Vytvoření metodiky pro vyhodnocení tvarových odchylek rotačního strojírenského výrobku

Ing. Jiří VÍT, Ph.D.

Doctoral thesis

Creating a methodology for evaluating the form deviations of a rotary engineering part

Abstract:

Hlavním cílem práce je vytvoření metodiky pro cílenou kalibraci měřicího snímače FT3 kruhoměru Roundscan. Je analyzován proces kalibrace, vytvořena teorie kalibrace signálu a zavedeny veličiny pro popis a hodnocení vlastností signálu. Je vytvořena softwarová laboratoř v systému Matlab pro experimentování se signálem měřicího snímače. Prostřednictvím experimentů jsou získány znalosti o vlastnostech signálu kalibrovaného za různých podmínek. Na základě získaných znalostí je vytvořena metodika ve formě grafů a tabulek, poskytující informace o velikosti a poloze pásem odchylek kalibrovaného signálu od ideálního signálu. Je zkoumán vliv procesu linearizace signálu na jeho charakteristiku a podmínky použitelnosti tohoto procesu. Dílčím cílem práce je shromáždění znalostí o principech používaných v konstrukci kruhoměrů. Jsou prezentována kinematická schémata, vysvětleny pohony a odměřování pozicovacích os a typy měřicích míst. Podrobně je rozebrána problematika přesnosti kruhoměru, jsou vysvětleny všechny složky přesnosti a uvedeny způsoby jejich hodnocení. Dalším dílčím cílem je shromáždění informací o používaných matematických metodách pro vyhodnocování geometrických odchylek. Práce obsahuje stručný průřez historií vývoje metrologických filtrů, popisuje princip Gaussova konvolučního filtru a kubického spline filtru. Jsou vytvořeny knihovny procedur realizujících Gaussův filtr dle ISO 16610-21 a spline filtr dle ISO 16610-22 v systému Matlab. Procedury jsou využity při experimentech se signálem snímače.

Abstract:

The main aim of thesis is to create a methodology for the targeted calibration of the FT3 measuring probe of Roundscan form machine. The process of calibration is analyzed, the theory of signal calibration is created and quantities for description and evaluation of signal properties are introduced. A software laboratory is created in the Matlab system for experimenting with the measuring probe signal. Through experiments, knowledge of the properties of a signal calibrated under various conditions is obtained. Based on the knowledge obtained, a methodology is created in the form of graphs and tables, providing information about the size and position of the zones of deviations of the calibrated signal from the ideal signal. The influence of the linearization process of the signal on its characteristics and the applicability conditions of this process is examined. The partial aim of the thesis is to gather knowledge about the principles used in the construction of roundness machines. Kinematic schemes are presented, drives and metering of positioning axes and types of measuring places are explained. Problems of accuracy of the roundness machine are discussed in detail, all components of accuracy are explained and ways of their evaluation are given. Another partial aim is to gather information about the mathematical methods used to evaluate form deviations. The thesis contains a brief overview of the history of metrological filters development, describes the principle of Gaussian convolution filter and cubic spline filter. Libraries of procedures implementing Gaussian filter according to ISO 16610-21 and spline filter according to ISO 16610-22 in Matlab system are created. Procedures are used in experiments with the probe signal.

Keywords

kruhoměr, Gauss filtr, spline filtr, měřicí snímač, kalibrace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 4. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 26. 4. 2019
• Supervisor: doc. Ing. Martin Novák, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Engineering Technology / Engineering Technology