Статические источники ошибокКоординатно-измерительная машинаВ основном это включает в себя: погрешность самой координатно-измерительной машины, такую как погрешность направляющего механизма (прямолинейность, вращение), деформация опорной системы координат, погрешность щупа, погрешность стандартной величины; погрешность, вызванная различными факторами, связанными с условиями измерения, такими как влияние окружающей среды (температура, пыль и т. д.), влияние метода измерения и влияние некоторых факторов неопределенности и т. д.
Источники ошибок координатно-измерительных машин настолько сложны, что их трудно обнаружить, разделить на отдельные составляющие и исправить, и, как правило, исправляются только те источники ошибок, которые оказывают существенное влияние на точность координатно-измерительной машины и которые легче отделить. В настоящее время наиболее исследуемой ошибкой является механическая ошибка координатно-измерительной машины. Большинство КИМ, используемых в производственной практике, являются КИМ с ортогональной системой координат, и для обычных КИМ механическая ошибка в основном относится к ошибке линейного перемещения, включая ошибку позиционирования, ошибку прямолинейного перемещения, ошибку углового перемещения и ошибку перпендикулярности.
Для оценки точностикоординатно-измерительная машинаДля реализации коррекции ошибок в качестве основы используется модель собственной ошибки координатно-измерительной машины, в которой должны быть определены, проанализированы, переданы и учтены суммарные ошибки каждого элемента ошибки. Так называемая суммарная ошибка при проверке точности КИМ относится к совокупной ошибке, отражающей характеристики точности КИМ, т. е. точность показаний, точность повторения и т. д.; в технологии коррекции ошибок КИМ она относится к векторной ошибке пространственных точек.
Анализ ошибок механизма
В конструкции координатно-измерительной машины (КИМ) направляющая рельса ограничивает пять степеней свободы перемещаемой по ней детали, а измерительная система управляет шестой степенью свободы в направлении движения, поэтому положение перемещаемой детали в пространстве определяется направляющей рельсой и измерительной системой, к которой она относится.
Анализ ошибок зонда
Существует два типа измерительных щупов для координатно-измерительных машин (КИМ): контактные щупы делятся на две категории в зависимости от их конструкции: переключаемые (также известные как сенсорные или динамические) и сканирующие (также известные как пропорциональные или статические). Ошибки переключаемых щупов вызваны ходом переключателя, анизотропией щупа, разбросом хода переключателя, мертвой зоной сброса и т. д. Ошибки сканирующих щупов вызваны зависимостью силы от перемещения, зависимостью перемещения от перемещения, перекрестными помехами и т. д.
Ход переключения щупа, при котором щуп контактирует с заготовкой, а также расстояние отклонения щупа, представляют собой системную ошибку щупа. Анизотропия щупа — это непоследовательность хода переключения во всех направлениях. Это систематическая ошибка, но обычно рассматривается как случайная ошибка. Разложение хода переключения относится к степени дисперсии хода переключения при повторных измерениях. Фактическое измерение рассчитывается как стандартное отклонение хода переключения в одном направлении.
Зона нечувствительности при сбросе относится к отклонению измерительного стержня от положения равновесия. После снятия внешней силы стержень под действием пружины возвращается в исходное положение, но из-за трения не может вернуться в исходное положение. Отклонение от исходного положения и есть зона нечувствительности при сбросе.
Относительная интегральная погрешность КИМ
Так называемая относительная интегральная ошибка — это разница между измеренным значением и истинным значением расстояния между точками в измерительном пространстве КИМ, которая может быть выражена следующей формулой.
Относительная интегральная ошибка = значение измерения расстояния - истинное значение расстояния
Для приемки и периодической калибровки КИМ не требуется точно знать погрешность каждой точки в пространстве измерений, а лишь точность координатно-измеряемой заготовки, которую можно оценить по относительной интегральной погрешности КИМ.
Относительная интегральная погрешность не отражает напрямую источник погрешности и конечную погрешность измерения, а лишь величину погрешности при измерении размеров, связанных с расстоянием, и метод измерения при этом относительно прост.
Ошибка пространственного вектора КИМ
Векторная ошибка пространства относится к векторной ошибке в любой точке измерительного пространства координатно-измерительной машины (КИМ). Она представляет собой разницу между любой фиксированной точкой в измерительном пространстве в идеальной прямоугольной системе координат и соответствующими трехмерными координатами в фактической системе координат, установленной КИМ.
Теоретически, векторная ошибка в пространстве — это комплексная векторная ошибка, полученная путем векторного синтеза всех ошибок данной точки в пространстве.
Точность измерений координатно-измерительных машин (КИМ) предъявляет очень высокие требования, поскольку они имеют множество деталей и сложную конструкцию, а также множество факторов, влияющих на погрешность измерений. В многоосевых станках, таких как КИМ, выделяют четыре основных источника статических погрешностей:
(1) Геометрические ошибки, вызванные ограниченной точностью конструктивных элементов (таких как направляющие и измерительные системы). Эти ошибки определяются точностью изготовления этих конструктивных элементов и точностью регулировки при установке и техническом обслуживании.
(2) Ошибки, связанные с конечной жесткостью механических частей КИМ. Они в основном вызваны весом движущихся частей. Эти ошибки определяются жесткостью конструктивных частей, их весом и их конфигурацией.
(3) Тепловые ошибки, такие как расширение и изгиб направляющей, вызванные единичными изменениями температуры и температурными градиентами. Эти ошибки определяются конструкцией станка, свойствами материала и распределением температуры КИМ и зависят от внешних источников тепла (например, температуры окружающей среды) и внутренних источников тепла (например, приводного механизма).
(4) ошибки, связанные с зондом и принадлежностями, в основном включающие изменения радиуса конца зонда, вызванные заменой зонда, добавлением длинного стержня, добавлением других принадлежностей; анизотропная ошибка, когда зонд касается измеряемой области в разных направлениях и положениях; ошибка, вызванная вращением поворотного стола.
Дата публикации: 17 ноября 2022 г.