CAD-mallin hyödyntäminen koordinaattimittauskoneen ohjelmoinnissa

Abstract

Koordinaattimittauskone on yleistymässä oleva teollisuuden mittalaite, jolla pystytään korvaamaan useita aikaisemmin käytössä olleita mittausmenetelmiä. Tämän insinöörityön tarkoituksena oli selvittää, kuinka mitattavasta kappaleesta luotua CAD-mallia voidaan hyödyntää koordinaattimittauskoneen ohjelmoinnissa. Työssä tutkittu koordinaattimittauskone oli Kajaanin ammattikorkeakoulun omistama Tesa Micro Hite 3D DCC varustettuna PC-DMIS 4,2 -ohjelmistolla. Työn lopputuloksista on hyötyä kaikille, jotka käyttävät Kajaanin ammattikorkeakoulun koordinaattimittauskonetta. Tuloksien avulla voidaan esimerkiksi parantaa opetusta, koska kone on useimmiten opetuskäytössä. CAD-perusteinen ohjelmointi on yleistyvä ohjelmointitapa numeerisesti ohjattujen koneiden yhteydessä, ja opiskelijoille on siksi hyödyllistä saada kokemusta kyseisestä ohjelmointitavasta. Tuloksista voidaan myös tehdä päätelmiä CAD-perusteisen ohjelmoinnin hyödyllisyydestä teollisuuden mittauskoneissa. Työssä tutkittiin, kuinka CAD-malli tuodaan ohjelmistoon, ja kuinka mallin perusteella voidaan tehdä automaattimittausohjelma. Työssä tutkittiin myös erilaisten CAD-tiedostomuotojen soveltuvuutta ohjelmointiin. CADperusteisen ohjelmoinnin hyödyllisyyttä testattiin mittaamalla ohjelmointiaikoja ja vertaamalla niitä aikoihin, jotka saatiin käyttämällä opetusohjelmointia. Ohjelmointitapaa testattiin käytännössä tutkimalla 3D-tulostimien tulostustarkkuutta. Työn aikana havaittiin, että CAD-mallin perusteella voidaan luoda automaattimittausohjelma tutkitulle koordinaattimittauskoneelle. CAD-perusteinen ohjelmointi havaittiin toimivaksi menetelmäksi, joka on lisäksi useissa tapauksissa nopeampi ohjelmointitapa kuin opetusohjelmointi. Toimiva simulointijärjestelmä vähensi ohjelmointivirheiden riskejä. Tutkituista tiedostomuodoista parhaiten ohjelmointiin sopivia olivat IGES ja STEP. Työn perusteella voidaan sanoa, että CAD-perusteinen ohjelmointi on täysin toimiva ohjelmointijärjestelmä, joka kannattaisi ottaa käyttöön laajemmin myös koordinaattimittauskoneissa. Ohjelmistojen jatkuva kehitys parantaa varmasti CAD-perusteisen ohjelmoinnin suosiota.

A coordinate measuring machine (CMM) is a device for measuring the geometrical characteristics of an object. It has replaced many previosly used industrial measuring methods. The purpose of this Bachelor's thesis was to solve how CAD models can be used in programming a numerically controlled CMM. The thesis also studied the advantages and disadvantages that CAD-based programming has when compared to teaching programming, which is the most common programming method for CMMs. The results are useful for all who use the CMM of the Kajaani University of Applied Sciences. The results can, for example, be used to improve teaching. Programming skills are important for engineering students, and CAD-based programming is rapidly becoming a common programming method in most numerically controlled machines. The CMM that was used in this thesis is Tesa Micro Hite 3D DCC, which is equipped with a PC-DMIS 4.2 software. In this thesis it was solved how a CAD model can be imported to PC-DMIS software, and how it can be used in programming. Programming times when using CAD-based programming or teaching programming were measured and compared to each other. It was also solved if there are any differences in the usefulness of different CAD-file formats. The results showed that CAD models are useful in the programming of a CMM. With the help of a CAD model, programming is much faster and easier than teaching programming. Measuring programs can also be tested before measuring, which reduces damages caused by programming errors. CAD-based programming should become more common with CMMs, as it has become common with other types of numerically controlled machines.