De statische foutbronnen vanCoördinatenmeetmachineDe belangrijkste oorzaken zijn: de fout van de coördinatenmeetmachine zelf, zoals de fout van het geleidingsmechanisme (rechte lijn, rotatie), de vervorming van het referentiecoördinatensysteem, de fout van de meetsonde en de fout van de standaardgrootheid; en de fout die wordt veroorzaakt door diverse factoren die samenhangen met de meetomstandigheden, zoals de invloed van de meetomgeving (temperatuur, stof, enz.), de invloed van de meetmethode en de invloed van bepaalde onzekerheidsfactoren, enz.
De foutbronnen van een coördinatenmeetmachine zijn zo complex dat het moeilijk is om ze één voor één te detecteren, te scheiden en te corrigeren. Over het algemeen worden alleen die foutbronnen gecorrigeerd die een grote invloed hebben op de nauwkeurigheid van de coördinatenmeetmachine en die gemakkelijker te scheiden zijn. Momenteel is de meest onderzochte fout de mechanische fout van de coördinatenmeetmachine. De meeste CMM's die in de productiepraktijk worden gebruikt, zijn CMM's met een orthogonaal coördinatensysteem. Bij algemene CMM's verwijst de mechanische fout hoofdzakelijk naar de fout in de lineaire bewegingscomponent, waaronder positioneringsfout, rechtlijnigheidsfout, hoekfout en loodrechtheidsfout.
Om de nauwkeurigheid van de te evaluerencoördinaten meetmachineOm foutcorrectie te implementeren, wordt het model van de inherente fout van de coördinatenmeetmachine als basis gebruikt, waarbij de definitie, analyse, overdracht en totale fout van elk foutonderdeel moeten worden gegeven. De zogenaamde totale fout verwijst bij de nauwkeurigheidscontrole van CMM's naar de gecombineerde fout die de nauwkeurigheidskenmerken van de CMM's weerspiegelt, zoals de indicatienauwkeurigheid, de herhalingsnauwkeurigheid, enz. In de foutcorrectietechnologie van CMM's verwijst het naar de vectorfout van ruimtelijke punten.
Mechanisme-foutanalyse
De mechanische eigenschappen van een CMM (coördinatenmeetmachine) zijn als volgt: de geleiderail beperkt vijf vrijheidsgraden voor het geleide onderdeel, terwijl het meetsysteem de zesde vrijheidsgraad in de bewegingsrichting regelt. De positie van het geleide onderdeel in de ruimte wordt dus bepaald door de geleiderail en het bijbehorende meetsysteem.
Foutanalyse van de sonde
Er zijn twee soorten CMM-sondes: contactsondes worden, afhankelijk van hun structuur, onderverdeeld in twee categorieën: schakelende (ook wel touch-trigger of dynamische signalering genoemd) en scannende (ook wel proportionele of statische signalering genoemd). Fouten bij schakelende sondes worden veroorzaakt door de schakelslag, sonde-anisotropie, spreiding van de schakelslag, reset-dode zone, enz. Fouten bij scannende sondes worden veroorzaakt door de relatie tussen kracht en verplaatsing, de relatie tussen verplaatsingen onderling, kruiskoppelingsinterferentie, enz.
De schakelslag van de meetsonde, van het contact tussen de sonde en het werkstuk tot de afbuiging van de sonde door de haartjes, is de systeemfout van de sonde. De anisotropie van de sonde is de inconsistentie van de schakelslag in alle richtingen. Dit is een systematische fout, maar wordt meestal als een willekeurige fout beschouwd. De decompositie van de schakelslag verwijst naar de mate van spreiding van de schakelslag tijdens herhaalde metingen. De werkelijke meting wordt berekend als de standaardafwijking van de schakelslag in één richting.
De reset-dode zone verwijst naar de afwijking van de meetstang ten opzichte van de evenwichtspositie. Wanneer de externe kracht wordt verwijderd, wordt de stang door de veerkracht gereset, maar door wrijving kan de stang niet volledig terugkeren naar de oorspronkelijke positie. Deze afwijking van de oorspronkelijke positie vormt de reset-dode zone.
Relatieve geïntegreerde fout van CMM
De zogenaamde relatieve geïntegreerde fout is het verschil tussen de gemeten waarde en de werkelijke waarde van de punt-tot-punt afstand in de meetruimte van de CMM, en kan worden uitgedrukt met de volgende formule.
Relatieve geïntegreerde fout = afstandsmeetwaarde - werkelijke afstandswaarde
Voor de acceptatie van meetwaarden en periodieke kalibratie van een CMM is het niet nodig om de fout van elk punt in de meetruimte precies te kennen, maar alleen de nauwkeurigheid van de coördinatenmeting van het werkstuk, die kan worden beoordeeld aan de hand van de relatieve geïntegreerde fout van de CMM.
De relatieve geïntegreerde fout weerspiegelt niet direct de foutbron en de uiteindelijke meetfout, maar geeft alleen de omvang van de fout weer bij het meten van de afmetingen die gerelateerd zijn aan de afstand, en de meetmethode is relatief eenvoudig.
Ruimtevectorfout van CMM
De ruimtelijke vectorfout verwijst naar de vectorfout op elk punt in de meetruimte van een CMM. Het is het verschil tussen een willekeurig vast punt in de meetruimte in een ideaal rechthoekig coördinatensysteem en de corresponderende driedimensionale coördinaten in het werkelijke coördinatensysteem dat door de CMM is vastgesteld.
Theoretisch gezien is de ruimtelijke vectorfout de totale vectorfout die wordt verkregen door vectorsynthese van alle fouten van dat ruimtelijke punt.
De meetnauwkeurigheid van een CMM is zeer veeleisend. De machine heeft veel onderdelen, een complexe structuur en veel factoren die de meetfout beïnvloeden. Er zijn vier belangrijke bronnen van statische fouten in meerassige machines zoals CMM's, namelijk:
(1) Geometrische fouten veroorzaakt door de beperkte nauwkeurigheid van constructieonderdelen (zoals geleiders en meetsystemen). Deze fouten worden bepaald door de fabricagenauwkeurigheid van deze constructieonderdelen en de afstellingsnauwkeurigheid bij installatie en onderhoud.
(2) Fouten gerelateerd aan de eindige stijfheid van de mechanische onderdelen van de CMM. Deze worden voornamelijk veroorzaakt door het gewicht van de bewegende onderdelen. Deze fouten worden bepaald door de stijfheid van de structurele onderdelen, hun gewicht en hun configuratie.
(3) Thermische fouten, zoals uitzetting en buiging van de geleiding veroorzaakt door enkelvoudige temperatuurveranderingen en temperatuurgradiënten. Deze fouten worden bepaald door de machineconstructie, materiaaleigenschappen en temperatuurverdeling van de CMM en worden beïnvloed door externe warmtebronnen (bijv. omgevingstemperatuur) en interne warmtebronnen (bijv. aandrijfeenheid).
(4) Fouten van de sonde en accessoires, met name veranderingen in de straal van het uiteinde van de sonde als gevolg van het vervangen van de sonde, het toevoegen van een lange stang of het toevoegen van andere accessoires; anisotrope fouten wanneer de sonde de meting in verschillende richtingen en posities raakt; fouten veroorzaakt door de rotatie van de indexeertafel.
Geplaatst op: 17 november 2022