Mechanical integration of microprobe as surface roughness tester on roll measuring device
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2020-03-16
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
55+1
Series
Abstract
As a result of this master’s thesis two mechanical integration solutions for microprobe as a roughness tester into roll measuring device were designed. The goal was to develop a device that can be used to perform automated on-the-machine measurements with a microprobe in industrial environment. The thesis consists of a literature study, identification of the starting points of the integration design, introduction of the solution and inspection of the results. Also, a proposal and plan to test the microprobe for the first time are introduced. During the identification of the starting points, it was decided that two integration designs is necessary to design. The first integration solution is a simplified version that is designed to test the microprobe on a machine. The goal was to develop a solution that is easy to assemble and cost effective. With the help of the testing device, it is possible to study the behaviour of the microprobe during roughness measurements. In addition, a commercial version was designed. Manufacturing and installation of this design is slightly more challenging than the testing device. The commercial design is based on the literature study and identification of the starting points. For this reason, behaviour of the microprobe during roughness measurements is studied and the commercial design is finalized based on the test results. The solution is designed in a way that the integration position can be changed, or even other probes can be used if necessary. In addition, a mechanical assembly to activate the microprobe was designed. Activating power was chosen to be compressed air. Variation in air pressure can influence the measuring results and thus this possible influence should be studied. In addition, further study is needed to discover if the microprobe requires more protection from in industrial environment against dirt and coolants. Both mechanical solutions were integrated to a probe of the roll measuring device because in this way the microprobe can be actuated in all necessary direction without additional axes. In addition, the probe is following form of rolls. Without the form following movement, too great variation in form of a roll cause too great deflection in the microprobe. Too great deflection results in failure of the microprobe.Tämän diplomityön tuloksena suunniteltiin kaksi pinnankarheusmikroanturin integraatioratkaisua telamittalaitteeseen. Tarkoituksena oli kehittää laite, jonka avulla mikroanturia voidaan käyttää automatisoituihin pinnankarheusmittauksiin, jotka voidaan suorittaa työkappale kiinnitettynä työstökoneeseen tehdasolosuhteissa. Työ koostuu kirjallisuusselvityksestä, integraatioratkaisun suunnittelun lähtökohtien selvityksestä, suunnitelman esittelystä ja tulosten tarkastelusta. Työssä esitetään myös ehdotus ja suunnitelma mikroanturin ensimmäisten testien koejärjestelyistä. Suunnittelun lähtökohtia selvitettäessä päädyttiin suunnittelemaan kaksi integraatioratkaisua. Ensimmäinen versio on yksinkertaistettu malli ja se on suunniteltu mikroanturin testaamiseen koneessa. Tarkoituksena oli kehittää helposti asennettava sekä valmistettava ja halpa laite, jolla voidaan tutkia mikroanturin käyttäytymistä telan pinnankarheuden mittauksessa. Työssä suunniteltiin myös myytävä ratkaisu, jonka asentaminen ja valmistaminen on hieman vaativampaa kuin testilaitteen. Suunnitelma perustuu kirjallisuustutkimukseen ja lähtökohtien selvitystyöhön. Tämän takia ensin mikroanturin käyttäytymistä telan mittauksen aikana tutkitaan ja saatujen tulosten perusteella, kaupallisen version suunnitelmat viimeistellään. Mittapää on suunniteltu niin, että se on mahdollista asentaa telamittalaitteeseen monin eri tavoin ja muitakin antureita voidaan käyttää pieniä muutoksia tekemällä. Työssä suunniteltiin myös mikroanturin aktivoiva mekaaninen kokoonpano, joka perustuu pneumatiikkaan. Ilmanpaineen vaihtelun mahdollisia vaikutuksia mittaustuloksiin on vielä tutkittava. Lisäksi jatkotutkimusta tarvitaan selvittämään, tarvitseeko mikroanturi lisäsuojausta teollisessa ympäristössä lialta, leikkaus- tai hiontanesteiltä. Testilaite ja kaupallinen laite päädyttiin integroimaan yhteen telamittalaitteen antureista. Tähän päädyttiin, koska anturia pystytään liikuttamaan kaikkiin tarvittaviin suuntiin. Lisäksi anturi myötäilee telan muotoja kuten bombeerauksia tai telan asemoinnista johtuvia muotovirheitä. Liian suuret telan muodot saattavat aiheuttaa mikroanturin rikkoutumisen ilman myötäilevää liikettä.Description
Supervisor
Tammi, KariThesis advisor
Widmaier, ThomasKeywords
surface roughness, microprobe, roll measuring device, grinding, roll