Οι πηγές στατικού σφάλματοςΜηχανή μέτρησης συντεταγμένωνπεριλαμβάνουν κυρίως: το σφάλμα της ίδιας της Μηχανής Μέτρησης Συντεταγμένων, όπως το σφάλμα του μηχανισμού καθοδήγησης (ευθεία γραμμή, περιστροφή), την παραμόρφωση του συστήματος συντεταγμένων αναφοράς, το σφάλμα του αισθητήρα, το σφάλμα της τυπικής ποσότητας· το σφάλμα που προκαλείται από διάφορους παράγοντες που σχετίζονται με τις συνθήκες μέτρησης, όπως η επίδραση του περιβάλλοντος μέτρησης (θερμοκρασία, σκόνη κ.λπ.), η επίδραση της μεθόδου μέτρησης και η επίδραση ορισμένων παραγόντων αβεβαιότητας κ.λπ.
Οι πηγές σφάλματος των μηχανών μέτρησης συντεταγμένων είναι τόσο περίπλοκες που είναι δύσκολο να εντοπιστούν και να διαχωριστούν μία προς μία και να διορθωθούν. Γενικά, διορθώνονται μόνο οι πηγές σφάλματος που έχουν μεγάλη επίδραση στην ακρίβεια των μηχανών μέτρησης συντεταγμένων και εκείνες που είναι πιο εύκολο να διαχωριστούν. Προς το παρόν, το πιο ερευνημένο σφάλμα είναι το σφάλμα μηχανισμού των μηχανών μέτρησης συντεταγμένων. Τα περισσότερα από τα CMM που χρησιμοποιούνται στην παραγωγική πρακτική είναι CMM ορθογώνιων συστημάτων συντεταγμένων και για τα γενικά CMM, το σφάλμα μηχανισμού αναφέρεται κυρίως στο σφάλμα συνιστώσας γραμμικής κίνησης, συμπεριλαμβανομένου του σφάλματος τοποθέτησης, του σφάλματος κίνησης ευθύγραμμης κίνησης, του σφάλματος γωνιακής κίνησης και του σφάλματος καθετότητας.
Για να αξιολογηθεί η ακρίβεια τουμηχανή μέτρησης συντεταγμένωνή για την εφαρμογή διόρθωσης σφάλματος, το μοντέλο του εγγενούς σφάλματος της μηχανής μέτρησης συντεταγμένων χρησιμοποιείται ως βάση, στην οποία πρέπει να δοθεί ο ορισμός, η ανάλυση, η μετάδοση και το συνολικό σφάλμα κάθε στοιχείου σφάλματος. Το λεγόμενο συνολικό σφάλμα, στην επαλήθευση ακρίβειας των CMM, αναφέρεται στο συνδυασμένο σφάλμα που αντικατοπτρίζει τα χαρακτηριστικά ακρίβειας των CMM, δηλαδή την ακρίβεια ένδειξης, την ακρίβεια επανάληψης κ.λπ.: στην τεχνολογία διόρθωσης σφάλματος των CMM, αναφέρεται στο διανυσματικό σφάλμα των χωρικών σημείων.
Ανάλυση σφαλμάτων μηχανισμού
Τα χαρακτηριστικά του μηχανισμού του CMM είναι ότι η οδηγός ράγας περιορίζει πέντε βαθμούς ελευθερίας στο τμήμα που καθοδηγείται από αυτήν και το σύστημα μέτρησης ελέγχει τον έκτο βαθμό ελευθερίας στην κατεύθυνση της κίνησης, επομένως η θέση του καθοδηγούμενου τμήματος στο χώρο καθορίζεται από την οδηγό ράγα και το σύστημα μέτρησης στο οποίο ανήκει.
Ανάλυση σφάλματος ανιχνευτή
Υπάρχουν δύο τύποι αισθητήρων CMM: οι αισθητήρες επαφής χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: μεταγωγής (γνωστοί και ως touch-trigger ή δυναμική σηματοδότηση) και σάρωσης (γνωστοί και ως αναλογικοί ή στατικοί σηματοδότες) ανάλογα με τη δομή τους. Σφάλματα αισθητήρων μεταγωγής που προκαλούνται από τη διαδρομή του διακόπτη, την ανισοτροπία του αισθητήρα, τη διασπορά της διαδρομής του διακόπτη, την επαναφορά της νεκρής ζώνης κ.λπ. Σφάλμα αισθητήρων σάρωσης που προκαλείται από τη δύναμη, μια σχέση μετατόπισης, τη μετατόπιση, μια σχέση μετατόπισης, την παρεμβολή διασταυρούμενης σύζευξης κ.λπ.
Η διαδρομή μεταγωγής του αισθητήρα για την επαφή του αισθητήρα και του τεμαχίου εργασίας με την τρίχα του αισθητήρα, η εκτροπή του αισθητήρα σε μια απόσταση. Αυτό είναι το σφάλμα συστήματος του αισθητήρα. Η ανισοτροπία του αισθητήρα είναι η ασυνέπεια της διαδρομής μεταγωγής προς όλες τις κατευθύνσεις. Είναι ένα συστηματικό σφάλμα, αλλά συνήθως αντιμετωπίζεται ως τυχαίο σφάλμα. Η αποσύνθεση της διαδρομής του διακόπτη αναφέρεται στον βαθμό διασποράς της διαδρομής του διακόπτη κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων μετρήσεων. Η πραγματική μέτρηση υπολογίζεται ως η τυπική απόκλιση της διαδρομής του διακόπτη προς μία κατεύθυνση.
Η επαναφορά της νεκρής ζώνης αναφέρεται στην απόκλιση της ράβδου του καθετήρα από τη θέση ισορροπίας, αφαιρώντας την εξωτερική δύναμη, η ράβδος επαναφέρεται στην επαναφορά της δύναμης ελατηρίου, αλλά λόγω του ρόλου της τριβής, η ράβδος δεν μπορεί να επιστρέψει στην αρχική της θέση, η απόκλιση από την αρχική της θέση είναι η επαναφορά της νεκρής ζώνης.
Σχετικό ολοκληρωμένο σφάλμα του CMM
Το λεγόμενο σχετικό ολοκληρωμένο σφάλμα είναι η διαφορά μεταξύ της μετρούμενης τιμής και της πραγματικής τιμής της απόστασης από σημείο σε σημείο στον χώρο μέτρησης του CMM, η οποία μπορεί να εκφραστεί με τον ακόλουθο τύπο.
Σχετικό ολοκληρωμένο σφάλμα = τιμή μέτρησης απόστασης μια πραγματική τιμή απόστασης
Για την αποδοχή ποσοστώσεων CMM και την περιοδική βαθμονόμηση, δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε με ακρίβεια το σφάλμα κάθε σημείου στον χώρο μέτρησης, αλλά μόνο την ακρίβεια του τεμαχίου μέτρησης συντεταγμένων, η οποία μπορεί να αξιολογηθεί από το σχετικό ολοκληρωμένο σφάλμα του CMM.
Το σχετικό ολοκληρωμένο σφάλμα δεν αντικατοπτρίζει άμεσα την πηγή του σφάλματος και το τελικό σφάλμα μέτρησης, αλλά αντικατοπτρίζει μόνο το μέγεθος του σφάλματος κατά τη μέτρηση των διαστάσεων που σχετίζονται με την απόσταση, και η μέθοδος μέτρησης είναι σχετικά απλή.
Σφάλμα διανύσματος χώρου του CMM
Το σφάλμα διανύσματος χώρου αναφέρεται στο σφάλμα διανύσματος σε οποιοδήποτε σημείο του χώρου μέτρησης ενός CMM. Είναι η διαφορά μεταξύ οποιουδήποτε σταθερού σημείου στον χώρο μέτρησης σε ένα ιδανικό σύστημα συντεταγμένων ορθής γωνίας και των αντίστοιχων τρισδιάστατων συντεταγμένων στο πραγματικό σύστημα συντεταγμένων που καθορίζεται από το CMM.
Θεωρητικά, το διανυσματικό σφάλμα χώρου είναι το συνολικό διανυσματικό σφάλμα που λαμβάνεται από τη διανυσματική σύνθεση όλων των σφαλμάτων αυτού του σημείου χώρου.
Η ακρίβεια μέτρησης του CMM είναι πολύ απαιτητική και έχει πολλά μέρη και σύνθετη δομή, καθώς και πολλούς παράγοντες που επηρεάζουν το σφάλμα μέτρησης. Υπάρχουν τέσσερις κύριες πηγές στατικών σφαλμάτων σε μηχανές πολλαπλών αξόνων όπως οι CMM, οι οποίες είναι οι εξής:
(1) Γεωμετρικά σφάλματα που προκαλούνται από την περιορισμένη ακρίβεια των δομικών μερών (όπως οδηγοί και συστήματα μέτρησης). Αυτά τα σφάλματα καθορίζονται από την ακρίβεια κατασκευής αυτών των δομικών μερών και την ακρίβεια ρύθμισης κατά την εγκατάσταση και τη συντήρηση.
(2) Σφάλματα που σχετίζονται με την πεπερασμένη ακαμψία των τμημάτων του μηχανισμού του CMM. Προκαλούνται κυρίως από το βάρος των κινούμενων μερών. Αυτά τα σφάλματα καθορίζονται από την ακαμψία των δομικών μερών, το βάρος τους και τη διαμόρφωσή τους.
(3) Θερμικά σφάλματα, όπως η διαστολή και η κάμψη του οδηγού που προκαλούνται από μεμονωμένες αλλαγές θερμοκρασίας και θερμοκρασιακές διαβαθμίσεις. Αυτά τα σφάλματα καθορίζονται από τη δομή της μηχανής, τις ιδιότητες των υλικών και την κατανομή θερμοκρασίας του CMM και επηρεάζονται από εξωτερικές πηγές θερμότητας (π.χ. θερμοκρασία περιβάλλοντος) και εσωτερικές πηγές θερμότητας (π.χ. μονάδα κίνησης).
(4) σφάλματα αισθητήρα και αξεσουάρ, κυρίως συμπεριλαμβανομένων αλλαγών στην ακτίνα του άκρου του αισθητήρα που προκαλούνται από την αντικατάσταση του αισθητήρα, την προσθήκη μιας μακριάς ράβδου, την προσθήκη άλλων αξεσουάρ· ανισότροπο σφάλμα όταν ο αισθητήρας αγγίζει τη μέτρηση σε διαφορετικές κατευθύνσεις και θέσεις· το σφάλμα που προκαλείται από την περιστροφή του πίνακα ευρετηρίου.
Ώρα δημοσίευσης: 17 Νοεμβρίου 2022