The accuracy of calculating form deviations of selected free-form surfaces

Abstract

The possible reason for the incorrect form deviations calculated using an algorithm available in the selected software of coordinate measuring machine was identified. This method is available in the Calypso software and it is based on local deviations calculated at nominal points. The analysis was made for the selected examples of free-form surfaces. There are presented the results of numerical investigations based on simulations of coordinate measurements of selected object. The measured points were generated with assumed values of scatter in relation to the nominal profiles of the analyzed product. The simulations were made using 3 selected methods for computing the form deviations and various distances between the measured points. In order to verify the results of simulation studies there were made experimental investigations. The experimental investigations were done using selected coordinate measuring system and chosen measurement parameters. The results of performed measurements confirm the simulation results. KEYWORDS: coordinate measuring technique, free-form surface, form deviation Wskazano możliwą przyczynę błędów w obliczaniu odchyłek kształtu z wykorzystaniem algorytmu wybranego oprogramowania współrzędnościowej maszyny pomiarowej. Metoda ta jest dostępna w oprogramowaniu Calypso i bazuje na lokalnych odchyłkach kształtu obliczanych w punktach nominalnych. Analiza została przeprowadzona dla wybranych przykładów powierzchni swobodnych. Przedstawiono wyniki badań numerycznych, które polegały na symulacjach pomiarów współrzędnościowych wybranego przedmiotu. Punkty pomiarowe były generowane z określonymi wartościami rozrzutów względem profili nominalnych analizowanego wyrobu. Symulacje zrealizowano z użyciem 3 wybranych metod obliczania odchyłek kształtu oraz różnych odległości między punktami pomiarowymi. W celu weryfikacji wyników badań symulacyjnych przeprowadzono badania doświadczalne. Badania eksperymentalne zrealizowano z użyciem wybranego współrzędnościowego systemu pomiarowego oraz wybranych parametrów pomiaru. Wyniki pomiarów potwierdzają rezultaty symulacji. SŁOWA KLUCZOWE: współrzędnościowa technika pomiarowa, powierzchnia swobodna, odchyłka kształtu Products made of free-form surfaces are used, among others, in aeronautical, transport and shipbuilding industries. Those products may be measured using, e.g. coordinate measuring machines [1,2]. The software developed for coordinate measuring systems contains several algorithms which enable among other things computing the form deviations of measured products. In the case of Calypso software made by the Carl Zeiss company there is the possibility to verify the accuracy of manufacturing of particular product containing both free-form surfaces and regular geometric shapes by using the following methods [3]:• a deviation in a nominal vector direction - local deviations are measured at nominal points in the direction of normal vector up to the intersection with an actual curve, which represents a real shape of a measured object. This method is denote...