1.      Laboratoria z technik współrzędnościowych przeprowadzone zostały
z wykorzystaniem maszyn współrzędnościowych (CMM), w których skład wchodziła m.in. maszyna portalowa z ruchomym portalem. Pomiar polega na zebraniu punktów pomiarowych, a następnie na analizie wyników. Dostarczone oprogramowanie pozwala na sprawdzenie dowolnych odchyłek badanego elementu w porównaniu do modelu CAD.

2.      Przed przystąpieniem do pomiarów należało najpierw wybrać odpowiedniej wielkości głowicę pomiarową, a następnie ją skalibrować. Następnie należy wprowadzić do programu układ współrzędnych poprzez wyznaczenie:

·         czterech punktów na płaszczyźnie,

·         prostej,

·         określenie dowolnego punktu.

Następnie można było przystąpić do pomiarów geometrii wybranego przedmiotu,
m.in. okrągłych otworów, zakrzywionych otworów, zaokrąglenia krawędzi, dokładności wymiarów itd. Porównując otrzymane wyniki pomiarów z modelem CAD mieliśmy możliwość określenia dokładności wykonania poszczególnych elementów. CMM ma możliwość zbierania informacji w dwóch trybach:

·         impulsowy,

·         skaningowy.

Tryb impulsowy pozwala na uzyskanie większej dokładności wyników, z mniejszym szumem pomiarowym, natomiast tryb skaningowy jest trybem dynamicznym, który zbiera znacznie więcej informacji o geometrii niż tryb impulsowy. Jednak jego wadą jest możliwość powstania szumu informacyjnego.

Dla elementu przedstawionego na Rys. 1 uzyskaliśmy 14 punktów pomiarowych w trybie impulsowym, podczas gdy w trybie skaningowym było to ponad 3000 punktów przy prędkości skanowania . Po zwiększeniu prędkości skanowania do uzyskaliśmy ok. 1000 punktów pomiarowych.

Rys. 1. Pomiar okrągłości otworu.

Następnie przystąpiliśmy do pomiaru głębokości oraz wewnętrznej krawędzi otworu.
Na koniec utworzony został automatyczny program, którego celem było zmierzenie określonych geometrii i wyznaczenie dokładności ich wykonania w porównaniu do modelu CAD. Mierzenie nieznanego zarysu polega na:

·         wprowadzeniu punktu początkowego,

·         określenia kierunku poruszania się głowicy,

·         punktu końcowego.

Poniższe zdjęcia przedstawiają badany element z użyciem trybu skaningowego. Można zauważyć bardzo dużą ilość strzałek, każda z nich należy do innego punktu pomiarowego i oznacza różnice w dokładności elementu w porównaniu z modelem CAD.

Rys. 2. Automatyczny pomiar dokładności otworu.

Na Rys.3 widoczny jest pomiar otworu, widać zniekształcenie spowodowane zaokrągleniem krawędzi, do którego na początku kulka pomiarowa nie wiedziała jak się ustawić, stąd tyle błędów pomiarowych.

Rys. 3. Pomiar otworu

3.      Innym sposobem na zbadanie elementu, sprawdzenie jakości wykonania jest zastosowanie tomografii komputerowej

Tomografia komputerowa pozwala na prześwietlenie elementów, jej dokładność zależy od materiału, z którego wykonany jest badany element. Zastosowanie filtrów pozwala np. oddzielić część metalową od plastikowej. Tomograf wykorzystuje skanowanie 2D tak długo, aż zdoła uzyskać obraz 3D. Elementy z tworzywa sztucznego są łatwiejsze do prześwietlenia, natomiast te wykonane z metalu są gorzej widoczne. Stosując tomograf komputerowy mamy możliwość prześwietlenia gęstości lub grubości materiału. Czas naświetlania jest rzędu 200ms, 300ms, 500ms, 1000ms. Staramy się redukować moc lampy, aby uzyskać lepszą rozdzielczość, jednak  w przypadku pomiaru grubościennych materiałów tj. na Rys. 4,5 należało zwiększyć moc z 15W na 50W.

Rysunki poniżej przedstawiają przykładowe możliwości tomografii komputerowej.

Rys. 4.                                                           Rys. 5.

4.      Wnioski

Maszyny współrzędnościowe (CMM), pozwalają wykonywać złożone pomiary
z wykorzystaniem automatycznego programu w krótkim czasie, a następnie możliwe jest dokładne zmierzenie odchyłek badanego elementu od modelu CAD. Zastosowanie głowic pomiarowych o różnych rozmiarach pozwala na pomiary elementów o skomplikowanych kształtach. Zatem z powodzeniem CMM stosowane jest do kontroli jakości wykonywanych produktów.

Tomografia komputerowa z kolei pozwala na dokładne prześwietlenie elementów
z podziałem, z jakiego materiału są wykonane.  Daje to możliwość sprawdzenia, czy w jakimś miejscu przypadkiem nie znalazły się wtrącenia metaliczne, oraz czy wszystko, co niewidoczne dla ludzkiego oka zostało dobrze wykonane.

Techniki współrzędnościowe są bardzo dobrymi metodami pomiarów wykonanych produktów, pozwalają uzyskać dokładne odchyłki kształtów, jednak ich wadą jest cena urządzeń, które wymagają również specjalnych warunków, jak np. stała temperatura otoczenia wynosząca ok. 21 st. C, dlatego na maszyny współrzędnościowe mogą sobie pozwolić bogatsze firmy.