2
1. prednáška
Metrologi~ - souhrn všech CilIDOStía znalostí souvisejících s merením. Úkolen1 je zajistit presnost
správnost a jednotnost merení.
Legální metrologie - organizacní a výkonná stránka, administrativa, finance atd.
Podnikové metrologie - metrologická pracovište ve firmách
.
Metrologie strojírenská - zabývá se merením ve strojírenství ve všech fázích výroby
~
Metrologie geometrických velicin:
1) rozmery, vnejší a vnitrní
2) mereníúhlu - rovinné
3) úchYtkytvaru a polohy
4) struktura povrchu = mikrogeo111etrie
=>metrologie délek
Veliciny:
geometrické 56%,
elektrické
18%,
materiálové
8%,
teploty
5%,
tlak + prutok 4%,
dynamické
4%,
fyz. - chemické 3%,
kinematické
1%,
ostatní
1%
!nstituce v CR
· Nadrazeným kontrolním úraden1je Ministerstvo prun1yslua obchQduMPO
· Jemu podrízenýmje Ústav pro normalizaci, metrologii a zkušebnictví ÚNMZ
· Jemu podrízená pracovište: - Ceský normalizacní institut CSNI - vYtvárenía distribuce norem
, r-~-.
C:-I.,.\
- u_ plne harmonizovány se systémem EU
- normy CSN,
.
EN, ISO
- Ceský metrologický institut CMI - odborná a výkonná cinnost.
tPNI
~CA
Zabezpecuje jednotnost a presnost
meridel - etalonáž
'.
r; J
- Ceský institut pro akreditace CIA - akreditacní cinnost, certifikace
...
.
laboratorí atd.
Do systémuješte patrí metrologické st. Laboratore - vÝroba meridel, uživatelé atd.
,..,1f!J-~IJNt.! 7
'.
v
,\y~~
f'f/
C-."-.,'. LL
Zá~l.adnímzákonemje: Zákon c. 505/1990Sb. Mendla -'2.~
ethalony
-1. stanovená, meridla
" ".
-~. pracovnl
men
dla
*
I
-I'-"""~
r -'>
11
Q-.\~
.
ct:r ~t"'-c~r
I~~'.
I
{
~N
z:...:~L' Á,~'\),~.-
\~Jt_ '\/~~\--- -i".\
\ <;0 ~DOQ - .I~...L~,-_~
r.\yi.i__
--
1'~,.-.c-''''>-
I
r:
~~'L"--.:-
I
1\
* stanovují se = podléhají úrednímu overování
.,-;':!;'-"~ ,.v1..~ ~. ~'LI/2.&o'~~Cf-.- pro duležité oblasti (ochrana zdraví, živ. prostredí)
T"",,u~ {,'~í
r-- ~~ltdélková meridla, merická páslua, taxametry, teplon1ery, tlakomery
Napojení na mezinárodní instituce:
Mezinárodní úrad pro míry a váhy BIPM 1875
Mezinárodní organizace pro normalizace ISO 1946
Mezinárodní organizace pro legální metrologii OIML 1955
Mezinárodní elektrotechnická komise IEC 1904
návaznost: - vlastnost výsledku luerení nebo hodnoty ethalonu, kterým je urcen a prokázán vztah
k príslušnýn1 ethalonluu n1ezinárodnímnebo národním pomocí neprerušeného retezce
.
porovnání.'
- 1-
2
1. prednáška
Zje4n9d_y:~~~éschén1a návaznosti v CR
Úroven
.
.-.-.-.---..--.* Mezinárodních ethalonu
BIPM
-.
~
* Národních ethalonu
národní metrologické instituce
lab~prin1árnÍ -
etaloná~e
v
':---'" ,
jiných zen1í (D, OB, F)
etalonáže \
akreditov~né
kalibracní lab.
* Referencních a pracovních
etalonu
"
<\Jab.sekundaml
I
CM! i
,
* Pracovních meridel
~
I
akre~~ované lab.
(Státní metrolog. strediska)
..v
i Uživatelé meridel-
m
_ _
0
_
t-
výroba, obchod, státní správa, finny, I
zdravotnicí
atd.
-- -- -- ..__o
... -.~-._---_._-_.JI
Návaznost výrobku a meridel na jednotku délky
METR
(casová definice)
v
LASER (realizace)
I
* ztelesnení míry
* realizace míry
I
i
interferometrický
komparátor
~.....
~
laserinterferometr
{t
cárkové lnerítko
t
koncová merka
-. -.
~-~
pracovní n1eridla
(kalibr, rnikrometr, snímac, délkomer, mikroskop)
..
t
výrobní stroj, obrobek, konecné produkty
1875 - vznikla metrická konvence
* laserje ethalommetru - cervená barva, A= 633 nm stabilita vlnové délky 10-12m
Ethalon - je meridlo nebo referencní lnateriál, merící systém, který je urcen k definování, ztelesnení,
uchování a reprodukování urcité jednoty = veliciny
- je hmotný i nehmotný
primární - metr. vlastnosti dosahují maximálním = novÝmpoznatkum vedy a techniky
sekundární - hodnota stanovená navázáním na primární ethalon (pro m - koncové merky)
- 2-
3
Mezinárodní"n1etrologickýslovník CSN O1 0115
Praváhodnotaveliciny- charakterizuje hodnotu v urcitéln okamžiku, ideální pojem
Konvencne pravá hodnota - muže nahradit pro daný úcel pravou hodnotu
- etalony, referencní materiály, kalibry
Merící metoda - všeobecný souhrn teoretických poznatku a praktických operací
2. prednáška
- prímá -
hodnotu n1er. Veliciny urcíme prímo bez n1erení velicinjiný!n = prímá porovnávací
- neprímá
- ke zjištení veliciny
metoda
111erÍlllejiné veliciny a dopocítáme
~ výpocet
- kOlnparacní= porovnávací -
porovnáválne délky se známou hodnotou téhož druhu = diferencní
l11etoda
Opakovatelnost n1erení- tesnost shody za merení za stejných podmínek (merÍ1nev case stejnou
metodou, prístrojem, v krátkém case, 1 clovek)
- opakovatelnost = rozptyllnerení
-jeto jeden z paran1etrumeridla
Reprodukovatelnost - tesnost shody pri zmene podmínek Giné místo a podmínky, osoba)
- výsledek se musí sejít v urcitém rozmezí = nejistote
Korekce- hodnota,kteroualgebraickyprictuk výsledku
- predpokládaná chyba n1erení
- korekcní soucinitel- násobím jím výsledek (prímo definujeme ve výpocetnín1programu)
CAA - pocítacová kompenzace chyb (souradnicové merící stroje)
Reversibilita = hystereze - vlastnost, která charakterizuje schopnost dávat rozdílné indikace pri pohybu
smeren1dolu a nahoru (zmení veliciny)
Požadavky na merící laboratore
- vyloucení vnejších vlivu (otresy, teploty, el. sít) => sklepní - suterénní prostory, orientace na sever
- on1ezeníprašnosti ~ dvojité tesnení, klimatizace
- porádek un1ístení
- okolní prostredí bez otresu
- nonnalizovaná teplota je 20°C
Chyby merení - nahodilé - nepredvídatelné *
-systematické
G
- hrubé (omyly) - neuvažujeme =>testy extrén1níchhodnot (Srubsuv test),
jednotné merení 3x - merín13xlhodnotu minimálne
*
aritmetický prumer
-
1 II
x.
n ;=1 I
X=-L
1
slnerodatná odchylka
II
(
Sx=,/-'L
Xi-x
n -1 i=1
variacní rozpetí
variacní koeficient
v x = -=sx
X
- 1-
_2
)
3
2. prednáška
Gausuv zákon nOffi1álního rozdelení
I
~
I
/
,.
/,
--,.-.
3(["
)
+
./
/
/:
..
:
li
',
.'
.
.
/:
'..
:
:
'--" -I
"I
~
{
:
V
AU
VU~~
.
. .--'í
9~
q9tl %
-..--.-.
I'
I
..-::: .
I~
Systematické
'W
T\
1\
',
I
2(["
~
"\
.'./
i' :,:
..- -~-.-I-. --
i.
,
.
\
<J
~
l--
.. _"'''.__1___
20
3({
.
.
'''
_.
. ---::=-1
chyby
mužeme vypocítat - velikost, smysl, nebo odhadneme
známé - vyloucení korekcí
neznámé- zacházímes nimijako s náhodnými
VIivy na presnost merení
I) chyby nOffi1álu = ethalonu Cikoncová merka má svou úchylku)
2) chyby zpusobené pozorováním ~ osobní chyby, nedokonalost smyslu, nedbalost
paralaxa pri odecítání --) úhel, pod který se díváme
lepší ztotožnovat rysku s dvojryskou než rysku s ryskou, využití
fotobunek
3) merícísíla,hmotnostsoucásti- rádove rozptyl pri vlivu O,OOIN+ 10-15N podle druhu l11erení
struktura povrchu ~ geometrické vlastnosti (Ra)
vzniká chyba tzv. potlacením
- merení tyce
2Á
1
--1
L
--!~---
iI
h
.--=:-...
L
4) chyby metody- chyby merící metody, nesprávná aplikace, mnoho vlivu
5) chyby zpusobené vnejšími vlivy
- teplota, zjistíme povrchovou teplotu, ale ne uvnitr
- dilatacní, rozmístení v místnosti (dle umístení a výšky) => chceme nejstabilnejší teplotu
- vlhkost
duležité pro
- barometrický tlak
optické metody
- chvení, el.mag. pole, atd.
Nejpoužívanejší merící zarízení => Laserinterferometr LI - rozlišení A/512
- nejistota 0,1 J-lm/hll - pouze pri n1erení ve
vakuu
-užíváme kompenzacní jednotku - sleduje veliciny p, cp,t a automaticky koriguje výsledek =>
nej istota: I, I J-lm/1m
- 2-
3
2. prednáška
6) chyby zpusobené l11erícímprístrojenl - chyba konstrukce, nlerítek, prímost vedení, vule, opotrebení
- presnost merících prístroju - hlavní char. vlastnost
- schopnost meridla poskYtovatúdaje shodne s pravou hodnotou
merené veliciny
a) správnost - údaju, více poctu merení ~ ...I,porovnat s konvencne pravou hodnotou
b) stálost - variacní rozpetí
Merící protokol by nlel obsahovat údaje o nejistote merení = presnost nlerení = nlax. chyba
Si = Ai + Bi . L :5;Ci
U95= Kt + L/K2
95% pravdepodobnost
Trumprtuv diagrall1-) cím vetší L tím je chyba vetší
l'
J.'
I
" l(
1.1~"
'(
~
I
_
~ ' r
.
{
r/ '
,-'
,
'.",
1: p ;4('('
'
p
~~
/
L -
-;:::-
L[m~]
i - pocet souradnic, které práve nleríme
i = 1 délka losa, 1 snler
i = 2 v rovine, nastavení polohy
i = 3 v prostoru (sour. stroje)
- s poctem souradnic chyba roste
délkomer Zeis: S =:t [1,5 + L/IOO]!J.m
Celková nejistota merení:
-zahrneme chyby všech velicin
* relativní chyba 8 = ~L/L
LlL= 8 . L
A
T
tJ.Lc - LlJJnáhodné
+ ~ Lsystematické
~
~
-f
rh&L
Nemáme-li nejistotu danou, je nložno ji spocítat nebo odhadnout.
.I-
'A
-3-
/
,i t
I
(;
1(,tJ't( /? 'e? '" .~
<;."
~.:
11
q
I
,
'
c
4
3. prednáška
Pevná mezní meridla = kalibry
na merení tvaru (úhelník, prusvitky)
na merení rozmeru
* Nomlalizované n1ezníkalibry - díry ~ váleckové
- hrídele - 20H7 ~ kroužky, trnlenové kalibry (obrocáky)
* Pri kontrole kalibru musí být zachován Tayloruv princip
kOlnplexnívyjádrení tvaru a velikosti soucásti
dobrá strana- musí InÍtjmenovitý tvar a velikost
---lehce projde
znletková strana - nlusí un10žnitdvoubodové merení
--- lehce se zachytí
-- stací jeden parmnetr minlo tolerancní pole ~ zll1etek
/wr;.V1
f
I
:..-
I
_ -'
~
f
~L
JL
"L
V.
---------
/ "/
.'
/
.1
I
~-- -1-'
.'~
j-_c-t--',_."
----
~-..4
Rozdelení kalibru - dí1enské- presnejší
- prejímací
- pro prejÍ1nací orgán
- volnejší tolerance
- porovnávací - nejpresnejší - slouží ke kontrole kalibru
--' -'---
.-I ~</
J
. '-- ,
V-
Ó
- porovnánÍ1n
H
I ,.
možnost užití kalibru (zxy)
E6 - úchylka tvaru - válcovitost, roviooost, kruhovitost
* Principy meridel
komonální m~ridlo - prenosné, jednoduché, v podstate merítko délky
mikrometrické šrouby - stoupání 0,5 mm
- délka max 25mnl
šuplery - asi tak do lmln
prevody: pohyb dotyku na merenou plochu
- mechanický
prevod - klínový prevod
- torznínl
- mechanicko optický -
páskenl-
v lab. II lnikrokátoru (pásek z Bc), rozlišovací
schopnost tisícina - deseti tisíci na 111111
zrcátko se otácí nlechanicky, žárovka - paprsek - zrcadlo =>
autokolinlace
- 1-
4
3. prednáška
- elektrický
- elektrokontaktní hlavice - pohyb mezi kontakty, jilniž VYll1ezÍn1tolerancní pole
- merící a trídící automaty
- kapacitní snímace
c = c; . s/d
s - plocha desek
d - vzdálenost desek
c;- permitivita
c - kapacita je závislá na vzdálenosti desek
- indukcní snín1ac- nejpoužívanejší, nejrozšírenejší snÍ1nacpro lnerení délek
Rs = (O.L
(O- kruhová frekvence proudu
L - indukcnost
Dosadíme Ohmuv zákon:
1= f(d) - proud je fcí vzdálenosti
není obecne lineární
x
-
I
-..
promenná vzduchová mezera
- pro diferencní nebo kOlllparacnímetodu
- otevrený n1agnetickýobvod.
- pneumatický prevod - princip
klapka tryska
-používáluevzduchu- zmenadélkyje prevedenana zmenutlaku nebo pn1tocného
množstvívzduchu
-princip tlakového pneun1atickéhoprístroje:
1
~
..~
Fl
-
.~<==--~
.
~
1
-
.~
?z.
'/
:-
(2
\
I,
f2
~.
- rozsah
r1
U_I
=-
r:
2.
( z/
.
(2.)
r1
t;
+1
--~-~-
merení Zmax= d2 / 4 - pri velkém prurezu F2- dochází k volnén1u výtoku
vzduchu
- 2z
4
3. prednáška
- nízkotlaký pneumatický prístroj SOLEX - korekce tlaku ponlocí kapaliny (hloubky
ponorení)
prevod na zmenu prutocného množství
- rotalnetry -
- potrebujenle zdroj tlakového vzduchu - cistice, regulátory, rozvody - jde o
nlerení bezdotykové -) bez opotrebení
Délkomery- merenívjedné souradnici
nlerení v jedné souradnici, prístroj pro lnerení délek
do laboratorí, prímé 111erení
speciální prístroje
- porovnání soucásti s kalibrem - merítkeln
-odmerovací systémy => cárková stojnice = n1erítko- sklenené, leptané.. .
=>inkrementální - digitální - pomocí elektrického systén1u- základenl je zase delené l11erítko
Dve základní usporádání -lnerítko
x soucást
1) vedle sebe
2) za sebou
- dle toho nám vzniká chyba - 1., 2. rádu
ad 1) Usporádání vedle sebe (paralelne)
J
r-
-O.h_.
__o..
0:___'_0'_'
AO.h...
r.\
!
dw btt.l
.-
/-1V
.
- o-o.o-o
~
V
o
.h .
\---o~o
i
'NJ':
I
t.~({
t.o-J-L
_
,.,.
\
,
o
\
v
,
f
,-o..-"-f'.
'
I
I
-- -f'.-f
I
I
1-
j
i
r~
.
I
\
r
\ .P7\
J.-"
lo__
L
tgcp= F / v
..- ;;»
=> F = v . tgcp~ F = v . cp
tgcp= cp+ 1/3 cp3+ 2/15 cps+ 17/315 cp?+ ...
cp- v radiánech
- vzniká chyba l.rádu - chyba l.rádu je úmerná l.mocnine úhlu sklopení cp. v
; .
-3-
4
3. prednáška
ad b) Usporádání za sebou (v jedné ose)
príkladen1je mikrometr
Abb~l~okOlnp~rátoro~ýprincip.
I
~;
\-
í!f ~;
.:;
--7.
F=Ln-L
:
i~
~~.
t
,("2,
"'0
'
.,
I
"~.
~
\~
.
.
.
'''''''':''
.~
.
L
\.-;
t;!
/'
o
cos <p = I - <p2/2!J+'~~/4! ~o<p6/6! ...
F = Ln (1-cos<p)
,
F = Ln . <p2/2
.
.'
I;'
~I
Chyba 2.rádu - úmerná druhé 1110cnineúhlu klopení a merené délce
-je podstatnemenšínež chyba l.rádu
'i
2. veta- vyloucenín1chyb I.rádu musí být soucásta merítkousporádányvjedné ose za sebou ~
Abbeho komparátorový princip
1. veta - pri merení kolmém k ose pozorování nemá se posouvat pozorovací n1ikroskop,ale soucást,
jinak vzniká chyba I.rádu (také Abbeho veta)
Pr.: <p= l
arc l' = 0,00029
F = 1SJ..lm
o 100 mm, L = SOmm šuplera
dodržen 1. Ab.princip
F = 0,0045 n1lTI
Merítka se používají vetšinou sklonena ~ stupnice rYtá, leptaná
Merítka se kontrolují --+ kalibrují (merení leserinterferometrem A./ 512)
-4-
4" prednáška
I)élkol Ilery - mereníve dvousouradnicích
- merí,'í mikroskopy
profilprojektory
dva slllery v rovine, musí být na sebe kolmé
,. merc11íbezdotykové -» optické
vv
~-_/
~.="::!.:-::'-"~-
7'--~
~"
(/. )
Q!rd;.r] i
11/
?
1
.
v
HER,I'TVL
___1_ '=:..=J
1"_
\" -\
specj{;Jnípríslušenství na merení závitu
I~ejistula merení:
mikru:)kop Zcis -» U = :t 2,2 + L / 107 + 0,7 K
náhodná a systen1atická chyba + další clen
K - hranový koeficient
Koeficient kvality hrany
I-resno<;.tmerítka není to samé jako presnost n1eridla
\ r mikr' )skopu - chyba polohováním stolu vuci meridlu
\~
- k(leficient zpusobilosti
\ ,P
Pk-lIJeficientvyužitízpusobilosti
,
"
\ ~m
-
,
\ mk
t( I
same pro stroj
\ 'g - pT') merící prístroje (Gauge)
I'rofilp"..ojektory- pro menší tvarové soucástky
@
iN'O]
I I\
~
, .
[~-~"1~_;~~=1
!' tOu~JI- luur.!i}J:T
I . , " ' I
...
.
=-.~=-._--
'-
;( /
"
'.
~-
. ..-
'--
~
.
.
\ '.
_.
~ 4
.
'\
o
\\
\'
_..
..,
~
\'
.
.,
~
,\
--
\
--,.-
\
'\
~BJJ;';tnV
::--'~i
\
\.
I
HA 1]J/tt
,
I
\
?
1
2
4. prednáška
Software - pro vyhodnocení na mikroskopech : M2D
()
>f
._.~.~
'~~ --'
,Y"
.
-/
~,---
Merení úhlu
rovinné úhly
--definice úhlu - rovnomerne rozdelená kružnice
.~,._n"
_~~=-:-
"...
--jednotkaúhlu - [rad, 0]
-4I
./~\
I
1-.-
I
'-',
j
i
\
\,
100 chf/k;;
.' ~
i
1
.
-=7
1° - tYPvt/,-nu/
Základní pojmy - úhlová míra
jr;, O tJ -=?IUA'IÚ/~
1m-
JV"
d/I~
-?> rkiiit
-"> C/0/?-1
+
rk-I';'?
P(JokJ'??
- meridlo, které trvale reprodukuje nejakou známou hodnotu úhlu
- úhlomerný prístroj - meridlo, které slouží k prevodu mereného úhlu (nebo jiné veliciny,
- úhlovémeridlo-
která je s ní ve vztahu) na indikaci
- merení prímo nebo prostrednictvím jiné veliciny
technickýprostredekna mereníúhlu ~ zahrnujeúhlovémíry a
úhlomemé prístroje
-2-
3
5. prednáška
- porovnáváme m.erenýúhel se známÝmnebo máme zprostredkovanou velicinu
Metody merení úhlu: 1) pevné úhlové míry (merky, úhelníky)
2) trigonon1etrickémetody - užití goniometrických funkcí ~ neprímá metoda,z délek
3) metody goniometrické - porovnání mereného úhlu s úhlomemou stupnicí ~ celý
nebo delenýkruh
.
- úhlová stupnice - LIMBUS (kruhové cárkové merítko)
Úhlové míry - koncové
- cárkové
- úhlové merky - kombinacní, sestavení jakéhokoli úhlu
- sada 8ks 90°/60°/30°
14°/ 9°/ 3°/1°
30'/15'/5' po 5'sestavímejakýkoli úhel
- merky dáváme do prípravku nebo nasáváme
- polygony - pravidelné vícebokéhranoly s definovanými úhly, má to zrcadlové plochy
-materiál, kremenné sklo, tavený kremen ~ minimální tepelná roztažnost
- delící disky - kotouce s dírami na delení
- úhlové šablony
Úhelníky - ruzná velikost a provedení
-ploché, príložné vlasové ~ šablona
- ruzné presnosti
- nejistota: odchylka na rameni urcité délky
Sinusové pravítko - presné nastavení úhlu pomocí fce sinus
kH
L
- cárková - velmi presne rytá merítka
- digitální výstup (princip tmavé x svetle pole)
- 1°, 10',4' - delení intervaly
Úhlomemé prístroje
úhlomery- mereníúhlu,nastaveníúhlu
úhlomemé okuláry - optický úhel merený na mikroskopech
kruhové delící prístroje
- optické delící hlavy
--vodorovná osa otácení
I. /"Ir
Ot.U
Díl ~
~~~~i-+Q+-9
~
L!MBU~
.
" "
-- použití v kombinaci s délkomerem
- de lICl sto Iy
-- svislá osa rotace
-- optika jako príslušenství
L_
/
UtJM.t4nJ1JT
- 1-
3
5. prednáška
Prístroje na merení malých úhlu
Libela - vodováha
- užívajíse k mereníúchylektvaru .
- ustavení vodorovné polohy
-merení malých, velmi malých úhlu
- kapalinové
- kyvadlové
* kapalinovélibely- eter, sirouhlík, líh ~ nápln
o
- kulicka musí mít urcitý polomer taoblení
- citlivost T = d / R
R=d/<p
- prevýšení na délce 1m: 2" =>0,01 / m
R = 206,... m
- rozsah merení -nekolik vterin
- velmi malý úhel - oblouk nahradíme secnou
0---0.\ - rozdíl mezi secnou a obloukem < 0,0005 Jlm ~ 40'
-,
uvádí se vetšinou v mm/m ale nejlepší je v ", ,
- merení do 1stupne - kolincidencní libela
rozmezí
- mikrometrický šroub ~ náklon ~ odecet úhlu
* kyvadlové libely - princip induktivního snímace, základnaje svislá, jádro mezi dvemi cívkami, výstup
je digitální,rozsahmereníkolem10'
Sklonomery - kombinace úhlomeru s libelou, mužen1emerit jakýkoli úhel, nejen malý
Autokolimátory - kombinace dalekohledu a kolimátoru
-kolimace paprsku
-odraz techto paprsku od rovinného zrcadla
F
II
~
._0.00'_
0.0.
o_oo
--
.
j
O_ _,_I,l ..c-;;r
\:__0 -~o
_o r,
!
0
I
p'
<p
~~
= S / 2F ... principautokolimace
jedny z nejpresnejších prístroju na merení úhlu, rozsah merení 10', rozlišení 0,1'
schémaautokolimátoru:
1" = 4,84J.!m
m
~~
merení úchylek tvaru ~ rovinnost, kolmost, rozlišení 0,05'
-2-
3
5. prednáška
L
Merení kuželu
...(D-d) I L
D
..
= 2tg
a/2 = 1 : Kuželovitost
~
.~,<:...
- dve merící metody: a) dva prumery a vztažná délka ctL~_~'
b) merenIúhlu - sin pravítkem,na mikroskopu,merítkem
speciální kuželomery
pomocí merek - merení ponl0cí koncových a vackových kalibru
I
J.
.. -
:>
'
1...-.--?-.
K'OO
.e.-
H
i~
----
tg \V12 = (M-N) I
\:fn\
I
I I:
ItJ
2(H-h)
I
-LlLJ
I
'~
.
_.,. ~_~ .0".
I
I
'-=
: c:::::::..
o
- 3 -
I
~i
I
3
6. prednáška'
Merení závitu
venujeme se metrickému závitu
závitové kalibry
/
'
(\"
!
-"-.,,. "'l:)1
.d
I
,oL
I
- šroub: d, d}, d2- nejduležitejší pro fci závitu,
p- roztec, a =>tyto hodnoty se mení
H = 0,866 p
Vnitrní závit: D, Dl, D2
Komplexní kontrola závitu ~ pomocí mezních závitových kalibru
DS, ZS, mez opotrebení, také zde platí Tayloruv princip
DS - rozmery i tvar odpovídají ideálnímu závitovému profilu
- délka závitu = 80% délky zašroubování
ZS - dvoubodový styk meridla, težko proveditelné
- musí tíhu zachytit, nesmí zadírat
J
n
:' ".-
-~
..
\
"
I
\
\
\../
-
r-
zkrácený profil
'""",-
\/
1
,
,
Kontrola závitu kalibry
-----.---------kalibr
'--"--'-----
šroub
._.0.-"_
___o..
DS
ZS
. . -.
matice
_.~--
~._-~ --
:;"-- __o.___....
u
--.-----__........._
dobrá strana závitového tmu
zmetková strana závitového tmu
dobrýzávitovýkroužek
zmetkový
trmenový
~krocák)
Na závitech se kontroluje d, dl, d2,a, p
\
~kr~cený profil)
Kontrola vnejšího závitu - optické merení
\.. " 1\. ..' n I...,... .. . \.'
hodnotastredníhoprumeru,meríse 2x =>dvaboky a bere sejejich
.
r
__.".,,:!..--I~~ _~
,
,
I;'
/l:./r
-
,,___
,
".~'
/"--
prumer
úhel
~
merení na mikroskopu ~ nitkový kríž
\j "')l
~ nevýhoda - nezaostríme obe strany boku (oba body) ~ šroubovice ~ musím ostrit do osy
používáme metodu osového rezu (speciální nožík) - * prumetová metoda
Y'(' O
I1t),,,
- celo nožíkuje vose upínacích tnlu na
,
~
\,
'
.
,/
~
mikroskopu
J
-na nožicíchjsou rysky
;'
-:0:O,1.,.,!
Ztotožnuji rysku na nitkovém kríži s ryskou na
/~
nožíku
; 'I~"," .J
. , :! ,..J
U mikroskbpujsou
: 0.$
;-~_.
.
okuláry vymenitelné, dle mereného druhu závitu
- 1-
3
6. prednáška
* metoda trídrátková - n1ikrometr, parametr ~ na délkomeru nlíra pres drátky
,L'""4
fO
./
-
i
Md2 = d2 +,dD (1~:ll_~~11e1[~)2
- p/2 ~t~<XI2:tKj, - K2
Md2 = d2 + 2x _ K2
X
Kl - korekce na šikmou polohu drátku (je to
šroubovice Kl = 1+2 J-lm
K2 - korekce na odtlacení
",'
.
-"
.
,(k2
Bochmanuv vzorec: K2 =0,004Vd
d - velký prumer závitu
k - merící síla [N]
- drátek
by se Inel dotýkat v míste stredního
prunleru
=> nonnalizované
prunlery
drátku dD = 0,17 + 6,35
- dva stupne presnosti drátku ---,LI \
/
~
A; i
{E)
Y
\
- do/c?J
v dJífu
. '~'d
/) I
.!;.f~! k4
li
;~/
-tli;;~
I.stupen :t 0,3 /-lm
2.stupen :t 0,5 /-lm
P
dD=a
2 cos "2
I
r'n.A,.y~~
- dotykové merení roztece - na pinole je nástavec, kulicky v drážkách zdvihu a nlerí
se roztec
Kontrola vnitrních závitu
- závitové kroužky
kroužek ~ výkres ~ merení jako vnejší závit, ale nedelá se
* porovnávací zpusob - príslušenství k délkomerum
- speciální merky, každá representujejeden závitový výrez
X
.
~
~
'
Z merek si sestavíme vzorový závit
X=a+b+E
:c::-.'- :>t
Kombinujeme jen merky stejných páru
~ výrobních císel
~~r("Y(I
f
-,
k
~ 't...'r
!0
'
(
.i
~
I
I'
itf
l:):
\c::::I -=-:
* místo drátku jsou tanl speciální ra1nínka
~
L\D2 = M - A
().-I6
Pri presné hodnote = výrobe L\D2= O
.
kulicky
D2 = D2tabulkové+ L\D2
- 2-
M ... nastaveno
A ... namereno
.............
3
6. prednáška
Koncové merky
GPS -' geometrické veliciny => nonny CSN EN ISO 3650
ztelesnená míra s jedním párem ploch
délka KM - kolmá vzdálenost urcitého bodu merící plochy a plochy merící desticky
mají to být stejné materiály
lc - délka ve stredu merící plochy
- strední délka
ln -jmenovitá délka - predepsaná délka KM
-úchylka
-úchylkarovinnosti fd
J,
o..
.-
J;
~'
','
i, " ,-;
.
v libovolnélu bode
c..'. .
- rozpetí délky v = lmax-
)
tc = I-ln
merky KM od jmenovité délky ln je
-
lmin
'.
-.
~\ . -,
-/=:J,
Pc '_
/
'../ ]---~
/
ln :f:tc
fi
/
/
/.
V iIuJ',
,
trídy presnosti merek:
00, O,1, 2, 3 - staré, už neplatí
nevYrábíse
moc presné
=> K O, 1, 2 - kalibracní trída - urceny pro kalibraci jiných merek
- nejprísnejší požadavky na rovinnost, kontrola jiných merek porovnávacím zpusobelu
K
Kalibrace - porovnávací zpusob - skládání luerek
- absolutní - interferencní komparátor
--'-'-
-;
l:--~-_J
"
"~l t-",r
každý bod meríme 3x
body, ve kterých se merka merí
- do kalibracního listu zaznamenáváme -)- úroven kalibrace
(stabilita teploty, klimatizace, úroven laboratore a prístroje)
- úroven I: nejistota U95 = 1: 0,05 + 0,5 L
úroven II: nejistota U95= 1:0,10+ 1,0L
opakovatelnost merení
- musí být vyjádren i stav merících ploch
a
100% bezvadná plocha
b
75% jedna rýha
c
50%
d
25%
x
O vyhodit
Merení pomocí interference - absolutní postup pro O,K
Planparalelní sklícko - rozložení svetla
- kopímjí tvar povrchu
* 3 podmínky použití interference - vznik interferencního proužku
- musíme užít koferentní paprsek Gedenzdroj sjednou vlnovou délkou)
-rozdelování paprsku pomocí polopropustné desticky
- monocl1foluatickésvetlo -)- jedna barva -)- užijeme disperzní hranoI
- 3-
3
7. prednáška
Interferencní komparátor
Nahore monochromátor
(zdroj zárení výbojka nebo laser)
,7 ;;-,--;;-\-
,
10 Lp- t-fPQ YO
(;
(;{.I
dC4
t "1r4
interferenci mužeme pozorovat, dve vrstvy proužku
princip merení
J- Z1
~-"--
-.- -- -j..
r
LI,
-
.1_..
L = (n 1 + Z1.) A1/2
L = (n2+ Z2). A2/2
J--22.
i
-
I
'
6x u hranolu
Laserinterferometr - zanedbáme pocet proužku a pocítáme jen zlomek
Dá se odhadnou na 5 setin roztece
-
"~~
,.;:
I.--
~
J
~
0-1%
~
zjistím radu zlomku pro ruzné tvary a porovnám se ználllou radou ~ rozdílová rada ~
vyhodnotíme rozmer merky
vlnová délka se mení s teplotou, tlak, vlhkost (zjistíme) a provedeme korekci
nejistota merení: U95= 0,02 + 0,5 L [).lm] L [mJ
NovýkomparátorNPL - Tesa
- ekvivalent CNI u nás, do 300mm kalibruje
místo výbojek má dva lasery (cervený + zelený)
pozorujeme TV kamerou - rozliší 0,01
cidlo má teplotu, tlak a vlhkost
nejistota merení:
U99 = 0,02 + 0,2 Lpri
99%pravdepodobnosti
- 1-
3
7. prednáška
Úchylky tvaru a polohy
jedna z vlastností povrchové vrstvy
integritapovrchu- fyzikální- chem.vI.
- geometrické vI.
CH - chemická a strukturální analýza
F - tvrdost
- zbytkové pnutí
- struktura - elektronový mikroskop
=> textura
zkoušky materiálu
}
G - mikrogeometrie - drsnost
- vlnitost
- makrogeometrie -
trhliny (vady) ~ defektoskopie
~
ultrazvuk
- úchylky
tvaru - merení úchylek tvaru
rozmerové úchylky - délkomery
Jiné delení:
l.rád - úchylkytvaru- prímost,rovinnost
- makroúchylky
2.rád - vlnitost
3.rád - drsnost k ~ stopy po nástroji ~ periodický profil
4.rád - drsnost: neperiodický profil, nepravidelné menší výstupky
5.rád - krystalickástruktura
1
6.rád - reálný povrch krystal. mrížky
Profil - tvar
- vlnitost
- drsnost
J
neduležité
Prirazení úchylek
/
Roztec : hloubka
> 1000 : 1
1000 : 1
100: 1
150 : 1
5:1
/
úchylky tvaru (makro-)
vlnitost (makro-, mikro-)
drsnost (mikro-, geom-)
Význam úchylek
\
[(
:
Vnejší tvar muže ovlivnit konvencne namerenou velikost rozmeru
-2-
ÚTP
3
·
·
7. prednáška
Forma tvarové chyby lná podstatnou funkcní roli (i když tolerance rozmeru dodržena)
Princip a vyhodnocení merení musí být správne zvoleny, dle funkce soucásti
Základní definice: CSN 01 4401
skutecná plocha - plocha, která ohranicuje soucást a ohranicuje ji od prostredí
jmenovitá plocha - ideální plocha
profil- prusecnici plochy s rovinou
prvek - obecnýnázev,kterýza urcitýchpodmínekmuže znamenat:plocha,cára,bod,
prusecnice, osa, stred kružnice
vztažný úsek - tolerance v urcité oblasti
- obalová
plocha = prvek = je plocha, která má tvar jmenovité plochy, dotýká se skutecné plochy, leží vne
materiálu tak, aby úchylka (od ní) nejvzdálenejšího bodu skutecné plochy
mela nejmenší hodnotu (v rozsahu vztažného úseku)
Zkusíme všechny možnosti a vybereme tu
nejmenší
.~,,"'.".'
-úchylka - maximální vzdálenost bodu od obalové plochy
- drsnost povrchu se nezahrnuje do úchylek tvaru
- dovoluje se vyhodnotit úchylku i pomocí stredních prvku (strední cára -
- strední prvek -
metoda ctvercu)
má tvar jm. plochy, je potažena vzhledem ke zjištené ploše tak, aby strední kvadratická
úchylka bodu skutecné a strední plochy mela minimální hodnotu
!IY112=min
1 fIfJk/J«/1f#-J~
l_~r-.
I
.
i
t'..
.i
__.u_._._._.
,lv
t"/~t
~
!'~-1;t
Kvantitativne se vyjadruje úchylka tvaru souctem úchylek nejvetších na obe strany stredního prvku
v absolutní hodnote
lepšÍjsou obalové prvky z hlediska funkce, u stredních radeji uvést: obalovéjsou prednostní
realizaceobalovéplochy- výpoctem
- kalibrovací kroužek ~ pomocÍ merícího prvku
-3-
3
8. prednáška
Merící metody - úplné - odpovídají definici nebo se jí maximálne približují
- zjednodušené neúplné - neodpovídají definici v plném rozsahu
Druhyúchylektvaru - úchylka prímosti
EFL
EFE
EFK
EFZ
EFP)
-úchylka rovinnosti
- úchylka kruhovitosti
- úchylka válcovitosti
- (podélný rez
E - rovina
EFL - úchylka prímosti - presnost pohybu, uložení a vedení obr. stroju
---
- nejvetší
..'
j,..
E - obálka
F - tvar
L -linie = prímka
F - kruhovitost
..!
~
vzdálenost od obalové prímky profilu
(_, ".
\.
~A
.:. . ",--- '~.-
\ ! _/_..~;:::::r'"
"
.,';
\~
~
\1
. .'
'
-,.,...
"'~
.
~.
merení prímosti - A - spojité
- v prípadech merení krátkých úseku
,--
- ."
.'
I
--"~-1-'~--T'
~'
I-
~I
- B - kroková
~,
-;>
'"
j
-c--~
L-,
IV'
;.1...'
:"\;
...
/
~
'
i
lil
!Co
!
L
ic::::.-~;;;-:ji~'
'!
:
1Y1\
L
1
,
i
"
.
i
!
I
i
-
vztažný úsek je osa x
'
P.
i)(
t/(-r-r
~
- grafický = geometrický model - graf
- matematický model --t tabulka hodnot
Merící základny -
a) mechanické - prímemé pravítko
b) vodní hladina
c) svetelný paprsek
ad a) pravítko na podperách --t úchylky povrchu od prímemého pravítka
chyba prítTIosti pravítka
komparacní prístroj - pravítko osazené nekolika úchylkomery
3
8. prednáška
ad b) pomocí libely
mustek s libelou posouváme vždy o jednu
rozteca merímúhel - odchylku - 2bodu
=:>úchylka prímosti
11
ITl
,
~o
-1-.0,_: - - . .:__
'h~
!
h
.
..~.
C - jluenovitá
,... h.!'
J
~
",b'o!u/~- hrj = dj . c. t [Jl111]
di - pocet odectených dílku libely
~._~/
~tal v... ~.~_
!
S
"$
hodnota jednoho
dílku
/ 1000000 nlnl]
t - roztec nlerených bodu [mnl]
;.::::-
.r
I
(t1ft ,J., 'v v1-f
~ai =i~l h ri
_I<:.:'=
. -t;d.-.
. 1
[mm
(;
r''''"
! I
elektronick~ lil '.: ~'~lrt~G~i.vní systém - ind. snímac
;
.'
..
ti)
'f!t
-
/
J
.
.
"
",.,
,.-.:
_
,/
n.
..
Vvl
...,
, ~
",
v,
v
,
] nebo prevysenl
-úhel:(hri=(4,8t)/1000)
[/-lm] t[mm]
úheI2.vteriny:
2" = 0,01 / 1m
.
~
f-av1I'1VJ~
,
- stupnIce (dIsplay): uhel [ ], [
1 u = 4,84 [lm - prevýšení
I'-.......
Merení autokolimátorem - svetelný paprsek C
1--=0;.
-t
r
b~
tf!!:
~~~'--il /
h~oL. o, -L~~:~_-
I
h . = t tgrv.
('7-t-,., JÍ ~
'Ji:'~
"-:<.
.
"
~
'l1"Q:;<J,fo
/
~--~-~~-L- --\ LAJ
k:::
--"
0'1'
hri
= t. tg~ai [n1m]
tg 1" = 4,8 /-lm/ 1000 nlm
hri = (4,8 t) / 1000 [/-lm]
50-
- mužeme také merit hmotnost
pentagonáiní hranol - optický prvek - odrazí se paprsek vždy kolmo
- etalon - kolmosti
/"
:'
'
'
T
a
rrI,
-.F\'Wt1
f'
I
1
/
9-r-."_ _ _
Zamerovací dalekohled a zámerný terc - znacná chyba 0,01 mm
PfI
.
','
\
-
+>
..-1,,'-'
.op
'. ~--4
+-
Merení na SMS
I /
_::,,~l
L-__u
Vyhodnocení úchylky prímosti
* grafický model --) obalová prímka - dva nejvyšší body, jeden nejnižší je rovnobežný s ní
- dva nejnižší body a jeden nejvyšší je s ní rovnobežný
=:>rozdíl prímek je!::"EPL
n
.
* omocí strední
P
Prímky -lineární regrese
~(ymi - Yi )2 =min
1=1
- strední prímka a dodelám prímku obalovou =:>prednostníje obalová prÍ1uka
vedenílibelyse prizpusobujeplošemerení
-2-
3
8. prednáška
EFE - úchylka rovinnosti
~
prostorový problém jedné souradnice navíc
nejvetší vzdálenost merené plochy od obalové roviny
obalenou rovinu proložíme tak, aby max vzdálenost byla minimální
nelze merit úplnou merící metodou ~ je neúplne
merímepomocí síte- prícnéa podélnérezy =:> stejnýpocetpokud možno
r
D
~
-~---~--;--1 -.
. .
=:>pocet rezu lichý
~ ~t=~C;_:=::;':=:.
o 113.~J"(.
meríme body síte
- meríme - libelou, eI. libelou, autokoliInatorem
- stejné vybavení jako u merení prímosti
-matematický modul E
D
vztažený k základne
000000
000000
C
B
A
OO00 O
000 0-4
OOO 4 6 - tady zacnu - zmenším podélné rezy
022 34
-geometrický model - axonon1etrickynazÝvané
- merení autokolimátorem - podélné rezy a ty transformujeme kjedné základne
- tri body (urcení roviny) posadím do Oa prepocítám
- transformace
I.posunutí
2.posunutí + sklopení
rozdíl
- vyhodnocení EFE - obalová rovina - 3 nejvyšší body a I nejnižší II
2 II
- 3 nejnižší body a I nejvyšší II
- 2. nejvyšší tvar a II s prímkou ploch 2 nejnižšÍ1nibody rOVIn
=:> sedlový tvar
-vyhodnocení graficky z geometr. modelu
- geometri~ká metoda - z mat. modelu vyneseme bokorys 2 nejvyšší atd. ~ chyba graf. vyjádrení
- ,metodazkusmo- zkušenosti- 3 max body - úchylka O =:>základna ~ prepocítat ~ nejvzdálenej ší
bod =:>úchylka
.
-je-li to dobre~ nejpresnejší
- vyhodnocení podle strední roviny - z PC, ne príliš vhodné
- metoda zjednodušené základny - prochází stredem plochy aje II se spojnicemi úhloprícných rezu
=:> neníto obalovárovina
-tato úchylkaje vetší než úchylka od obalové roviny ~
- 3-
nejaká
nejistota
5
9. prednáška
EFK - úchylkakruhovitosti
~nejvetší
vzdálenost bodu profilu zjišteného od obalové kružnice
,
!
,
;
,AD.
obalová kružnice - dotýká se profilu z min 3 bodech
- opsaná kružnice profilu
- kružniceopsanás - nejmenším prumerem
- nejvetším - u díry (vnitrní plocha)
- u kruhu, vnejší plocha - nejmenší opsaná
- nejvetší vepsaná
Merení kruhovitosti
* prumerová metoda
- merím prumer v ruzných smerech
- musím mít sudý pocet vrcholu,
jinak nic nenamerím
- dve rovnobežné desky - merí se 0 D
* tetivová metoda
- umístení do prismat a snímacem
urcím úchylku
* radiální metoda
- a) merení kruhomerem -
radiální metoda
- speciální prístroj e
Merení jednoho profilu v zápisu zvetšení
úchylky - vnitrní i vnejší prumery
wif~Ji
1
~
c..ov lPt{.[
,
~--
-
I
V
'tVf VJl(PI~
_
/
p.,.""
tAA
, ,Vrp~,...,Hl«}
~\V///'/////'''///II'.'
.-
@
I I
-
.
I
-I
!
I
h
- 1-
5
9. prednáška
- Filtrace - oddelování druhu úchylek (drsnost, vlnitost, tvrdost) ~ mezní pocet kmitu na
otácku soucásti ~ dolnopropustné filtry (nepropustí signál vetších nerovností)
.
- charakteristika filtru
---,,-
I
..
'- "
'
','<
\"
..
'"
\\
\
I
\,
,
\'\'
\
.\
I
j
..
I
\
\
5D
o..
I1s
- volba filtrace, dle prumeru soucásti, dle zvoleného filtru se ruzní merení (50% lnin)
- címje menší filtr, tím se úchylky zmenšují (výstupky se zaoblují)
- Vyhodnocení
- MCC - obalová kružnice - minimální opsaná
EFK=P+V
(P=O)
- MIC - obalová kružnice - maximální vepsaná!'
EFK=P+V
~
.
(V=O)
- LSC- streníkružnice
EFK=P+V
~
~
Q
~
7
~
\
,J'
~
V
.
- MZC - kružnice minimálního pásma -
dve soustredné kružnice
s minimální vzdáleností
- plynulá n1etoda,jako jedna z n1ála
- b) merení ethalonem kruhovitosti a úchylkomerem
-jt~
".
.
/"',i
\
\
.i..-
1-ft1(J'1
"\-p.(J)..
\ '-.;'"
)
.
'''--r//
v,
. dno dusenameto da
zJe
\
- c) meridlo s aerostatickÝffistredenÍm a indikacním prístroj em
j ednoúcelové meridlo
- vzduchové ustavení soucásti
.//
I
.tNI H~t/
HLAvA
.
I
l
/
I
HER. I()Ucll'"
Úchylky tvaru mohu merit na souradnicovém stroji, ale ne tak presne jako na stroji speciálnín1
- 2-
5
9. prednáška
* Prumerovámetoda- zjednodušená metoda
- mereníEFK dvema bodovým nlerením- I.spojite
III~\
~
.
\
EFK = (dmax- dmin) / 2
F..'
Nesn1ím mít lichý pocet vrcholu, ale
jedine sudý
.,~"
,,'\
.
~
- 2.spojite
I~
\
\
-.
/\
'
/"
"
/' f:-/
V.
EFK = (dmax- dmin) / F
/~_H
F
\
. -~'." /1
,/'
·
,/
,"
n1ereníve 6 a více snleru
F = 1,6
F = 1,7
~
Ir~~J
=2
mereníve 3 smerech
merení ve 4 smerech
=> pouze oválné soucásti
/'
vwr~rpLoc~
* Tetivovámetoda- tríbodovémerení
- symetrické usporádání
~
I'
--
. .
~_. -
/;.;", '. ..
.~.-:-:?
.
'-
- asynletrické usporádání
EFK = (dmax- dmin)/ Fn
Fn - korekcní soucinitel (0,4 + 3)
CSN 01 4423
EFZ - úchylkaválcovitosti- speciálníprístroj
~'.
-
prostorovázáležitost 3 úchylky+ prímost+ úchylkapolohy
- válec s nejmenším prumerem
~ nejvetší vzdálenost
- 3 možnosti
5
9. prednáška
1. Merení radiálních rezu - zjednodušená, nejpoužívanejší metoda
3 rezy je minimální pocet,
cím víc, tím líp
~
- spolecný polán1í diagran1 - spolecná obalová kružnice
- spolecná základna pro všeclmy merené protily
/
- vzdálenost
nejvetší vzdálenost je úchylka
dvou prímek je minimální ~ spolecnýobalový protil
3. Merení po šroubovici
.3.6ÚO
__~~~-=_~:~_~~~.
I
.~
:~
.
_
._0- _.-
-f'
1
I!'
i
_~ I
--~-
L
-::==-~_i
~- --''''--
Vt)' Í/ (.
nejvíce se blíží úplné metode
- k merení potrebuj eme - kruhomer, otocný pohyb stolu + další referencní osa ~ kolmý prímo vod
-
- dvoubodovámetoda:
f-\.
!_-- ..
( (
U
!\
fvvo.J/
---~
)(
_
v
-Iu Iv pv'r",eb- 4-
-/1,.vv'!.1
-
I,.ni'ch~g
u~h1!~
5
9. prednáška
EFP-----
úchylkapodélného rezu - úchylkyválcovitosti
."--r.
I
~.~+ ~
/.
J:J
'/'
i. .-'//.-
\
:.,
. .........__
."
udeláme více rezu a vybereme tu nejvetší
Systémy pro merení úchylek tvaru
- úchylky rotacní osy standardní 0,07 ~m
zvýšená presnost 0,04 ~m
- až 5 referencních os:
losa C
-
rotace
2 osy C,Z
3 osy C,Z,R
-
rotace + prímovod ~ válcovitost
navíc radiálníosa ~ úhly
5 merícíchos C,R,Z,X,Y - stulje integrovanácást ~ výhodné
-
- 5-
......-...---..
3
10. prednáška
Soucást
rozmery
poloha prvku na soucásti
vztahy mezi prvky
úchylky tvaru polohy
struktura povrchu
Souradnicové merící stroje SMS
malé rozmery, složité tvary
1 souradnice - délkOlnery
2 souradnice - mikroskopy, profilprojektory
rozmery, které mužeme merit, vymezují kvádr ruzných rozmeru, popisujen1ebod Pí (x, y, z)
snímací kulicka - sYntetickýrubín
'" :3 ~ i'\tv
dva druhy snímacích systému
= hlav
~
'
,/'
\
1) spínací hlava
..'
'\ " tO~~
i
'..;.
..~ --
Y
-Vb1\\
j:
\
-
vlivem prítlacné síly je
)o'
I "TíA:
Jl~ \ !~~ J
\.
\' _U
~
~
~-
u~-ieM./
1
- .
pru
1-1~
(,
Uf;/ e>Y'"
MA V
místo bodového dotyku
ploška~ prechodovýodpor
využíváje pouzejeho nárustu
~
- vyrábí to Renishaw
2) merící hlava - rozkládá obecný dotyk do 3 smeru = souradnic, vlastní indukcnostní
mer. systém - rozlišení 0,1 ~m
- generátor merící síly, upínání dotyku v ruzných smerech,
automatický károvací systém pro vyvážení dotyku
- používají se koule - i v prostoru pri natocení se nic nemení => koule
- presný tvar ~ je jedno v kterém míste se
dotkneme
-jako, kdybych merila bezrozm~rnÝn1
dotykem
.
- dotyky musíme kalibrovat po každém
dotyku
- pri merení musí být fixne pripevnena
-pro urcení koule v prostoru potrebujeme min 4body
(~
\...0 r!
- 1-
3
10. prednáška
- vedení -
merící stroje mají aerostatická ložiska ~ plavou na vzduchu - není trení
drážky nekolik setin ~ objem pod
soucástí musí být malý ~ pružení
-
4-5{~
,
- vodící plocha - hliníková
- žula
- keramika
- nesmíse to rozjet,dokudtam nenídostatecnetlakového
vzduchu (filtrovaný, bez vody absolutne) + cištení
-Fotoelektrické systémy -
pruchozí paprsek - sklenené merítko
- odražený paprsek - nerezové merítko
- Bezdotykové systémy - optické merení
- Ramenové snímání - mikroelektronika, presne vrtané otvory ~ vyhodnocuje se potom v PC
(signál~ TT logika- ostrohrannýsignál ~ roztec ~ vzájemnápoloha
merítkaajezdce ~ jejich rozdíl)
náhodné chyby u SMSjsou menší než lJlm v závislosti na délce merení
digitalizované rozmery soucásti -+ porovnání s namerenými hodnotami
soucást musí bÝtzajištena, aby se behem merení nehnula - pripnuta upínkami
4 souradnice - PC rízený otocný stul
Vyrovnání souradnicového systému stroje a soucásti:
dvousouradnicový systém
~=x.cosq;+
y.sinrp
y=x.sinq;+ y.cosrp
.
~y
SIn q; -
~/1x2 +/1y2
/1x
cosq;=~/1x2 +/1y2
trísouradnicový systém
x=xcosal
+ ycos/31 +ZCOSYI
y=xcosa2
+ ycos/32 +ZCOSY2
z=xcosaJ
+ ycos/3J +zcosYJ
cos2 al +cos2 /31+ cos2 YI=1
h
,..X
cos2 a2 +cos2 /32 + cos2 Y2 =1
cos2 aJ +cos2 /3J + cos2 YJ =1
minimální pocty bodu prostorových prvku:
koule 4
kužel 6
pro ucení
+ úhel kužele
válec 5
- osa polomer
rovina 3
spojovací programy - symetrie
-vzdálenost
- prusecíky
- projekce, úhly
- 2-
3
10. prednáška
zvláštní a obslužné programy - konverze mm / inch
-kolize
- chyby obsluhy .
- pri preurcení -+ regrese -+ navíc úchylky tvaru
operace se sour. systémy
- nulování (stanovení pocátku)
- posun pocátku do libovolného bodu
- pravoúhlý systém
- polární systém
- výpocet v absolutním systému
- výpocet v prírustkovém systénlu
- konverze pravoúhlý / polánlí
vyhodnocovacíprogramy- rozmerovétolerance
- tolerance polohy
závislé tolerance
-tolerance tvaru
Tiskové programy
--programy spojené se zpusobem provozu
-rucní ovládání
- samoucící progrmllování (zadáme a on si to pamatuje)
- CNC provoz (stroj + soucást na obrazovce)
Diagnostické programy
Start -+ kalibrace dotyku -+ tranfonnace sour. systému -+ elementární programy -+ spojovací progranlY
-+ vyhodnocovací programy -+ tisk protokolu
- sladení sour. systému upevnení + technick~ vlastnosti = tlak -+ merení
- 3-
4
11. prednáška
Úchylka polohy - hodnocen k základne - výpoctem
.
- lneridel
~ nahrazení obalovými prvky pri vyhodnocování, neslní být ovlivneny polohami tvaru
(obalové prvky jsou prednostní)
Úchylka rovnobežnosti dvou rovin - udeláme dve obalové roviny, srovnáme a dostaneme amin,amax
=> Ó.A
= amax -
amin
- nebo meríme planparalelním deskou s meridlem - priložíme a máme
.
uchýlku + prímemá deska
Úchylka rovnobežnosti prímky s rovinou
- Úhelníky ze žuly -
kontrola kolmosti pohybu u SMS
- hmotný etalon.kolmosti
- Prímemá pravítka ze žuly -
kontrola prímosti u SMS
* Obvodové házení (OCR)
1
-"lneríme na profilu => v rovine
.,/
..
\-
I
'
\
O
./
-.\'
.
r
.:-.- -'T-=-:;.~"r
/
/ .
! 6.
,
:
o
0
-- ---
.-""
"
~('A
~~ dw
I
~~.~
.
~_
I
* Úplné obvodové házení ECTR
1--.---
-meríme
na celé ploše ~ celém plášti
ó. = Rmax
- Rmin
- merí se na souradnicových strojích, základny
urceny výpoctem a vztaženy k prvkum
* Celní házení
* Úplné celní házení
~'
-.
~-
'C
~-~~]
1- ~J
4
11. prednáška
Drsnost povrchu - mikrogeometrie
struktura (drsnost) povrchu ~ integrita povrchu
-drsnost
R - profil
-vlnitost
W - profil
- úchylka tvaru - pro omezenou plošku = úsek (do 120mm)
P - základníprofily- zahrnujevšecImo(drsnost,vlnitost,..)
Drsnost povrchu
- dve metody - kvalitativní - odhad, porovnání s necím, nepoužívá se ~ vzorkovnice
- vizuální porovnání
-pneumatický zpusob
- nehtová metoda
- kvantitativní - prístrojove -+ dotyková n1etoda,dotykové profilomery, nenahraditelné
- parametr drsnosti: vliv na vlastnosti povrchu - zábeh soucásti,'ztráty trením, pevnost spojení,
obrábecí nástroje, hlucnost ložisek, únavová pevnost, prilnavost povlaku, drsnost vnitrních pláštu
- drsnost je definována na základní dé1ce-rozlišení mikro a Inakronerovností ~ filtrace
~ diamantový hrot
- na bázi induktivního snímaci
prevodník
zesilovac
filtry, pocítac, zapisovac
- profi!
-+ filtr -+ vlnitost
-+ drsnost
Hornopropustné filtry - odstranuje vlnitost a drsnost a stanoví strední cáru povrchu, k tomu slouží základní
délka
?
'
'-'1,.
IlJU
L.
('\
A- mezní vlnová roztec
Ir- základní délka, nonnalizovaná rada:
0,08, 0,25, 0,8, 2,5, 8,0 mIn
- prechody nejsou ostré, velké složky se
neprojeví, všechny profilomery mají prenos
75%, ale podle nového predpisu GPS je to 50%
%---:
~\ 1... \-~_
1
...
.~\\
5lJ
-!-..
I I
~-=
.\
.
~
-fa-;l~-
.
~\.
\
.
.. -
' \
- ..,',.-~
~
;1[ 1M tU J
Volba základní délky =°4ezní vlnovéroztece= aut- off
-rozeznává se periodický x neperiodický profil
-ruzná kritéria
- vetšinou se to urcuje podle roztece
Srn- strední roztec
- meríme-lidrsnost~ dolnopropustnýfiltr- eliminujemedrsnost-+ charakteristikaje obrácená(-)
* CSN EN ISO - 4287 - parametry
4288 - pravidla a postupy pro posuzování struktury (základní délka)
3274 - jmenovité charakteristiky dotykových prístroju
11562 - metrolog. charakteristiky fázove korigovaných filtru (PC filtry)
.
* Základní délky - drsnost
vlnitost
základní profil
R -+ Ir
W -+ ln
P -+ /
- tenje bez filtrace, tak jak to vypadá
-2-
'oU;
4
11. prednáška
- zvolím základní délku, ale prístroje merí na petinásobné délce
ln = 5.lr
-
ta co ti namerí prístroj
Zp - výška výstupku profilu
Zv - hloubka prohlubne profilu
Zt - výška prvku profilu = Zp + Zv
Xs - šírka prvku profilu = nerovnost
- nosný podíl-
materiálová délka profilu
C - úroven
Ml ( c ) - materiálová délka na úrovni C
-. délka od výstupku k materiálu = Mh + Mh
.
Parametry drsnosti:
* výškové parametry - definovány na základní délce Ir
Rp - nejvetší výška výstupku profilu
Rv - nejvetšíhloubkaprohlubne
Rz - nejvetší výška profilu = Rp + Rv
Rc - prumerná výška prvku profilu
1
Rc =-
m
L Z ti
m - pocet prvku
- na vyhodnocované délce ln
Rt - celková výška profilu = Zp + Zv
Ra - prumernáaritmetickáúchylkaprofilu
1 12
Ra
=- fIZ(x~dx
12 o
.
- nerozliší výstupky a prohlubne
Rq - prumerná kvadratická úchylka profilu
vIl
12
Sikmost profilu: RSK=).-
Rq
~Z3(x~dx
Ir O
- koeficient asymetrie Rsk <-3, O,+3>
-
Rsk = O => symetrický profil
vIl
Ir
Spicatost profilu: RKO=4'fZ4(X)dx
Rq 12
* délkové parametry
Rsm- prumernášírka prvku profilu RSm=~LX
.S;
m
* tvarové parametry
- nosný podíl Rmr ( c ) - podíl nosné délky k celkové délce
Rmr ( c ) = Ml ( c ) / ln
-krivka materiálového pomeru - Abbottova krivka
-3-
+ výstupky
- prohlubne
-.a:
4
11. prednáška
Amplitudové = empirické rozdelení výšek profilu
Typické tvary Abbottovy krivky:
-
soustružení, velké špicky, které se rychle
vyhladí
H
't:.
h
1~
- hoblování - symetrický protil
~
~
-broušení - podíl narustá rychleji
~
~
- honování - vyhlazení povrchu
- menší výstupy
- nahrazení zábehu
- všechny definice platí pro drsnost i vlnitost, merí se jen základní parametry Ra = Ra (Wa, Pa)
Rv = Rv (Wv, Pv)
-4-
2
12. prednáška
Dnes u drsnosti prevažuje dotykové merení
Jiná hodnocení drsnosti
CSN EN ISO 13565/1,2
speciálnízpusobfiltrace
.
parametry
-hladké povrchy, porézní materiály (mat. se stratifikovanými vI.)
Abbottova krivka
hledám dva body, jejichž spojnice má nejmenší sklon (v rámci 40%)
nahradíme tJ.o stejné ploše
Rmrl , Rmr2 - dohodové parametry
+ filtrace odstranující póry
_-
Rk - základní výška nerovnosti = jádra drsnosti
- cást profilu po vyloucení výstupku a prohlubní, charakterizují nosnou délku profilu
- chceme ho minimální ~ vetší nosnost
Rpk- redukovaná výška výstupku, kriterium pro zábeh chceme co nejmenší
Rvk- redukovaná hloubka prohlubní
- Bezdotykové metody -
hrozí-li poškození povrchu = optické
1) metodaodrazus následnýmrozptylem- porovnávacímetoda
1,
'-- -.,......--...--.
p(<p)= Ii / I
Intenzita jednotiívých paprskft totocfíody
K - zvolen tak, aby to nabývalo urcitých hodnot
SN = K . L (<Pi- <p)2. P (<p)
-1-
2
12. prednáška
2) optický hrot - ohnisko laseru neustále sleduje povrch (autofokus)
- dynamicky ohniskový princip ~ spojeno s induktivním snímacen1
Automatizace merení
zkrácení casu merení, sériová hromadná vÝroba
sledovací meridlo - pasivní
- aktivní - prebírá rídící funkce
~}rrJr;JW
I o_~1
'f'___
~
~ ~~/I.oVO
~
t
-vÍcerozmerová meridla - merím více rozmeru najednou pri jednom merení ~
- cásti - merící prípravek + upínací zarízení
-vyhodnocovací jednotka + PC
- musíme to nastavit na vzorovém kusu -
- automaty
poloautomatizace
již zmerené
- kontrolní a trídící - jednoduchý tvar, velkosériová nebo hromadná výroba
~ tolerancní pole - dobré
- špatné - opravitelné
* kontrolní
-neopravitelné
* trídící ~ trídí soucásti do rozmerových skupin dle volby
zásobník
orient. zar.
f
Oddelovac
vyhodnocovac
~
[;[Podavac
poh, ríz
_
~
mer. stanice
t
+ . velký výkon, málo pracovní síly
-. drahé, nárocná výroba, údržba serízení
-2-
z
~
\
trídící zarízení ~
t
zásobník
Download

zde - STROJAR.COM