Файл: СПбгмту допущен к защите.pdf

35 1.12.3
Условия испытаний.
Рекомендуется, чтобы производитель / поставщик предоставил инструкции по температурной среде, необходимой для 3d-принтера, в котором он будет работать с заданной точностью.
Такие инструкции могут содержать, например, технические требования к средней комнатной температуре, максимальной амплитуде и частотному диапазону отклонений от этой средней температуры, а также градиенты температуры окружающей среды. Пользователь несет ответственность за обеспечение необходимой тепловой среды работы 3d принтера. Однако, если пользователь следует инструкциям производителя / поставщика 3d-принтера, то ответственность за характеристики 3d-принтера лежит на производителе / поставщике.
В идеальном случае, все измерения производятся, когда и средства измерения и объекта измерения в среде с температурой 20° С. 3d принтер и, при необходимости, измерительные приборы должны быть в тестовой среде достаточно долго (лучше на ночь) для достижения стабильной температуры. Вовремя тестовой печати ни должны быть защищены от сквозняков и внешней радиации, таких как солнечный свет, тепло от отопительных приборов, и т. д.
1.12.4
Испытуемый 3д принтер
3д принтер должен быть полностью собран и находиться в работоспособном состоянии. Все необходимые операции выравнивания и проверки геометрической настройки принтера должны быть удовлетворительно завершены перед началом проверки точности и повторяемости позиционирования.
Если встроенные подпрограммы коррекции используются в течение испытательного цикла, то это должно быть указано в протоколе испытания.
Все проверки следует выполнять на 3d принтере в ненагруженном состоянии, то есть без процесса печати детали.
Позиции подвижных рабочих органов или движущихся элементов на осях, которые не подвергаются проверкам, должны быть указаны в протоколе испытаний

36 1.12.5
Режим работы
3д принтер должен быть запрограммирован на движение подвижного компонента вдоль или вокруг проверяемой оси и на помещение его в ряд заданных позиций, где он останется в покое на время, достаточное для достижения, измерения и регистрации действительной позиции. Принтер должен быть запрограммирован на движение между заданными позициями со скоростью, согласованной между производителем/поставщиком принтер и пользователем.
1.12.6
Выбор заданных позиций
Значение каждой заданной позиции может быть случайно выбрано, оно должно иметь общую формулу:
????
????
= (???? − 1) ∙ ???? + ???? где i— номер текущей заданной позиции; р — номинальный интервал, основанный на постоянной разметке заданных позиций по ходу измерения; г — произвольное число в пределах ± одного периода ожидаемой периодической ошибки позиционирования (ошибки, связанные с отклонением шага шагового винта и с отклонением шага линейных или круговых шкал) для обеспечения того, чтобы эти периодические ошибки были правильно подобраны, а в случае отсутствия информации о возможных периодических ошибках r должно быть в пределах ±30% от р. заданной позиции, выбранные для выполнения приемочных или периодических испытаний, должны отличаться от выборочных точек, используемых для коррекции с помощью ЧПУ соответствующих ошибок позиционирования осей.
Примечание — В ГОСТ ISO 230-2—2016, приложении С приведена информация о периодической ошибке позиционирования.

37 1.12.7
Измерительная установка и контрольно-измерительное оборудование
Измерительное устройство предназначено для измерения относительного перемещения в направлении движения контролируемой оси между компонентом, экструдером, и рабочим столом.
Типовыми измерительными инструментами для определения погрешности позиционирования и повторяемости линейных осей являются лазерные интерферометры (включая трековые интерферометры) и калиброванные линейные шкалы. Также могут использоваться калиброванные сферические матрицы (в ГОСТ
ИСО 230-2-2016, см. Приложение D).
Точность позиционирования и повторяемость коротких осей длиной до 100 мм также могут быть измерены с помощью линейных датчиков измерения расстояния.
Если применяется математическая коррекция номинального дифференциального расширения (НДР), то в протоколе испытания должно быть указано положение датчика (датчиков) температуры на компонентах 3d-принтера, коэффициенты расширения, используемые в коррекции НДР, и тип подпрограммы коррекции.
Типичными средствами измерения для определения погрешности позиционирования и повторяемости осей вращения являются полигоны с автоколлиматорами, эталонные разделительные столы с лазерным интерферометром
/ автоколлиматором, а также эталонные круговые (угловые) датчики положения.
1.12.8
Испытания линейных осей до 2000 мм
На осях 3d принтеров с ходом до 2000 мм в соответствии с 1.13.6 должно быть выбрано, как минимум пять заданных позиций на метр и как минимум пять заданных позиций всего.
Измерения должны быть сделаны во всех заданных позициях согласно стандартному циклу измерений (Рис. 12). Каждая заданная позиция должна быть достигнута по пять раз в каждом направлении.

38
Позиция изменения направления движения должна быть выбрана с учетом нормального режима работы 3d принтера (для возможности достижения после реверса скорости позиционирования, соответствующей условием эксплуатации 3d принтера).
Рис. 12 Стандартный цикл испытания. a-позиция i (m=8); b-цикл j(n=5); c-заданные позиции.
1.12.9
Испытания линейных осей длиной свыше 2000 мм
Для осей с длиной хода свыше 2000 мм должен быть проверен весь измерительный ход оси одним односторонним подходом в каждом направлении к заданным позициям, выбранным согласно пункту 1.13.6 со средней длиной интервала р = 250 мм. Если датчик измерений состоит из нескольких сегментов, то необходимо предусмотреть дополнительные заданные позиции для обеспечения гарантии того, что каждый сегмент имеет, по крайней мере, одну заданную позицию.
1.12.10
Оценка результатов: линейные оси до 2000 мм
Для каждой заданной позиции Рi (и для пяти подходов (n = 5) в каждом направлении вычисляют параметры, указанные в разделе 1.12.1 Кроме того, вычисляют границы отклонений, ????
????
↑
̅̅̅̅̅− 2????
????
↑ и ????
????
↓
̅̅̅̅̅+ 2????
????
↓,????
????
↓
̅̅̅̅̅− 2????
????
↓.

39 1.12.11
Оценка результатов: линейные оси свыше 2000 мм
Для каждой заданной позиции для одного подхода (n = 1) в каждом направлении вычисляют применимые параметры, указанные в 1.12.1. Оценки однонаправленной повторяемости осей повторяемостей, и погрешностей позиционирования не проводят. Оценку результатов для длин 2000 мм также следует проводить в соответствии с договоренностью между производителем/поставщиком и пользователем.
1.12.12
Пункты, подлежащие согласованию между поставщиком/производителем и пользователем
Между производителем/поставщиком и пользователем должны быть согласованы следующие параметры:
1. минимальная и максимальная температура окружающей среды;
2. максимальное значение температурного градиента окружающей среды, приведенное в градусах в час, в течение 12 ч до начала измерений и во время измерений;
3. положение средств измерения и позиции датчиков температуры, если применимо;
4. прогрев перед испытанием 3d принтера,
5. скорость подачи между заданными позициями;
6. положение подвижных рабочих органов или движущихся элементов, не участвующих в испытаниях;
7. время выстоя в каждой заданной позиции;
8. расположение первых и последних заданных позиций.
1.12.13
Способ представления результатов
Предпочтительной формой представления результатов является графическая со следующим перечнем зарегистрированных в протоколе испытания пунктов для характеристики измерительной установки:
- имя контролера;

40
- положение осей, не участвующих в испытании;
- смещение относительно контрольной точки инструмента (X/Y/Z);
- смещение относительно контрольной точки обрабатываемой детали (X/Y/Z);
- дата испытания;
- наименование 3д принтера, тип кинематики величина наибольших перемещений по осям;
- список используемого измерительного оборудования, включая имя производителя, тип и серийный номер компонентов (лазерная головка, оптика, датчики температуры и т.д.);
- название испытуемой оси:
- для линейных осей — расположение линии измерения относительно осей, не участвующих в испытании (это расположение определяется смещением относительно контрольной точки инструмента, смещением относительно контрольной точки заготовки и расположением осей, не участвующих в испытании, притом, что оба смещения определены конкретной конфигурацией 3d принтера),

- для осей вращения — описание номинальной позиции и ориентации оси;
- скорость перемещения и время выстоя в каждой заданной позиции, перечень номинальных заданных позиций; - прогрев перед испытанием 3d принтера (число циклов или время холостого хода и скорость перемещения);
- при необходимости, температура, давление и влажность около лазерного луча в начале и в конце испытания;
- использовались ли встроенные программы коррекции в течение испытательного цикла; - использование обдува или орошения, в случае применения;
- число проходов (n = 5 или n = 1);
- составляющие и параметры, использованные для оценки погрешности измерения.
1.12.14
Общие положения
Ниже приведены параметры, которые должны быть численно определены.
Каждый параметр должен быть дан вместе с погрешностью измерения U с

41 коэффициентом запаса 2, U (к = 2). Минимальные требования к информации, касающейся погрешности измерений U
- параметры погрешности от измерительного прибора;
- параметры погрешности вследствие компенсации температуры 3d принтера;
- параметры погрешности вследствие погрешности изменения температуры среды;
- параметры погрешности вследствие смещения измерительного прибора, если применимо. Для линейных осей в приложении А приведен упрощенный метод оценки погрешности измерения, включая примеры. Более подробная информация и формулы, а также пример представления информации представлены в ISO/TR 230-9, приложение С.
1.12.15
Испытания линейных осей до 2000 мм и осей вращения до
360°
Погрешность двунаправленного позиционирования оси А.
Погрешность однонаправленного позиционирования оси А↑ и А↓.
Систематическая погрешность двунаправленного позиционирования оси Е
Систематическая погрешность однонаправленного позиционирования оси E↑ и E↓.
Диапазон средней погрешности двунаправленного позиционирования оси М.
Двунаправленная повторяемость позиционирования оси
R.
Однонаправленная повторяемость позиционирования осей
R↑ и
R↓.
Зона нечувствительности позиционирования оси
В.
Средняя зона нечувствительности позиционирования оси
1.12.16
Испытания линейных осей до 2000 мм
Погрешность двунаправленного позиционирования оси А.
Погрешность однонаправленного позиционирования оси А↑ и А↓.
Систематическая погрешность двунаправленного позиционирования оси Е.
Систематическая погрешность однонаправленного позиционирования оси E↓ и E↑.

42
Диапазон средней погрешности двунаправленного позиционирования оси М.
Двунаправленная повторяемость позиционирования оси R
Однонаправленная повторяемость позиционирования осей R↑ и R↓.
Зона нечувствительности позиционирования оси B.
Средняя зона нечувствительности позиционирования оси ????
̅ .
1.12.17
Испытания линейных осей свыше 2000 мм
Систематическая погрешность двунаправленного позиционирования оси Е.
Систематическая погрешность однонаправленного позиционирования оси E↑ и Е↓.
Диапазон средней погрешности двунаправленного позиционирования оси М.
Зона нечувствительности позиционирования оси B.
Средняя зона нечувствительности позиционирования оси ????
̅ .
1.13 Анализ точности 3д принтера на основе ГОСТ ISO 230-4- 2015 1.13.1
Область применения
В этом разделе определяются методы испытаний и оценки круговых отклонений, средних двунаправленных радиальных отклонений, круговых и радиальных отклонений кругового пути, которые представляют собой соединения с одновременными движениями по двум линейным осям.
Термины и определения
В этом приложении применяются следующие термины и определения:
Номинальная траектория (номинальная траектория): круговая траектория, запрограммированная и управляемая ЧПУ, определяющая его ориентацию (радиус) и ориентацию в рабочей области 3D-принтера и представляющая весь круг, составляющий его часть с минимальным углом 90°,
Фактический путь: путь, обнаруженный принтером, запрограммированный для прохождения номинального пути.

43
Двунаправленное круговое отклонение
(двунаправленное круговое отклонение) G (b): минимальное радиальное расстояние между двумя концентрическими окружностями (минимальные окружающие области), включая два фактических пути, которые встречаются вдоль направления стрелки, с другой стороны, против часовой стрелки (Рис. 13).
Примечание:
1. Двунаправленное круговое отклонение G (b) можно оценить, как диапазон максимальных радиальных отклонений от среднеквадратичного круга.
Среднеквадратичная окружность рассчитывается по двум путям, то есть по часовой стрелке и против часовой стрелки.
2. Двунаправленное круговое отклонение G (b) не включает ошибки настройки, то есть ошибки центрирования измерительного инструмента.
3. Измерение двунаправленного кругового отклонения G (b) требует использования испытательного оборудования только с калибровкой измерения смещения (нет необходимости калибровать измерение длины для диаметра траектории). Измерения радиального отклонения F и среднего двунаправленного радиального отклонения D требуют использования испытательного оборудования с калибровкой длины и смещения (см. Приложение A).
4. Линия, расположенная в плоскости, называется круговой, если все ее точки находятся между двумя концентрическими окружностями, радиальное расстояние между которыми не превышает заданное значение (рис. 14, а также ISO 230-1, 6.61).
5. Обозначение G (b) относится к измерениям только с использованием внешнего измерительного оборудования, например, как описано в ISO 230-1, пункт 6.63.
Результаты теста на отклонения кругового пути с использованием сигнала обратной связи называются «двунаправленным круговым отклонением с использованием сигнала обратной связи, G (b) f»