Freeform scanning on the internal involute waviness measurement standard

PTB designed and manufactured an internal involute waviness scanning measurement standard (SAFT 2w). The device embodies an internal and an external involute profile both superposed with a certain waviness which enables to characterize the dynamic behavior of probing systems. The measurement standard is designed as a disc with two high accurate reference surfaces (a circle and a plane) to define the datum axis of the workpiece. A precise bore is used to define the x-axis. Both the internal and external involute profiles have been calibrated as unmodified gear profiles according to existing standards and guidelines (e.g. ISO 1328-1), i.e. for both profiles the total deviation Fa, the form deviation ffa and the slope deviation fHa have been calibrated. Moreover, a spectral analysis has been performed using FFT method. The three main components of the spectrum have been calibrated in terms of wavelength and amplitude. INRIM has investigated the influence of scanning parameter such as 5 different scanning speeds within the range of the machine specification, 3 different workpiece orientations inside the measurement volume and 3 different stylus lengths. The measurement have been carried out on the CMM at INRIM by using the internal involute waviness measuring the calibrated standard SAFT 2w and a model for estimating the measuring uncertainty contribution has been derived from the measurement results. This work is related to the deliverable 5.2.3 of Drive Train Poject (ENG56).

Il PTB ha progettato e costruito un campione envolvente (SAFT 2w) per la valtazione degli effetti introdotti dai parametri di scanning nelle misure a coordiante. Il dispositivo comprende un profilo di evolvente interna ed esterna, entrambe sovrapposte con una certa waviness (una lavorazione meccanica che riproduce un andamento ondoso sulla superficie del pezzo con determinate caratteristiche di lunghezza d’onda e ampiezza) che consente di caratterizzare il comportamento dinamico dei sistemi di scansione. Il campione di misura è progettato come un disco con due superfici di riferimento ad alta precisione (un cerchio e un piano) per definire l'asse di riferimento del pezzo. Un foro di precisione viene utilizzato per definire l'asse x. Entrambi i profili di evolvente sono stati tarati come profili di ruote dentate secondo gli standard e le linee guida esistenti (si veda ad esempio ISO 1328-1). Per entrambi i profili sono state tarate la deviazione totale F, la deviazione modulo ff e la deviazione della pendenza fH. Inoltre, è stata effettuata un'analisi spettrale usando il metodo FFT. Le tre componenti principali dello spettro sono state tarate (PTB) in termini di lunghezza d'onda e di ampiezza. L’INRIM ha analizzato l'influenza dei parametri di scansione, quali: 5 diverse velocità di scansione (da 2 mm / s a 24 mm / s), 3 diversi orientamenti del pezzo all'interno del volume di misura e 3 diverse lunghezze dello stilo (35 mm, 135 mm e 235 mm). Il risultato delle misure è stato analizzato per valutare, per entrambi i profili, le deviazioni F, ff and fH) secondo la ISO 1328-1: 2013 e l'influenza dovuta alle variabili di scansione. Questo lavoro si colloca all’interno del Progetto DriveTrian (ENG56) come deliverable 5.2.3.