Источники статической ошибкиКоординатно-измерительная машинаК основным погрешностям относятся: погрешность самой координатно-измерительной машины, такая как погрешность направляющего механизма (прямая линия, поворот), деформация опорной системы координат, погрешность щупа, погрешность эталонной величины; погрешность, вызванная различными факторами, связанными с условиями измерений, такими как влияние среды измерения (температура, пыль и т. д.), влияние метода измерения и влияние некоторых факторов неопределенности и т. д.
Источники погрешностей координатно-измерительных машин настолько сложны, что их трудно обнаружить, разделить и устранить по отдельности. Как правило, исправляются только те источники погрешностей, которые оказывают наибольшее влияние на точность координатно-измерительной машины и которые легче отделить. В настоящее время наиболее изученной погрешностью является погрешность механизма координатно-измерительной машины. Большинство КИМ, используемых в производственной практике, являются КИМ с ортогональной системой координат, и для КИМ общего назначения погрешность механизма в основном относится к погрешности линейного движения, включая погрешность позиционирования, погрешность прямолинейности, погрешность углового движения и погрешность перпендикулярности.
Чтобы оценить точностькоординатно-измерительная машинаДля реализации коррекции погрешностей за основу берётся модель собственной погрешности координатно-измерительной машины, в которой должны быть даны определение, анализ, передача и суммарная погрешность каждого элемента погрешности. Под суммарной погрешностью в поверке КИМ понимается суммарная погрешность, отражающая точностные характеристики КИМ, т.е. точность показаний, точность повторения и т.д.; в технологии коррекции погрешностей КИМ – векторная погрешность точек пространства.
Анализ ошибок механизма
Характеристики механизма КИМ таковы, что направляющий рельс ограничивает пять степеней свободы направляемой им детали, а измерительная система управляет шестой степенью свободы в направлении движения, таким образом, положение направляемой детали в пространстве определяется направляющим рельсом и измерительной системой, к которой она принадлежит.
Анализ ошибок зонда
Существует два типа датчиков КИМ: контактные датчики делятся на две категории: коммутационные (также известные как датчики касания или датчики динамической сигнализации) и сканирующие (также известные как датчики пропорциональной или статической сигнализации) в зависимости от их конструкции. Погрешности коммутационного датчика, вызванные ходом переключателя, анизотропией датчика, дисперсией хода переключателя, зоной нечувствительности сброса и т. д. Погрешность сканирующего датчика, вызванная зависимостью силы от смещения, зависимостью смещения от смещения, помехами от перекрёстных связей и т. д.
Ход переключения щупа, определяющий контакт щупа с деталью до уровня щупа, представляет собой отклонение щупа на расстояние. Это системная ошибка щупа. Анизотропия щупа – это непостоянство хода переключения во всех направлениях. Это систематическая ошибка, но обычно рассматривается как случайная. Разложение хода переключателя относится к степени дисперсии хода переключателя при повторных измерениях. Фактическое значение рассчитывается как стандартное отклонение хода переключателя в одном направлении.
Сброс зоны нечувствительности относится к отклонению стержня зонда от положения равновесия, удаляют внешнюю силу, стержень в пружинном усилии сбрасывается, но из-за роли трения стержень не может вернуться в исходное положение, это отклонение от исходного положения и есть сброс зоны нечувствительности.
Относительная интегральная погрешность КИМ
Так называемая относительная комплексная погрешность представляет собой разницу между измеренным значением и истинным значением расстояния между точками в пространстве измерений КИМ, которую можно выразить следующей формулой.
Относительная интегральная погрешность = значение измерения расстояния истинному значению расстояния
Для приемки и периодической калибровки КИМ не обязательно точно знать погрешность каждой точки измерительного пространства, а необходимо лишь знать точность измерения координат детали, которую можно оценить по относительной комплексной погрешности КИМ.
Относительная интегральная погрешность не отражает напрямую источник погрешности и конечную погрешность измерения, а лишь отражает величину погрешности при измерении величин, связанных с расстоянием, а метод измерения относительно прост.
Ошибка пространственного вектора КИМ
Пространственная векторная ошибка — это векторная ошибка в любой точке измерительного пространства КИМ. Это разница между любой фиксированной точкой измерительного пространства в идеальной прямоугольной системе координат и соответствующими трёхмерными координатами в фактической системе координат, установленной КИМ.
Теоретически ошибка вектора пространства представляет собой комплексную векторную ошибку, полученную путем векторного синтеза всех ошибок данной точки пространства.
Точность измерений КИМ очень высока, поскольку она состоит из множества деталей и имеет сложную конструкцию, а также на погрешность измерения влияет множество факторов. Существует четыре основных источника статических погрешностей в многокоординатных машинах, таких как КИМ:
(1) Геометрические погрешности, вызванные ограниченной точностью конструктивных элементов (например, направляющих и измерительных систем). Эти погрешности определяются точностью изготовления этих элементов и точностью регулировки при монтаже и обслуживании.
(2) Погрешности, связанные с конечной жёсткостью деталей механизма КИМ. Они обусловлены, главным образом, массой подвижных частей. Эти погрешности определяются жёсткостью конструктивных деталей, их массой и конфигурацией.
(3) Температурные погрешности, такие как расширение и изгиб направляющей, вызванные единичными изменениями температуры и температурными градиентами. Эти погрешности определяются конструкцией машины, свойствами материала и распределением температуры в КИМ и зависят от внешних источников тепла (например, температуры окружающей среды) и внутренних источников тепла (например, привода).
(4) ошибки зонда и принадлежностей, в основном включающие изменения радиуса конца зонда, вызванные заменой зонда, добавлением длинного стержня, добавлением других принадлежностей; анизотропная ошибка, когда зонд касается измерения в разных направлениях и положениях; ошибка, вызванная вращением индексного стола.
Время публикации: 17 ноября 2022 г.