The system of measurement accuracy prediction, based on Coordinate Measuring Machine simulator and its virtual model

Abstract

Prezentowany system służy do oceny dokładności pomiarów, zanim zostaną one wykonane w rzeczywistym systemie pomiarowym. Głównym elementem systemu jest wirtualny model maszyny pomiarowej, umożliwiający wielokrotne przeprowadzanie symulacji pomiaru, a następnie -na podstawie jej wyników -ocenę dokładności symulowanego pomiaru. SŁOWA KLUCZOWE: metody oceny dokładności pomiaru, współ-rzędnościowa maszyna pomiarowa, metody symulacyjne oceny dokładności, wirtualna współrzędnościowa maszyna pomiarowaThe system presented in the article is designed to assess the accuracy of the measurements before they are implemented on a real measurement system. The main component of the system is a virtual model of measuring machine. It allows to estimate the measurement uncertainty due to multiple simulation of measuring task. KEYWORDS: measurement uncertainty estimation methods, coordinate measuring machine, simulation method of measurement uncertainty, virtual coordinate measuring machine W dobie gwałtownego rozwoju technik wytwarzania oraz postępującej miniaturyzacji kwestią niezwykle istotną staje się poprawne orzekanie o zgodności wymiarowej wyrobu ze specyfikacją geometrii. Kluczową rolę odgrywa tu odpowiednie wyrażenie dokładności pomiaru, ponieważ jego wyniki bez podania informacji o dokładności, z jaką zostały uzyskane, są bezużyteczne.W przypadku przyrządów używanych do oceny jednego rodzaju wymiaru za miarę dokładności może posłużyć maksymalny błąd dopuszczalny (MPE) -określający największy błąd, jaki może wystąpić przy pomiarze danym urządzeniem. Jednak w przypadku techniki współrzędnościowej, w której dane urządzenie jest wykorzystywane do oceny różnego rodzaju wymiarów (np. długości, kąta czy odchyłki kształtu), tak określona dokładność może się znacząco różnić od dokład-ności rzeczywistego zadania pomiarowego [1].Bardziej poprawnym podejściem jest wyrażanie dokładności konkretnego zadania pomiarowego poprzez określenie niepewności pomiaru. Metody jej szacowania w technice współ-rzędnościowej wymagają często użycia specjalistycznych wzorców, wielokrotnych powtórzeń oraz dużej wiedzy personelu obsługującego system współrzędnościowy [2,3]. Z tych powodów rzadko są stosowane w praktyce przemysłowej.Sytuacja ta może ulec zmianie dzięki zastosowaniu metod symulacyjnych, których działanie jest oparte na modelu dokładności maszyny pomiarowej (maszyny wirtualnej). Dodatkowo metody symulacyjne można wykorzystać do predykcji optymalnego umiejscowienia przedmiotu mierzonego w przestrzeni pomiarowej maszyny, tak aby uzyskana niepewność pomiaru była możliwie najmniejsza, a co za tym idzie, ryzyko podjęcia błędnej decyzji w procesie kontroli jakości -zminimalizowane.W artykule zaprezentowano opracowany na Politechnice Krakowskiej system do przewidywania niepewności pomiaru. W jego skład wchodzi symulator maszyny pomiarowej, służący do projektowania ścieżki pomiarowej oraz symulowania zmian położenia przedmiotu w przestrzeni maszyny, a także wirtualny model dokładności rozpatrywanej maszyny, wykorzystywany do przeprowadzenia wielokrot...