Джерела статичних помилокКоординатно-вимірювальна машинаголовним чином включають: похибку самої координатно-вимірювальної машини, таку як похибка напрямного механізму (пряма лінія, обертання), деформація опорної системи координат, похибка зонда, похибка стандартної величини; похибку, спричинену різними факторами, пов'язаними з умовами вимірювання, такими як вплив середовища вимірювання (температура, пил тощо), вплив методу вимірювання та вплив деяких факторів невизначеності тощо.
Джерела похибок координатно-вимірювальних машин настільки складні, що їх важко виявити, розділити по одному та виправити, і зазвичай виправляються лише ті джерела похибок, які мають великий вплив на точність координатно-вимірювальної машини, і ті, які легше розділити. Наразі найбільш досліджуваною похибкою є похибка механізму координатно-вимірювальної машини. Більшість КВМ, що використовуються у виробничій практиці, є КВМ з ортогональною системою координат, і для загальних КВМ похибка механізму в основному стосується похибки лінійної складової руху, включаючи похибку позиціонування, похибку прямолінійності, похибку кутового руху та похибку перпендикулярності.
Щоб оцінити точністькоординатно-вимірювальна машинаабо для реалізації корекції помилок, як основу використовується модель властивої похибки координатно-вимірювальної машини, в якій необхідно надати визначення, аналіз, передачу та загальну похибку кожного елемента похибки. Так звана загальна похибка, у перевірці точності КВМ, стосується комбінованої похибки, що відображає характеристики точності КВМ, тобто точність індикації, точність повторення тощо: у технології корекції помилок КВМ вона стосується векторної похибки просторових точок.
Аналіз помилок механізму
Характеристики механізму КВМ такі, що напрямна рейка обмежує п'ять ступенів свободи для деталі, що керується нею, а вимірювальна система контролює шостий ступінь свободи в напрямку руху, тому положення керованої деталі в просторі визначається напрямною рейкою та вимірювальною системою, до якої вона належить.
Аналіз помилок зонда
Існує два типи зондів для КВМ: контактні зонди поділяються на дві категорії: комутаційні (також відомі як сенсорні або динамічні сигналізації) та скануючі (також відомі як пропорційні або статичні сигналізації) відповідно до їхньої структури. Помилки зонда перемикання, спричинені ходом перемикача, анізотропією зонда, дисперсією ходу перемикача, зоною нечутливості скидання тощо. Помилка скануючого зонда, спричинена залежністю сили від переміщення, залежністю переміщення від переміщення, перехресними перешкодами тощо.
Хід перемикання зонда для зонда та контакту заготовки з волоссям зонда, що відповідає відхиленню зонда на певну відстань. Це системна похибка зонда. Анізотропія зонда — це нерівномірність ходу перемикання в усіх напрямках. Це систематична похибка, але зазвичай розглядається як випадкова похибка. Розкладання ходу перемикача стосується ступеня розсіювання ходу перемикача під час повторних вимірювань. Фактичне вимірювання розраховується як стандартне відхилення ходу перемикача в одному напрямку.
Зона нечутливості скидання відноситься до відхилення стрижня зонда від положення рівноваги, після зняття зовнішньої сили стрижень скидається під дією пружинної сили, але через дію тертя стрижень не може повернутися у вихідне положення, саме це відхилення від вихідного положення і є зоною нечутливості скидання.
Відносна інтегральна похибка КВМ
Так звана відносна інтегральна похибка – це різниця між виміряним значенням та істинним значенням відстані між точками у просторі вимірювань КВМ, яку можна виразити наступною формулою.
Відносна інтегральна похибка = значення вимірювання відстані істинне значення відстані
Для прийняття квот на КВМ та періодичного калібрування не потрібно точно знати похибку кожної точки в просторі вимірювань, а лише точність координатного вимірювання заготовки, яку можна оцінити за відносною інтегральною похибкою КВМ.
Відносна інтегральна похибка безпосередньо не відображає джерело похибки та кінцеву похибку вимірювання, а відображає лише розмір похибки під час вимірювання розмірів, пов'язаних з відстанню, а метод вимірювання є відносно простим.
Похибка просторового вектора КММ
Векторна похибка простору стосується векторної похибки в будь-якій точці вимірювального простору КВМ. Це різниця між будь-якою фіксованою точкою в вимірювальному просторі в ідеальній системі координат під прямим кутом та відповідними тривимірними координатами у фактичній системі координат, встановленій КВМ.
Теоретично, похибка вектора простору – це комплексна векторна похибка, отримана шляхом векторного синтезу всіх похибок цієї точки простору.
Точність вимірювання КВМ є дуже вимогливою, вона має багато деталей та складну структуру, а також багато факторів, що впливають на похибку вимірювання. Існує чотири основні джерела статичних похибок у багатоосьових верстатах, таких як КВМ, а саме:
(1) Геометричні похибки, спричинені обмеженою точністю конструкційних деталей (таких як напрямні та вимірювальні системи). Ці похибки визначаються точністю виготовлення цих конструкційних деталей та точністю регулювання під час монтажу та обслуговування.
(2) Похибки, пов'язані зі скінченною жорсткістю деталей механізму КВМ. Вони головним чином спричинені вагою рухомих частин. Ці похибки визначаються жорсткістю конструктивних деталей, їхньою вагою та конфігурацією.
(3) Термічні похибки, такі як розширення та вигин напрямної, спричинені одиничними змінами температури та градієнтами температури. Ці похибки визначаються конструкцією машини, властивостями матеріалу та розподілом температури КВМ і залежать від зовнішніх джерел тепла (наприклад, температури навколишнього середовища) та внутрішніх джерел тепла (наприклад, приводного блоку).
(4) похибки зонда та допоміжних пристроїв, головним чином включаючи зміни радіуса кінця зонда, спричинені заміною зонда, додаванням довгого стрижня, додаванням інших допоміжних пристроїв; анізотропна похибка, спричинена тим, що зонд торкається вимірюваної поверхні в різних напрямках та положеннях; похибка, спричинена обертанням індексного столу.
Час публікації: 17 листопада 2022 р.