10.14489/td.2023.10.pp.054-059

2023, 10 октябрь (October)

DOI: 10.14489/td.2023.10.pp.054-059

Искендерзаде Э. Б., Ахмедова Ш. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАШИН
(c. 54-59)

Аннотация. Представлено исследование температурной погрешности координатно-измерительных машин. Установлено, что суммарная погрешность может быть определена с учетом двух факторов: максимально допустимой погрешности, вычисляемой без учета вариаций температуры самого измеряемого объекта; изменения температуры измеряемого объекта. Показано, что результирующая погрешность координатно-измерительных машин может быть исследована на основе оптимизационной задачи вычисления оптимального вида функции зависимости температуры объекта от времени. Показано, что интегрированная во времени результирующая погрешность достигнет минимальной величины, если функции T(t) и α(t) изменяются синхронно во времени.

Ключевые слова: координатно-измерительная машина, оптимизация, температурная погрешность, координатные измерения, поверхность объекта.

Iskenderzade E. B., Ahmedova Sh. V.
INVESTIGATION OF THE TEMPERATURE ERROR OF COORDINATE MEASURING MACHINES
(pp. 54-59)

Abstract. Coordinate measuring machines are widely used for technological control of geometric parameters of the surface of various parts in many branches of industrial production. For coordinate measurements of high-precision surfaces, instrumental sources of error can be minimized if the axes of the controlled object are located on the same axis of the reference scale of the comparator or parallel to it. However, in all schemes of construction of coordinate measuring machines, the Abbe principle is violated, which leads to the appearance of a measurement error, which, moreover, increases with the increase in the overall dimensions of the coordinate machine. It is determined that the total error can be determined taking into account two factors: the maximum allowable error calculated without taking into account the temperature variations of the measured object itself; the temperature change of the measured object. It is shown that the resulting error of coordinate measuring machines can be investigated on the basis of the optimization problem of calculating the optimal form of the function of the temperature dependence of the object on time. It is shown that the resulting error integrated in time will reach a minimum value if the temperature dependence functions of the measured object T(t) and the coefficient of thermal expansion α(t) change synchronously in time. Therefore, in order to minimize the error of coordinate measuring machines from changes in time of such indicators as T and α must occur synchronously, i.e. their change in time must satisfy the corresponding certain condition. To quantify the gain in optimizing measurements, we will conduct a model study. To estimate the gain in reducing the error, two model functions have been compiled, the integrals of which, according to a certain condition, must be equal to the integral of the calculated coupling function. It is shown that according to the calculation, the lowest estimate of the reduction of the measurement error with the proposed optimization will be 4.5 %.

Keywords: coordinate measuring machine, optimization, temperature error, coordinate measurements, object surface.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Э. Б. Искендерзаде, Ш. В. Ахмедова (Национальное аэрокосмическое агентство, Баку, Азербайджанская Республика) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

E. B. Iskenderzade, Sh. V. Ahmedova (National Aerospace Agency, Baku, Republic of Azerbaijan) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Чекаль В. Н., Чудаков Ю. И., Шевцов С. Е. Применение координатно-измерительных машин для оптимизации технологии автоматизированного формо-образования оптических поверхностей // Оптический журнал. 2008. Т. 75, № 11. С. 82–87.
2. Кононогов С. А., Лысенко В. Г. Координатная метрология. М.: АСМС, 2010. 380 с.
3. Данилов М. Ф., Иванова А. П. Влияние траекторных параметров перемещения щупа координатно-измерительной машины на погрешность контроля геометрических характеристик оптических поверхностей. URL: https://www.niioep.ru/doc/pub/danilov2020-2.pdf (дата обращения: 02.02.2023)
4. Лемп Ю. Д., Казаниева О. Е., Телепова Т. П. Разработка математической модели для контроля размеров деталей с помощью координатно-измерительной машины // Энергетика, электропривод, энергосбережение и экономика предприятий, организаций и учреждений: материалы молодежной межрегиональной науч.-практ. конф., 25 апреля 2013 г., Екатеринбург / Рос. гос. проф.-пед. ун-т, Ин-т электроэнергетики и информатики. Екатеринбург, 2013. С. 79–84.
5. Phillips S. D., Borchardt B., Caskey G. Measurement Uncertainty Considerations for Coordinate Measuring Machines: NISTIR 5170. Gaithersburg: National Bureau of Standards, 1993.
6. Точность координатно-измерительных машин при работе в цеховых условиях. URL: https://hexagon.com/ru/resources/resource-library/coordinate-measuring-machine-accuracy-shop-floor
7. Эльсгольц Л. Е. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1974. 472 с.

Eng

1. Chekal' V. N., Chudakov Yu. I., Shevtsov S. E. (2008). Application of coordinate measuring machines to optimize the technology of automated shaping of optical surfaces. Opticheskiy zhurnal, 75(11), 82 – 87. [in Russian language]
2. Kononogov S. A., Lysenko V. G. (2010). Coordinate metrology. Moscow: ASMS.
3. Danilov M. F., Ivanova A. P. The influence of the trajectory parameters of the movement of the probe of a coordinate measuring machine on the error of monitoring the geometric characteristics of optical surfaces. Received from https://www.niioep.ru/doc/pub/danilov2020-2.pdf (Accessed: 02.02.2023). [in Russian language]
4. Lemp Yu. D., Kazanieva O. E., Telepova T. P. (2013). Development of a mathematical model for controlling the dimensions of parts using a coordinate measuring machine. Energy, electric drive, energy saving and economics of enterprises, organizations and institutions: materials of the youth interregional scientific and practical conference, 79 – 84. Rossiyskiy gosudarstvenniy professional'no-pedago-gicheskiy universitet, Institut elektroenergetiki i informatiki. Ekaterinburg. [in Russian language]
5. Phillips S. D., Borchardt B., Caskey G. (1993). Measurement uncertainty considerations for coordinate measuring machines: NISTIR 5170. Gaithersburg: National Bureau of Standards.
6. Accuracy of coordinate measuring machines when working in a workshop environment. Received from https://hexagon.com/ru/resources/resource-library/coordinate-mea-suring-machine-accuracy-shop-floor [in Russian language]
7. El'sgol'ts L. E. (1974). Differential equations and calculus of variations. Moscow: Nauka. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2023.10.pp.054-059

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2023.10.pp.054-059

and fill out the form