Математична модель обходу траєкторії для вимірювання прецизійних просторових поверхонь на координатно-вимірювальній машині

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.18372/2073-4751.80.19769

Ключові слова:

координатно-вимірювальна машина, просторові поверхні, оптимізація траєкторії, B-сплайни, функціонал якості, невизначеність вимірювань, термопружні деформації, адаптивна стратегія, тензор кривизни, метрологічне забезпечення

Анотація

У статті представлено новий підхід до оптимізації траєкторії вимірювального наконечника координатно-вимірювальної машини при контролі складних просторових поверхонь. Розроблено комплексну математичну модель, що включає B-сплайнове представлення траєкторії, динамічну модель системи та стохастичну модель похибок вимірювання. Запропоновано функціонал якості, що враховує геометричні особливості поверхні, динамічні характеристики системи, температурні деформації та вібраційні впливи. На основі методу послідовного квадратичного програмування розроблено алгоритм оптимізації траєкторії. Теоретично обґрунтовано збіжність алгоритму та методи оцінки невизначеності вимірювань. Представлено тензорний аналіз локальної топології поверхні та термопружну модель деформацій. Запропоновано адаптивну стратегію вимірювання з динамічною корекцією параметрів траєкторії.

Посилання

Weckenmann A., Knauer M. The Influence of Measurement Strategy on the Uncertainty of CMM-Measurements. CIRP Annals. 2019. Vol. 47(1). P. 451–454.

Lin Y.J., Муравський Л.І. Optimum Sampling Strategy for Coordinate Measurements. Measurement Science and Technology. 2020. Vol. 31(8). 084002.

Liang Q. H. et al. Development of a touch trigger probe based on a novel fiber bragg grating configuration. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2021. Vol. 70. P. 1–8.

Raghunandan R., Venkateswara Rao P. Selection of sampling points for accurate evaluation of freeform surfaces on CNC coordinate measuring machines. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2022. Vol. 118(1). P. 125–136.

Тимофієв О. В. Математичне моделювання координатних вимірювань складних поверхонь. Вісник НТУУ "КПІ". Серія Приладобудування. 2023. Вип. 63. С. 35–42.

Самойленко О. В. Методи підвищення точності координатних вимірювань в умовах динамічних навантажень. Метрологія та прилади. 2023. №3. С. 21–27.

ISO 10360-1:2023 Geometrical product specifications (GPS) – Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM).

Forbes A. B. Uncertainty evaluation associated with fitting geometric surfaces to coordinate data. Metrologia. 2021. Vol. 58(3). 035001.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-03-13

Як цитувати

Козловський, В. (2025). Математична модель обходу траєкторії для вимірювання прецизійних просторових поверхонь на координатно-вимірювальній машині. Проблеми iнформатизацiї та управлiння, 4(80), 53–58. https://doi.org/10.18372/2073-4751.80.19769

Номер

Том 4 № 80 (2024)

Розділ

Статті

Ліцензія

Науковий журнал дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.

Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Авторські права

Автори, які публікують свої роботи в журналі:

  • зберігають за собою авторські права на свої публікації;

  • надають журналу право на перше опублікування статті;

  • погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;

  • мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.