Методика поверки «ГСОЕИ. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-APEX» (МП 203-10-2021)
ФГУП «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ»
ФГУП «вниимс»
![Методика поверки. ГСОЕИ. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-APEX. ОЕИ Аналитика](mp_html/80120617656dcd035b681_files/80120617656dcd035b681-1.jpg)
СОГЛАСОВАНО
![Методика поверки. ГСОЕИ. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-APEX. ОЕИ Аналитика](mp_html/80120617656dcd035b681_files/80120617656dcd035b681-2.jpg)
Зам. директора юизводственной метрологии
ГУП «ВН С»
.В. Иванникова
Государственная система обеспечения единства измеренийМАШИНЫ КООРДИНАТНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПОРТАЛЬНЫЕ CRYSTA-APEX
МЕТОДИКА ПОВЕРКИ
МП 203-10-2021г. Москва, 2021
1. Общие положенияНастоящая методика поверки распространяется на (далее - КИМ), изготовленные «Mitutoyo Corporation», Япония и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.
-
1.1. Методика поверки распространяется на машины координатные измерительные портальные CRYSTA-Apex.
-
1.2. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-Apex не относятся к многоканальным измерительным системам, многопредельным и многодиапазонным средствам измерений, не состоят из нескольких автономных блоков и не предназначены для измерений (воспроизведения) нескольких величин. Поверка отдельных измерительных каналов и (или) отдельных автономных блоков из состава средства измерений для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений не предусмотрена.
-
1.3. КИМ до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке, в процессе эксплуатации - периодической поверке.
-
1.4. Первичной поверке подвергается каждый экземпляр КИМ.
-
1.5. Периодической поверке подвергается каждый экземпляр КИМ. находящегося в эксплуатации, через межповерочные интервалы, а также КИМ. повторно вводимых в эксплуатацию после их длительного хранения (более одного межповерочного интервала).
-
1.6. Поверка КИМ в сокращенном объеме не предусмотрена.
-
1.7. Обеспечение прослеживаемости поверяемой КИМ к государственному первичному эталону осуществляется посредством Государственной поверочной схемы для средств измерений длины геометрических параметров поверхностей сложной формы, в том числе эвольвентных поверхностей и угла наклона линии зуба, утвержденной приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 472 от 06 апреля 2021 г.
2.1. При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.
Таблица 1
Наименование операции |
Номер пункта методики по-верки |
Проведение операции при | |
первичной поверке |
периодической поверке | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
Внешний осмотр |
7. |
Да |
Да |
Подготовка к поверке и опробование |
8. |
Да |
Да |
Идентификация программного обеспечения машин |
9. |
Да |
Да |
Определение метрологических характеристик: Определение абсолютной погрешности измерительной головки |
10 10.1 |
Да |
Да |
Определение допускаемой абсолютной объемной погрешности |
10.2 |
Да |
Да |
Определение допускаемой абсолютной погрешности сканирования контактных измерительных |
10.3 |
Да |
Да |
головок за определенное время |
3. Требования к условиям проведения поверки
-
3.1. При проведении поверки температура воздуха в помещении не должна превышать (20 ±2) °C (для нормальных условий) и (21 ±6) °C (для расширенного диапазона)
-
3.2. Относительная влажность воздуха должна быть не более 65 %
-
3.3. КИМ и средства поверки должны быть установлены на специальных основаниях (фундаментах), не подвергающихся механическим (вибрация, деформация, сдвиги) и температурным воздействиям
-
4.1. Поверку КИМ проводят аттестованные в установленном порядке поверители метрологических служб юридических лиц и индивидуальных предпринимателей, аккредитованные на проведение поверки в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации.
-
4.2. Поверители обязаны иметь профессиональную подготовку и опыт работы с КИМ, а также обязаны знать требования руководства по эксплуатации на КИМ и требования настоящей методики.
-
4.3. Для проведения поверки КИМ достаточно одного поверителя.
-
5.1. При проведении поверки должны применяться средства поверки, указанные в
таблице 2.
Таблица 2
Номер пункта методики поверки |
Наименование и тип (условное обозначение) основного или вспомогательного средства поверки; обозначение нормативного документа, регламентирующего технические требования, и (или) метрологические и основные технические характеристики средства поверки |
1 |
2 |
10.1 |
Мера для поверки систем координатно-измерительных ROMER Absolute Arm: сфера без покрытия (per. № 64593-16), стойка; приспособление для крепления сферы |
10.2. |
Меры длины концевые плоскопараллельные номиналом от 50 до 1000 мм, 3 разряд согласно Государственной поверочной схеме для средств измерений длины в диапазоне от 110'9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм, утвержденной приказом Госстандарта № 2840 от 29 декабря 2018 г.; |
10.3 |
Мера для поверки систем координатно-измерительных ROMER Absolute Arm: сфера без покрытия (per. № 64593-16), стойка; приспособление для крепления сферы; Секундомер механический СОСпр (per. № 11519-11) |
Примечания: Все используемые средства поверки должны быть исправны и иметь действующие свидетельства о поверке. Работа со средствами измерений должна производиться в соответствии с их эксплуатационной документацией. Допускается применение аналогичных средств поверки, не приведенных в перечне, но обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью. |
При проведении поверки КИМ должны соблюдаться следующие требования безопасности, а также изложенные в документации на поверяемые КИМ.
-
- электронная аппаратура КИМ и поверочного оборудования должны быть заземлены, во время работы кожухи электронной аппаратуры должны быть закрыты.
-
- до включения в сеть электронной аппаратуры должны быть подключены необходимые электрические кабели. Запрещается во время работы отсоединять их, а также производить замену предохранителей.
-
- установленные предохранители должны соответствовать маркировке на панелях.
-
- запрещается вскрывать и переставлять составные части КИМ и поверочного оборудования при включенных в сеть кабелях питания.
-
- при подготовке к проведению поверки должны быть соблюдены требования пожарной безопасности при работе с легковоспламеняющимися жидкостями, к которым относится бензин, используемый для промывки;
-
- бензин хранят в металлической посуде, плотно закрытой металлической крышкой, в количестве не более однодневной нормы, требуемой для промывки;
-
- промывку проводят в резиновых технических перчатках типа II по ГОСТ 20010-93.
-
7.1. При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие поверяемого СИ утвержденному типу, а также требованиям паспорта в части комплектности, а именно:
-
- наружные поверхности КИМ не должны иметь дефектов, влияющих на ее эксплуатационные характеристики;
-
- на рабочих поверхностях КИМ не должно быть царапин, забоин и других дефектов, влияющих на плавность перемещений подвижных узлов КИМ;
-
- наконечники щупов не должны иметь сколов, царапин и других дефектов;
-
- маркировка и комплектность должны соответствовать требованиям технической документации.
-
8.1. КИМ подготавливают к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации.
-
- измерительные поверхности эталонных средств измерений: измерительных щупов, концевых мер длины, калибровочной сферы, типовой детали очищают от смазки, промывают авиационным бензином марки Б-70 по ГОСТ 1012-72 и спиртом ректификатом по ГОСТ 18300-72 и протирают чистой салфеткой,
-
- эталонные средства выдерживают до начала измерений в помещении, где проводят поверку КИМ, в рабочем положении в течение 12-24 часов.
-
8.2. Процедура опробования состоит в следующем:
-
- проверить взаимодействие частей на холостом ходу' перемещением подвижных узлов на полные диапазоны. Перемещения должны быть плавными, без рывков и
скачков.
-
- провести вручную однократное измерение типовой детали или концевой меры длины с использованием всех функциональных (узлов и программного обеспечения КИМ. Затем то же самое выполнить в автоматическом режиме.
Идентификацию ПО машин координатных измерительных проводят по следующей методике:
-
- произвести запуск ПО;
-
- проверить наименование программного обеспечения и его версию.
КИМ считается прошедшей поверку в части программного обеспечения, если ПО и его версия соответствует данным приведенным в таблице 3
Таблица 3
Идентификационное наименование программного обеспечения |
Номер версии |
MCOSMOS |
4.Х и выше |
MiCAT Planner |
1.Х и выше |
MODUS |
1.Х и выше |
10. Определение метрологических характеристик средства измерений
-
10.1. Определение абсолютной погрешности измерительной головки
Сферу установить на плите рабочего стола КИМ с помощью стойки. Для измерений использовать самый жесткий щуп. Произвести измерения поверхности сферы в 25 дискретных точках равномерно размещенных на полусфере испытуемой сферы.
Рекомендуемая модель измерений включает:
-
- одну точку на вершине испытуемой сферы;
-
- четыре точки, равномерно распределенных на окружности, расположенной на 22,5° ниже вершины (рис. 1);
-
- восемь точек равномерно распределенных на окружности, расположенной на 45° ниже вершины и повернутых на 22,5° относительно предыдущей группы;
-
- четыре точки равномерно распределенных на окружности, расположенной на 67,5° ниже вершины и повернутых на 22,5° относительно предшествующей группы.
-
- восемь точек равномерно распределенных на окружности, расположенной на 90° ниже вершины, т.е. на диаметре и повернутых относительно предыдущей группы на 22,5°
Рисунок 1 - Распределение точек на сфере для определения погрешности измерительной головки
Погрешность измерительной головки, Pftu определяют как сумму максимальных отклонений измеренного профиля в положительную и отрицательную области от средней сферы, рассчитанной по методу наименьших квадратов
Pftu = max ,(£>i+) + max (£>,_ ), мм ,
где:
Di+ - отклонение точки i от средней сферы в положительную область, Db - отклонение точки i от средней сферы в отрицательную область. Погрешность измерительной головки Pftu не должна превышать значения Pftu. мре, указанного в таблице 4.
Таблица 4
Модифика-ция машины |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерительной головки, мкм | ||||
РН20 и PH10(M/MQ/T/ iQ) с датчиком ТР20 |
REVO с датчиком RSP2 |
REVO с датчиком RSP3 |
PH10(M/MQ/ T/iQ) с датчиком ТР200 |
PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком SP25M; SP80hMPP310Q | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
V544 V574 |
±1,8 |
- |
- |
±1,5 |
±1,3 |
V776 V7106 V9106 V9108 V9166 V9168 V9206 V9208 V9306 V9308 V9406 V9408 |
±2,2 |
±4,0 |
±1,8 |
±1,9 |
±1,3 |
|
±2,4 |
±2,9 |
±2,5 |
±2,0 |
±1,9 |
|
±7,0 |
±7,5 |
±5,3 |
±6,0 |
±3,3 |
|
±8,0 |
±8,5 |
±6,3 |
±7,0 |
±4,5 |
|
±10,0 |
±10,5 |
±8,3 |
±9,0 |
±4,5 |
EX 121210R ЕХ 122010R EX 12301 OR EX 12401 OR |
- |
±2,9 |
±2,5 |
- |
- |
-
10.2. Определение абсолютной погрешности объемных измерений.
При поверке используют меры длины концевые плоскопараллельные 3-го разряда согласно Государственной поверочной схеме для средств измерений длины в диапазоне от Г10'9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм, утвержденной приказом Госстандарта № 2840 от 29 декабря 2018 г. с номиналом от 20 до 1000 мм в соответствии с диапазоном измерений проверяемой модификации.
Концевые меры устанавливают в пространстве измерений КИМ вдоль линии измерений. При установке мер необходимо применять теплоизолирующее перчатки. Обязательно осуществляется компенсация погрешностей, связанных с отклонениями параметров окружающей среды, отличающихся от нормальных.
Производится сбор точек с измерительных поверхностей пяти концевых мер и определяется их длина. Измерения проводят в семи различных положениях (рис. 2), каждое измерение повторяется 3 раза - общее число измерений составляет не менее 105.
Для диапазона свыше 1200 мм рекомендуется проводить измерения вдоль осей в нескольких местах, равномерно расположенных по длине оси, а для пространственных диагоналей рекомендуется проводить измерения впереди и сзади рабочего объема КИМ справа и слева в четырех угловых положениях.
Измерения должны проводиться в автоматическом режиме.
![Методика поверки. ГСОЕИ. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-APEX. ОЕИ Аналитика](mp_html/80120617656dcd035b681_files/80120617656dcd035b681-5.jpg)
Рисунок 2. Типичные положения, в которых производят измерения
в пределах объема КИМ
Для меры номер j определяется действительное значение длины измеряемой меры, Ьдцо по формуле:
~ L>Oj (1 + Kt (tjjjki ~ to)),
Loj - номинальная длина меры при температуре to = 20,5°С
t/^ki - температура меры при проведении измерения номер i меры j в положении к,
to - температура, при которой аттестована КМД,
Kt - интегральный коэффициент теплового расширения КМД.
Далее для каждого измеренного отрезка j в положении к вычисляется погрешность измерения длины, ALjk, по формуле:
&L к =—----------мм, где,
п
Ljk - погрешность измерения меры номер j в положении к,
Ljki - измеренная на КИМ длина меры номер j в мм,
L/^ki - действительная длина меры номер j с учетом температурной погрешности, i - номер измерения.
j - номер меры,
п - число измерений в положении к,
к - номер положения.
По результатам измерений с использованием мер для наглядности можно построить график пространственной погрешности измерений ALjk:
по оси абсцисс откладывается значение Loj в мм, по оси ординат - погрешность ALjk.
Строятся графики пространственной погрешности измерений КИМ, представляющие собой прямые линии, построенные по формуле:
![Методика поверки. ГСОЕИ. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-APEX. ОЕИ Аналитика](mp_html/80120617656dcd035b681_files/80120617656dcd035b681-6.jpg)
, мкм, где
А и В - заявленные значения постоянной и переменной части составляющих пространственной погрешности измерений для каждого типоразмера машины;
L - измеряемая длина, мм
Значения абсолютной погрешности объемных измерений не должны превышать значений, указанных в таблицах 5 и 6.
Таблица 5 - Г |
ределы погрешности при температуре 18-22 °C; | ||||
Модификация машины |
Пределы допускаемой абсолютной объемной погрешности с контактными измерительными головками (где L - измеряемая длина, мм), мкм | ||||
РН20 и PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком ТР20 |
REVO с датчиком RSP2 |
REVO с датчиком RSP3 |
PH10(M/MQ/T/iQ)c датчиком TP200 |
PH10(M/MQ/T/iQ) c датчиком SP25M; SP80 и MPP310Q | |
V 544 V574 |
- |
- | |||
V7106 V9106 V9108 V9166 V9168 V9206 V9208
V9308 V9406 V9408 |
±(2,2+3 L/1000) |
±(2,3+41^/1000) |
±(1,9+4171000) |
±(1,9+3 L/1000) |
±(1,7+3 L/1000) |
|
±(2,8+3L/l 000) |
±(2,9+4L/l 000) |
±(2,5+3 L/1000) | ||
|
±(7,0+4,5L/l 000) |
±(5,3+6,5L/l 000) |
±(4,9+6,5L/1000) |
±(6,0+4,5L/1000) |
±(3,3+4,5L/1000) |
|
±(8,0+5,5L/1000) |
±(6,5+7,5L/1000) |
±(6,l+7,5L/1000) |
±(7,0+5,5L/1000) |
±(4,5+5,5L/1000) |
10
Продолжение таблицы 5
Модификация машины |
Пределы допускаемой абсолютной объемной погрешности с контактными измерительными головками (где L - измеряемая длина, мм), мкм | ||||
РН20 и PH 10(M/MQ/T/iQ) с датчиком ТР20 |
REVO с датчиком RSP2 |
REVO с датчиком RSP3 |
PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком ТР200 |
PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком SP25M; SP80 HMPP310Q | |
|
±(10,0+8L/1000 |
±(6,5+10L/1000 |
±(6,l + 10L/1000) |
±(9,0+8L/1000) |
±(4,5+8L/1000) |
EX 121210R ЕХ 122010R EX 12301 OR EX 12401 OR |
- |
±(2,9+4L/1000) |
±(2,5+3L/1000) |
- |
Таблица 6 - Г |
[ределы погрешности при температуре 16-26 °C; | ||||
Модификация машины |
Пределы допускаемой абсолютной объемной погрешности с контактными измерительными головками (где L - измеряемая длина, мм), мкм | ||||
РН20 и PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком ТР20 |
REVO с датчиком RSP2 |
REVO с датчиком RSP3 |
PH10(M/MQ/T/iQ)c датчиком TP200 |
PH10(M/MQ/T/iQ)c датчиком SP25M; SP80 и MPP310Q | |
|
±(2,2+4171000) |
- |
- |
±(l,9+4L/1000) |
±( 1,7+4 L/1000) |
V7106 V9106 V9108 V9166 V9168 V9206 V9208
V9408 |
±(2,3+5L/1000) |
±(l,9+5L/1000) | |||
|
±(2,8+4L/1000) |
±(2,9+5171000) |
±(2,5+4L/1000) |
±(2,3+4171000) | |
|
±(7,0+5,5L/1000) |
±(5,3+7,5L/1000) |
±(4,9+7,5L/1000) |
±(6,0+5,5L/1000) |
±(3,3+5,5L/1000) |
|
±(8,0+6,5L/1000) |
±(6,5+8,5171000) |
±(6,l+8,5L/1000) |
±(7,0+6,5L/1000) |
±(4,5+6,5L/1000) |
12
Продолжение таблицы 6
Модификация машины |
Пределы допускаемой абсолютной объемной погрешности с контактными измерительными головками (где L - измеряемая длина, мм), мкм | ||||
РН20 и PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком ТР20 |
REVO с датчиком RSP2 |
REVO с датчиком RSP3 |
PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком ТР200 |
PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком SP25M; SP80 HMPP310Q | |
V203016
V205016
|
±(10,0+9L/1000) |
±(6,5+11L/1000) |
±(6,1 + 11L/1000) |
±(9,0+9L/l 000) |
±(4,5+9L/l 000) |
EX 121210R ЕХ 122010R EX 12301 OR EX 12401 OR |
- |
±(2,9+5L/1000) |
±(2,5+4171000) |
- |
-
10.3. Определение абсолютной погрешности сканирования Ту / тус измерительной головкой за определенное время сканирования.
Сферу установить на плите рабочего стола КИМ с помощью стойки. Для измерений использовать самый жесткий щуп. Рекомендуется выбрать положение щупа относительно оси пиноли под углом а, приблизительно равным 45°. Произвести три цикла измерений (в режиме непрерывного сканирования). В каждом цикле измеряются 4 траектории сканирования поверхности сферы, указанные на рисунке.
Модель измерений включает:
-
- траектория сканирования А расположена на экваторе сферы
-
- траектория сканирования В расположена на расстоянии 8 мм от траектории А
-
- траектория сканирования С расположена на полярной оси сферы
-
- траектория сканирования D расположена на расстоянии 8 мм от полярной оси
-
- траектории В, С и D взаимно перпендикулярны
Каждый цикл сканирования начинается с установки щупа в промежуточную точку, расположенную на расстоянии 10 мм от испытуемой сферы. Из этой точки щуп по нормали подводится к ее поверхности. Каждый цикл сканирования завершается отводом щупа в промежуточную точку, расположенную на расстоянии не менее 10 мм от испытуемой сферы.
![Методика поверки. ГСОЕИ. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-APEX. ОЕИ Аналитика](mp_html/80120617656dcd035b681_files/80120617656dcd035b681-7.jpg)
Рисунок 3. Траектории сканирования на сфере, для определения погрешности сканирования Ту
Погрешность сканирования, Ту определяют как сумму максимальных отклонений измеренного профиля в положительную и отрицательную области от средней сферы, рассчитанной по методу наименьших квадратов
T,j = max j (£>I+ ) + max (D), мм ,
где:
Di+ - отклонение точки i от средней сферы в положительную область,
Dj. - отклонение точки i от средней сферы в отрицательную область.
С помощью секундомера необходимо засечь время сканирования всех 4 траекторий для каждого цикла с момента первого касания щупа к сфере.
Погрешность сканирования Ту не должна превышать значений, указанных в таблице 7
14
Таблица 7
Модификация машины |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности сканирования контактных измерительных головок, мкм / время сканирования, с | ||||
REVO с датчиком RSP2 |
REVO с датчиком RSP3 |
PH10(M/MQ/T/iQ) с датчиком SP25M |
SP80 |
MPP310Q | |
V 544 V574 |
- |
- |
±2,3 / 50 |
±1,8/90 | |
V776 V7106 V9106 V9108 V9166 V9168 V9206 V9208 V9306 V 9308 V9406 V9408 |
±2,7 / 59 |
±2,3 / 59 |
±2,3 / 50 |
±2,0 / 50 |
±1,8/80 |
|
±4,5 / 70 |
±4,0 / 70 |
±2,3 / 50 |
±2,5 / 50 |
±2,3 / 80 |
|
±6,0/70 |
±5,0 / 60 | |||
|
±7,0 / 70 |
±6,0 / 60 | |||
EX 121210R ЕХ 122010R EX 123010R EX 12401 OR |
±4,5 / 70 |
±4,0 / 70 |
- |
- |
- |
КИМ считается прошедшим поверку, если по пунктам 7 и 8 соответствует перечисленным требованиям, а полученные результаты измерений по пунктам 10.1 - 10.3 не превышают допустимых значений.
В случае подтверждения соответствия КИМ метрологическим требованиям, пе-
15
зультаты поверки считаются положительными и СИ признают пригодным к применению.
В случае, если соответствие КИМ метрологическим требованиям не подтверждено, то результаты поверки считаются отрицательными и СИ признают непригодным к применению.
12. Оформление результатов поверки-
12.1. Результаты поверки оформляются протоколом, составленным в произвольной форме и содержащим результаты по каждой операции, указанной в таблице 1.
-
12.2. При положительных результатах поверки сведения о результатах поверки средства измерений передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, выдается свидетельство о поверке, в соответствии с действующим законодательством. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в соответствии с действующим законодательством.
-
12.3. При отрицательных результатах поверки сведения о результатах поверки средства измерений передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, выдается извещение о непригодности к применению средства измерений с указанием основных причин, в соответствии с действующим законодательством.
Заместитель начальника отдела 203 Испытательного центра
![Методика поверки. ГСОЕИ. Машины координатные измерительные портальные CRYSTA-APEX. ОЕИ Аналитика](mp_html/80120617656dcd035b681_files/80120617656dcd035b681-8.jpg)
ФГУП «ВНИИМС»
Начальник лаборатории 203/4 Испытательного центра
ФГУП «ВНИИМС»