Kompenzace teploty v přenosné metrologii
Úprava působení okolní teploty při použití přenosné metrologie: Kompenzovat nebo nekompenzovat?
Kontakty
Změny v okolní teplotě a teplota měřených dílů mají pozorovatelný efekt na mnoho běžných průmyslových materiálů jako je ocel a hliník. Právě z tohoto důvodu je pro nejpřesnější měření pomocí velkých, automatizovaných SMS, například Global a PMM, zapotřebí místnost s regulovanou teplotou a pro dosažení co nejlepších výsledků jsou dokonce potřeba snímače teploty dílů.
ROMER, jsou měřicí systémy určeny spíše pro přesunutí za měřeným dílem než obráceně. Většina dílenských výrobních prostředí nemá dostatečnou regulaci teploty, pokud vůbec nějakou. Vyvstává tedy dotaz jak, kdy a zda vůbec bychom se měli zabývat teplotní roztažností dílů v oblasti přenosné metrologie.
Přenosné měřicí systémy a softwarové balíky mohou nabídnout různé nástroje a metody, jak se vypořádat se změnami teploty. Patří mezi ně následující:
1. Referenční stupnice vyrobené ze stejného materiálu jako měřený díl (tato metoda je dědictvím po theodolitových měřicích systémech).
2. Další podobnou metodou je změřit dva body na nástroji a sdělit měřicímu systému „známou“ vzdálenost mezi těmito dvěma body. Jedná se o variantu metody se stupnicí.
3. Teplotu materiálu je možné měřit během měřicího cyklu v různých bodech a zaznamenat do systémového softwaru pomocí nástroje, který kompenzuje koeficient teplotní roztažnosti prostřednictvím vypočítané změny „stupnice“ naměřených dat.
4. Je možné změřit řadu bodů, pro které již existují „nominální“ naměřená data. Prostřednictvím „metody nejlepšího výběru“ vypočítá systémový software změnu „stupnice“ naměřených dat.
Všechny tyto metody mají svá omezení. Kdybychom měřili pouze pevné bloky specifického materiálu, fungovala by dobře libovolná metoda kompenzace teploty. V takovém případě by rozměrové změny byly „lineární“ a tudíž by bylo možné vypočítat „dokonalé“ výsledky koeficientu teplotní roztažnosti a kompenzovat teplotní změny obrobku.
Ovšem v reálném světě obvykle neměříme homogenní bloky materiálu. Zvláště u přenosné metrologie často měříme velké obrobky, které jsou tvarovány, svařovány, šroubovány, lepeny nebo připevňovány k jiným dílům ze stejného nebo jiného materiálu. Prostřednictvím těchto kombinací materiálů nebo orientací materiálů měníme směr pohybu vyvolaný roztahováním nebo smršťováním materiálu. V reálném světě se objekty neroztahují a nesmršťují lineárně, nýbrž se kroutí či ohýbají, nebo se deformují jiným způsobem. Proto nemůžeme automaticky předpokládat, že kompenzace koeficientu teplotní roztažnosti je nejlepším způsobem jak charakterizovat to, co se skutečně odehrává během tepelného cyklu.
Znamená to, že každá metoda kompenzace teploty má přirozené slabiny vzhledem ke složitosti reálného světa. Při kompenzaci teplotních změn můžeme ve skutečnosti způsobit větší chybu než jakou odstraníme. Někteří operátoři, kteří si to uvědomují, jednoduše ignorují teplotu objektu a nepokoušejí se teplotní změnu korigovat.
Kromě fyzikální regulace prostředí, ve kterém probíhá měření, neexistuje žádné dokonalé řešení kompenzace teploty. Ve většině případů přinese nejlepší výsledky výpočet stupnice pomocí metody nejlepšího výběru. Nicméně to neplatí ve všech případech a mohou vyplynout další důsledky, které musí operátor uvážit. Zkušený operátor pracující s přenosnými měřicími stroji vezme v úvahu teplotní vlastnosti při vyvíjení plánu měření pro konkrétní díl vyhodnocením velikosti, materiálů a konstrukce měřeného objektu.
Operátor musí rovněž vyhodnotit charakteristiky okolního prostředí, např. umístění v blízkosti zdrojů tepla, a možné změny teploty vzduchu a dílu po dobu procesu měření. Je možné provést řadu měření a porovnat je s nominálními daty nebo předchozími měřeními. Vždy je osvědčenou metodou vyzkoušet různé metody kompenzace teploty, abyste určili nejlepší metodu pro daný konkrétní úkol měření. Nejdůležitější je, že zkušený operátor pečlivě zdokumentuje své experimentální metody a závěrečné kontrolní postupy, aby zajistil, že ti, kdo budou interpretovat výsledky měření, budou mít po ruce všechny potřebné informace.
ROMER, jsou měřicí systémy určeny spíše pro přesunutí za měřeným dílem než obráceně. Většina dílenských výrobních prostředí nemá dostatečnou regulaci teploty, pokud vůbec nějakou. Vyvstává tedy dotaz jak, kdy a zda vůbec bychom se měli zabývat teplotní roztažností dílů v oblasti přenosné metrologie.Přenosné měřicí systémy a softwarové balíky mohou nabídnout různé nástroje a metody, jak se vypořádat se změnami teploty. Patří mezi ně následující:
1. Referenční stupnice vyrobené ze stejného materiálu jako měřený díl (tato metoda je dědictvím po theodolitových měřicích systémech).
2. Další podobnou metodou je změřit dva body na nástroji a sdělit měřicímu systému „známou“ vzdálenost mezi těmito dvěma body. Jedná se o variantu metody se stupnicí.
3. Teplotu materiálu je možné měřit během měřicího cyklu v různých bodech a zaznamenat do systémového softwaru pomocí nástroje, který kompenzuje koeficient teplotní roztažnosti prostřednictvím vypočítané změny „stupnice“ naměřených dat.
4. Je možné změřit řadu bodů, pro které již existují „nominální“ naměřená data. Prostřednictvím „metody nejlepšího výběru“ vypočítá systémový software změnu „stupnice“ naměřených dat.
Všechny tyto metody mají svá omezení. Kdybychom měřili pouze pevné bloky specifického materiálu, fungovala by dobře libovolná metoda kompenzace teploty. V takovém případě by rozměrové změny byly „lineární“ a tudíž by bylo možné vypočítat „dokonalé“ výsledky koeficientu teplotní roztažnosti a kompenzovat teplotní změny obrobku.
Ovšem v reálném světě obvykle neměříme homogenní bloky materiálu. Zvláště u přenosné metrologie často měříme velké obrobky, které jsou tvarovány, svařovány, šroubovány, lepeny nebo připevňovány k jiným dílům ze stejného nebo jiného materiálu. Prostřednictvím těchto kombinací materiálů nebo orientací materiálů měníme směr pohybu vyvolaný roztahováním nebo smršťováním materiálu. V reálném světě se objekty neroztahují a nesmršťují lineárně, nýbrž se kroutí či ohýbají, nebo se deformují jiným způsobem. Proto nemůžeme automaticky předpokládat, že kompenzace koeficientu teplotní roztažnosti je nejlepším způsobem jak charakterizovat to, co se skutečně odehrává během tepelného cyklu.
Znamená to, že každá metoda kompenzace teploty má přirozené slabiny vzhledem ke složitosti reálného světa. Při kompenzaci teplotních změn můžeme ve skutečnosti způsobit větší chybu než jakou odstraníme. Někteří operátoři, kteří si to uvědomují, jednoduše ignorují teplotu objektu a nepokoušejí se teplotní změnu korigovat.
Kromě fyzikální regulace prostředí, ve kterém probíhá měření, neexistuje žádné dokonalé řešení kompenzace teploty. Ve většině případů přinese nejlepší výsledky výpočet stupnice pomocí metody nejlepšího výběru. Nicméně to neplatí ve všech případech a mohou vyplynout další důsledky, které musí operátor uvážit. Zkušený operátor pracující s přenosnými měřicími stroji vezme v úvahu teplotní vlastnosti při vyvíjení plánu měření pro konkrétní díl vyhodnocením velikosti, materiálů a konstrukce měřeného objektu.
Operátor musí rovněž vyhodnotit charakteristiky okolního prostředí, např. umístění v blízkosti zdrojů tepla, a možné změny teploty vzduchu a dílu po dobu procesu měření. Je možné provést řadu měření a porovnat je s nominálními daty nebo předchozími měřeními. Vždy je osvědčenou metodou vyzkoušet různé metody kompenzace teploty, abyste určili nejlepší metodu pro daný konkrétní úkol měření. Nejdůležitější je, že zkušený operátor pečlivě zdokumentuje své experimentální metody a závěrečné kontrolní postupy, aby zajistil, že ti, kdo budou interpretovat výsledky měření, budou mít po ruce všechny potřebné informace.
Reverse engineering of aircraft components for MRO
Using 3D scanning to reverse engineer parts makes it easier to repair, maintain and overhaul aircraft for which CAD data is not available.
Laser tracker probing
The portable Leica Absolute Tracker AT403 laser tracker and laser Leica B-Probe offer an accurate large-volume probing solution suited to the demands of aircraft assembly...
Large-volume metrology software
Designed specifically for large-volume spatial measurement, SpatialAnalyzer is an ideal software for installing aircraft assembly tooling.
Aerospace case studies
See why BAE Systems has used laser tracker measurement in aircraft assembly tooling installation for over two decades.