The effect of the point sampling to the result of coordinate measuring of free-form surface

Abstract

The coordinate measuring technique appropriates to measure dimensional and geometric properties of a machine part. The result of the measuring is effected by several parameters, like the measuring method, the point sampling technique, and the mathematical processing of the measured coordinates. The current article investigates the effect of the point sampling methods in case of a freeform surface. Two methods are compared: the uniform matrix method, and the Halton-Zaremba quasirandom method. The number of measured points is investigated also. The free-form test surface was produced by ball-end milling, and the radius, the cylindricity and the surface profile error were assessed.

Координатно-вимірювальна техніка призначена для вимірювання розмірних та геометричних параметрів деталей машини. На результат вимірювання впливають кілька параметрів, таких як метод вимірювання, метод вибірки точок та математичне оброблення вимірюваних координат. У цій статті досліджується вплив методів точкового відбору проб у випадку поверхні вільної форми. Порівнюються два методи: метод однорідних матриць та квазівипадковий метод Холтона-Заремби. Досліджується також кількість точок, що вимірюваються. Випробувана поверхня довільної форми була виготовлена за допомогою торцевого фрезерування, і були оцінені радіус, циліндричність та похибка профілю поверхні. Геометричним похибкам приділяється все більше уваги при проектуванні та виробництві машин та інструментів. У процесі визначення допусків необхідно враховувати як функціональні і виробничі аспекти, так і процес виміру. Параметри процесу вимірювання впливають на результати, тому що стандартний процес вимірювання забезпечує відтворюваність та сумісність. У разі розмірної помилки (значення радіусу) кількість точок та метод вибірки точок мало впливають на виміряні значення. У разі помилки циліндричності та профілю поверхні, характер поверхні (опукла або увігнута) та параметри різання не впливають на відносні значення помилок. Збільшення кількості точок коригує значення, а метод Холтона-Заремби забезпечує найкращі результати. На основі виміряних даних, менше 49 баліврезультати можуть сильно змінитися. Таким чином, 49 точок можуть бути нижньою межею кількості виміряних точок з діаграмою Холтона-Заремби у разі тестової геометрії. Регресійний аналіз може підвищити точність оцінки геометричної похибки, тому метою є застосування цього методу у разі похибки профілю поверхонь довільної форми.