chyby způsobené fluktuací teploty chyba kalibrační procedury 21 geometrických chyb 3D stroje Chyba dotyku

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "chyby způsobené fluktuací teploty chyba kalibrační procedury 21 geometrických chyb 3D stroje Chyba dotyku"

Filip Bařtipán
před 7 lety
Počet zobrazení:

Nové směry ve vývoji velmi přesných souřadnicových měřicích strojů V ČR bylo v roce 2003 480 SMS, nyní přes 1000 Z toho 60 % dotykových Metrologie měřidel délek, Seminář, Brno, 10. 9.

1 Nové směry ve vývoji velmi přesných souřadnicových měřicích strojů V ČR bylo v roce SMS, nyní přes 1000 Z toho 60 % dotykových Metrologie měřidel délek, Seminář, Brno, Jednotka délky Zdroje celkové nejistoty Metr je vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu za 1/ s. Realizace metru podle této definice se děje dvěma způsoby: První je z doby letu světla podle vzorce pro rovnoměrný přímočarý pohyb s = c. t Druhým způsobem, interferometricky na základě superpozice referenční a měrné větve, přičemž se využívá vlnové podstaty světla. V obou případech je třeba koherentního zdroje záření. Nejčastěji jím bývá laserový paprsek o určité vlnové délce (ve viditelné oblasti záření např. 633 nm červený, 612 nm oranžový, 543 nm zelený a další), přičemž jeden ze základních požadavků je vysoká stabilita frekvence. U státních etalonů délky se dosahuje frekvenční stability v řádu 1.E 11 až v řádu 1.E 13 diagram znázorňující superpozici dílčích chyb chyby způsobené fluktuací teploty chyba kalibrační procedury 21 geometrických chyb 3D stroje Chyba dotyku ANIMACE Výpočet EXCEL Zdroje celkové nejistoty Schéma návaznosti chyby způsobené fluktuací teploty chyba kalibrační procedury 21 geometrických chyb 3D stroje Chyba dotyku diagram znázorňující superpozici dílčích chyb 1

2 Zdroje celkové nejistoty chyby způsobené fluktuací teploty chyba kalibrační procedury 21 geometrických chyb 3D stroje Chyba dotyku diagram znázorňující superpozici dílčích chyb Kalibrace dotyku Measurement of 1 mm calibration sphere Calibration sphere roundness after error separation: 40 nm 21 geometrických chyb Optické měřicí stroje WERTH video check HA 800x400x200 mm v odd. technické délky ČMI 2

3 Bitmapová grafika Odchylka tvaru Ke zobrazení využívá mřížku bodů (PIXEL obrazový bod). Kvalita závisí na počtu bodů Využívá se pro: monitory, CCD senzory, fotografie Odchylka tvaru Základna Odchylky tvaru ve Virtuálním měřicím stroji Obrázek: tvary.png Obrázek je možné objednat na adrese UKÁZAT Obrázk z1.jpg a z22.gif VYZKOUŠET Odchylka tvaru - normy Rovnoběžnost Přímost (ISO 12780), Kruhovitost (ISO 12181), Rovinnost (ISO 12781), Válcovitost (ISO 12180). 3

Rovnoběžnost Design : separate metrology frame Metrology frame mirror table probe xyz-stage granite base suspension frame 3D Nanometre metrology Zeiss F25 Mitutoyo Legex 574 Range X,Y,Z : 510, 710,

4 Rovnoběžnost Design : separate metrology frame Metrology frame mirror table probe xyz-stage granite base suspension frame 3D Nanometre metrology Zeiss F25 Mitutoyo Legex 574 Range X,Y,Z : 510, 710, 460 E1 = 0,35 + L/1000 µm Multi-sensor machine 3D Mikrotaster Zeiss Carat UPMC 850 Range X,Y,Z : 850, 1150, 600 E1 = 0,7 + L/600 µm 3D Abbe Mitutoyo NanoCord IBS PE : Isara Sios : NMM Panasonic : UA3P Stationary probe, moving table Table position measured in 3D Abbe using plane mirror interferometers Resolution 1 nm Range 300 x 200 x 100 mm Machine uncertainty E 1 = 0,2 + L/1000 µm 4

Sios : NMM-1 3D Nanometre metrology Range 25 x 25 x 5 mm Resolution 0,1 nm Werth VideoCheck V HA Range X,Y,Z : 400, 250, 150 E1 = 0,25 + L/900 µm No Probe No CMM software Mahr OMS 400 Range X,Y,Z :

5 Sios : NMM-1 3D Nanometre metrology Range 25 x 25 x 5 mm Resolution 0,1 nm Werth VideoCheck V HA Range X,Y,Z : 400, 250, 150 E1 = 0,25 + L/900 µm No Probe No CMM software Mahr OMS 400 Range X,Y,Z : 450, 400, 300 E1 = 0,9 + L/600 µm IBS Precision Engineering : Isara NIST Range 100 x 100 x 40 mm Measuring uncertainty : U1 = 15 nm (X & Y) U1 = 25 nm (Z) U3 = 30 nm (3D) Molecular Measuring Machine M 3 3D Abbe Workpiece weight : max. 6 kg Temperature : 20 C ± 0,5 C Analogue nanometre probes Capacitive measurement system Parallel kinematics Probe radius 150 µm Stiffness : 10 N/m Isotropic Moving mass 370 mg Resolution 1 nm Applied on Isara UNIVERSAL AND FLEXIBLE 3D COORDINATE METROLOGY FOR MIO AND NANO COMPONENTS PRODUCTION CALL FP NMP-NI-4 INTEGRATED PROJECT (IP)

Nano CMM Project in Figures Project Challenges 4½ Project (2006-2011).

6 Nano CMM Project in Figures Project Challenges 4½ Project ( ). Design Criteria - Optical Probes optical point and area probes alone effective tip diameter: 300 nm aperture half-width: 45º working distance: >5 mm (3 mm) z-measuring range: 1 µm - 10 µm Z uncertainty: 10 nm - 50 nm XY (lateral) uncertainty: 200 nm (300 nm) true 3D uncertainty: 200 nm (300 nm) 15 Partners. Budget Countries. Nano-Metrology Market estimates: $US 200 billion. Microsystems Technologies market grow: 20% rate per annum. note: stitching of optical point and area probes in XYZ Cartesian system with stitching point clouds taken in diffetrue 3D uncertainty: 200 nm (300 nm) rent orientations (with anistrotropic uncertainty) imoptical point and area probes in XYZ AB coordinate system proves (averages) resolution true 5-axis uncertainty: 100 nm (200 nm) Intensive High-tech SME involvement Nano CMM Team Project Challenges Participant Role Participant Nº Participant Name Country CO 1 UNIMETRIK 2 MAHR 3 IBS PE NL 4 SIOS 5 TRIMEK 6 DATAPIXEL 7 NASCATEK 8 NOLIAC DK 9 PHILIPS DAP NL 10 PTB 11 TEKNIKER 12 INNOVALIA 13 CMI CZ 14 DTU DK 15 ILLMENAU IPM Project Challenges Design Criteria - Tactile Probes Design Criteria - Probe Charger Probe Tip Changer & Rotary Stage XYZ positioning alone (corner cube object carrier, laser interferometers, pitch/yaw/roll compensation) 1D static: 10 nm 3D static within 20mm x 20mm x 10mm: 25 nm vibration in slow scanning motion: 25 nm RMS vibration in stand still: 10 nm RMS engage/ disengage probe probe changer and probe tip changer repeatability: 20 µm dual axis rotary stage fiducial marks object rotary axes alone 3D uncertainty static within 20mm x 20mm x 10mm: Drift, thermal stability of entire system within 10 min: of each component within 10 min: stylus changer on probe head nano tubes 20 µm 50 nm 25 nm stylus in use Conclusions Nano-CMM will provide the micro-manufacturing industry with similar facilities as known from traditional industries Nano-CMM will allow Europe to maintain worldwide leadership in metrology at the nano and micro level. Nano-CMM provide an excellent business opportunity for high-tech SME. 6

Nano CMM Měření skleněným optickým vláknem Optické měřicí stroje Normy vztahující se k souřadnicovým měřicím strojům: WERTH video check HA 800x400x200 mm v odd.

7 Nano CMM Měření skleněným optickým vláknem Optické měřicí stroje Normy vztahující se k souřadnicovým měřicím strojům: WERTH video check HA 800x400x200 mm v odd. technické délky ČMI ISO :2000 Geometric Product Specifications (GPS) Acceptence and reverification tests for CMM, Part 1: Vocabulary, ISO :2000 Geometric Product Specifications (GPS) Acceptence and reverification tests for CMM, Part 2: CMMs used for measuring size, ISO :2000 Geometric Product Specifications (GPS) Acceptence and reverification tests for CMM, Part 3: CMMs with the axis of a rotary table as the fourth axis, ISO :2000 Geometric Product Specifications (GPS) Acceptence and reverification tests for CMM, Part 4: CMMs used in scanning measuring mode, ISO :2000 Geometric Product Specifications (GPS) Acceptence and reverification tests for CMM, Part 5: CMMs using multiple-styus probing systems, ISO :2000 Geometric Product Specifications (GPS) Acceptence and reverification tests for CMM, Part 6: Estimation of errors in computing Gaussian associated features. Multisenzorový souřadnicový měřicí stroj WERTH 4. seminář Českého metrologického institutu WERTH video check HA 800 x 400 x 200 mm s parametry měření: Nejlepší měřicí schopnost (MPE) Při oboustranném měření (bidirectional) E1:( L/900) µm Tento stroj získal k využívání Český metrologický institut a iniciuje tím zahájení výzkumu v oblasti submikronové dimensionální metrologie, ale i pokrytí potřeb průmyslu ČR. 22.října 2008 v Praze Novotného lávka 5, v Praze 1, Doba trvání Název semináře Úvod do měření dílů mikro a nano technologií s použitím souřadnicových měřicích strojů dotykových, optických a multisenzorových včetně Nano cmm stroje pro měření dílů mikro a nano technologií 7

Podobné dokumenty

Zpracování obrazu Werth v tomografii pro komplexní detekci vad Ing. Rostislav Kadlčík PRIMA BILAVČÍK, s.r.o.

Zpracování obrazu Werth v tomografii pro komplexní detekci vad Ing. Rostislav Kadlčík PRIMA BILAVČÍK, s.r.o. Werth Messtechnik GmbH 1954-2017 Werth TomoCheck HA (2017) Celosvětově nejpřesnější průmyslové