588 MECHANIK NR 8 9/2010
Porównanie testów dokładności
współrzędnościowych ramion pomiarowych
EUGENIUSZ RATAJCZYK
ANNA KOPERSKA*
Wyniki badań porównawczych metod sprawdzania do- Przykładową konstrukcję współrzędnościowego ramienia
pomiarowego firmy CimCore [1, 10] przedstawiono na
kładności współrzędnościowych ramion pomiarowych na
rys. 1. Tuby ramienia 3 wykonane są z włókna grafitowo-
podstawie przeprowadzonych pomiarów wg amerykańs-
-węglowego. W przeguby ramienia 4 wbudowane zostały
kiej normy ASME B89.4.22-2004 oraz europejskiej normy
enkodery firmy Heidenhain, mające system łożyskowania
PN-EN ISO 10360-2:2003 dotyczących współrzędnościo-
 wide-track . Enkodery spełniają rolę układów pomiarowych
wych maszyn pomiarowych. Przedstawiono wyniki prze-
do odczytywania wartości kąta, o jaki obrócone zostały
prowadzonych badań eksperymentalnych oraz ich porów-
moduły ramienia.
nanie pod kątem różnic obu rodzajów testów i ich
przydatności.
Współrzędnościowa technika pomiarowa realizowana
za pomocą współrzędnościowych maszyn pomiarowych
i ich opcji (roboty i centra pomiarowe) stanowi obecnie
najbardziej zaawansowany dział metrologii wielkości geo-
metrycznych. Umożliwia ona wykonywanie pomiarów zło-
Rys. 1. Ramię pomia-
żonych elementów na potrzeby przemysłu maszynowe-
rowe INFINITE pro-
go, a zwłaszcza motoryzacyjnego i lotniczego [1, 2]. Dzię- dukcji firmy CimCore
ki komputeryzacji przetwarzania wyników pomiaru i stero-
wania pozwala ona na wykonywanie pomiarów przed-
miotów w rytmie ich wytwarzania, co umożliwia bezpo-
średnie oddziaływanie na jakość procesu wytwarzania
i tym samym na jakość wyrobów. Współrzędnościowe
maszyny pomiarowe (CMM s) są w założeniu urządzenia-
mi laboratoryjnymi, ale pojawiają się takie ich konstrukcyj-
ne rozwiązania, które mogą być stosowane w otoczeniu
Ramię INFINITE charakteryzuje się możliwością nie-
produkcji [3]. Istnieją również prostsze rozwiązania kon-
ograniczonego obrotu osi, co pozwala na dokonywanie
strukcyjne urządzeń pracujących w tej technice  współ-
pomiarów trudnodostępnych elementów. Zastosowanie
rzędnościowe ramiona pomiarowe (portable CMM s) [4].
przeciwwagi ZERO-G 5, której budowa oparta jest na
Współrzędnościowe ramiona pomiarowe (WRP), chociaż
dwóch siłownikach, kompensuje masę ramienia i pod-
odznaczają się mniejszą dokładnością w stosunku do
trzymuje jego konstrukcję.
maszyn pomiarowych, mają tę przewagę, że mogą być
Ramiona pomiarowe INFINITE działają z wieloma ro-
stosowane bezpośrednio w produkcji i w terenie oraz
dzajami końcówek pomiarowych 1, które można szybko
można nimi wykonywać pomiary wewnątrz obiektów wiel-
wymienić (są rozpoznawane automatycznie) bez potrze-
kogabarytowych.
by ich każdorazowego kalibrowania.
Dokładność współrzędnościowych ramion pomiaro-
W korpus głowicy pomiarowej 2 została wbudowana
wych wyznaczana jest wg trzech testów zawartych w wy-
kamera video. Pozwala ona na przeprowadzanie inspek-
tycznych normy amerykańskiej ASME [5], a maszyn po-
cji mierzonego elementu i umieszczanie obrazu w rapor-
miarowych w wytycznych normy ISO [6]. Między nimi
cie pomiarowym. Dzięki temu aktualnie mierzone punkty
występują istotne różnice zarówno co do założeń, pro-
mogą być nanoszone nie tylko na plik CAD, ale również
cedur, jak i przebiegu przeprowadzania testu, ale jest
na rzeczywisty obraz detalu.
też, zwłaszcza w odniesieniu do dwóch testów, pewne
Współrzędnościowe ramiona pomiarowe przeznaczone
podobieństwo. Autorzy podjęli się przeprowadzenia ba-
są przede wszystkim do pomiarów wykonywanych bezpo-
dań eksperymentalnych mających na celu ustalenie róż-
średnio w produkcji. Dlatego mają one charakter mobilny,
nic, jakie mogą wystąpić przy stosowaniu testów wg
są łatwe do przenoszenia i ustawiania dzięki stopce 6.
ASME i wg PN-EN ISO. Badania przeprowadzono na
Mobilność ramienia INFINITE jest zwiększona dzięki za-
ramieniu pomiarowym INFINITE firmy CimCore. Na przy-
stosowaniu bezprzewodowej komunikacji między ramie-
kładzie tego ramienia scharakteryzowano budowę, dzia-
niem pomiarowym i komputerem (połączenie w standar-
łanie i główne jego cechy.
dzie WiFi 8.02.11b) oraz możliwości pracy ramienia bez
zasilania kablowego, poprzez zastosowanie zintegrowa-
Główne cechy ramienia pomiarowego
nego akumulatora Li-Ion.
Po włączeniu ramienia, obsługujący maszynę musi
Współrzędnościowe ramiona pomiarowe (WRP) zali-
przejść przez punkty referencyjne wszystkich osi. Należy
czają się do grupy hybrydowych współrzędnościowych
w tym celu obrócić każdą z tub ramienia pomiarowego
maszyn pomiarowych. Mają one zupełnie inną budowę
o odpowiedni kąt. Jest to czynność analogiczna do najaz-
niż klasyczne współrzędnościowe maszyny pomiarowe.
du na punkt referencyjny w przypadku klasycznej współ-
rzędnościowej maszyny pomiarowej.
* Prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk  Instytut Metrologii i Inżynierii
Pomiar polega na doprowadzeniu przez operatora do
Biomedycznej, Wydział Mechatroniki Politechniki Warszawskiej mgr
inż. Anna Koperska  OBERON 3D, Warszawa
styku końcówki pomiarowej z mierzonym detalem. Decy-