to metrology institutes (NIST, PTB, NPL) and maps the current state of research in the field of freeform standards. The second part of the thesis is dedicated to the freeform standards, namely their finishing. The solution itself is a step-by-step iteration of the proposed procedure to achieve the goal, which is the best possible accuracy of freeform standard production. The design of the solution takes into account the requirements for usability in the laboratories of the Faculty of Mechanical Engineering of the Czech Technical University, both for production and teaching purposes. The main part is the actual completion and verification of the achieved parameters of the produced standard using measured data within the framework of reverse engineering. Using the model obtained from reverse engineering, a comparison of the possibilities of tactile and optical methods for component measurement is then made. The conclusion summarizes the evaluation of the achieved values and suggestions for possible improvements in production to achieve the required parameters.