Le fonti di errore statico diMacchina di misura a coordinateTra gli errori principali rientrano: l'errore della macchina di misura a coordinate stessa, come l'errore del meccanismo di guida (linea retta, rotazione), la deformazione del sistema di coordinate di riferimento, l'errore della sonda, l'errore della grandezza standard; l'errore causato da vari fattori associati alle condizioni di misura, come l'influenza dell'ambiente di misura (temperatura, polvere, ecc.), l'influenza del metodo di misura e l'influenza di alcuni fattori di incertezza, ecc.
Le fonti di errore delle macchine di misura a coordinate sono così complesse che è difficile individuarle, separarle una per una e correggerle. Generalmente, vengono corrette solo le fonti di errore che hanno una grande influenza sulla precisione della macchina e quelle che sono più facili da separare. Attualmente, l'errore più studiato è l'errore meccanico della macchina di misura a coordinate. La maggior parte delle CMM utilizzate nella pratica produttiva sono CMM a sistema di coordinate ortogonali e, per le CMM generiche, l'errore meccanico si riferisce principalmente all'errore della componente di movimento lineare, inclusi l'errore di posizionamento, l'errore di rettilineità, l'errore di angolo e l'errore di perpendicolarità.
Per valutare l'accuratezza delMacchina di misura a coordinateOppure, per implementare la correzione degli errori, si utilizza come base il modello dell'errore intrinseco della macchina di misura a coordinate, nel quale devono essere fornite la definizione, l'analisi, la trasmissione e l'errore totale di ogni elemento di errore. Il cosiddetto errore totale, nella verifica di accuratezza delle CMM, si riferisce all'errore combinato che riflette le caratteristiche di accuratezza delle CMM, ovvero l'accuratezza di indicazione, l'accuratezza di ripetizione, ecc.: nella tecnologia di correzione degli errori delle CMM, si riferisce all'errore vettoriale dei punti spaziali.
Analisi degli errori del meccanismo
Le caratteristiche del meccanismo della CMM (Computational Mass Machine, Macchina di Misura a Centro di Precisione) sono le seguenti: la guida limita cinque gradi di libertà alla parte da essa guidata, mentre il sistema di misura controlla il sesto grado di libertà nella direzione del movimento; pertanto, la posizione della parte guidata nello spazio è determinata dalla guida stessa e dal sistema di misura a cui appartiene.
Analisi degli errori della sonda
Esistono due tipi di sonde CMM: le sonde a contatto si dividono in due categorie in base alla loro struttura: a commutazione (note anche come a attivazione a contatto o a segnalazione dinamica) e a scansione (note anche come a segnalazione proporzionale o statica). Gli errori delle sonde a commutazione sono causati dalla corsa di commutazione, dall'anisotropia della sonda, dalla dispersione della corsa di commutazione, dalla zona morta di reset, ecc. Gli errori delle sonde a scansione sono causati dalla relazione forza-spostamento, dalla relazione spostamento-spostamento, dalle interferenze di accoppiamento incrociato, ecc.
La corsa di commutazione della sonda per il contatto tra la sonda e il pezzo in lavorazione fino all'ascolto della sonda, la deflessione della sonda di una distanza. Questo è l'errore di sistema della sonda. L'anisotropia della sonda è l'incoerenza della corsa di commutazione in tutte le direzioni. È un errore sistematico, ma di solito viene trattato come un errore casuale. La scomposizione della corsa di commutazione si riferisce al grado di dispersione della corsa di commutazione durante misurazioni ripetute. La misurazione effettiva viene calcolata come deviazione standard della corsa di commutazione in una direzione.
La banda morta di ripristino si riferisce alla deviazione dell'asta della sonda dalla posizione di equilibrio; rimuovendo la forza esterna, l'asta torna nella posizione iniziale grazie alla forza della molla, ma a causa dell'attrito, l'asta non può ritornare alla posizione originale; questa deviazione dalla posizione originale costituisce la banda morta di ripristino.
Errore integrato relativo della CMM
Il cosiddetto errore integrato relativo è la differenza tra il valore misurato e il valore reale della distanza punto-punto nello spazio di misura della CMM, che può essere espressa dalla seguente formula.
Errore integrato relativo = valore di misurazione della distanza a valore reale della distanza
Per l'accettazione delle quote e la calibrazione periodica delle CMM, non è necessario conoscere con precisione l'errore di ciascun punto nello spazio di misura, ma solo l'accuratezza della misurazione delle coordinate del pezzo, che può essere valutata tramite l'errore integrato relativo della CMM.
L'errore integrato relativo non riflette direttamente la fonte dell'errore e l'errore di misurazione finale, ma riflette solo l'entità dell'errore durante la misurazione delle dimensioni relative alla distanza, e il metodo di misurazione è relativamente semplice.
Errore vettoriale spaziale della CMM
L'errore vettoriale spaziale si riferisce all'errore vettoriale in qualsiasi punto dello spazio di misura di una CMM. Rappresenta la differenza tra un punto fisso qualsiasi nello spazio di misura in un sistema di coordinate ideale ad angolo retto e le corrispondenti coordinate tridimensionali nel sistema di coordinate effettivo stabilito dalla CMM.
In teoria, l'errore vettoriale spaziale è l'errore vettoriale complessivo ottenuto dalla sintesi vettoriale di tutti gli errori di quel punto spaziale.
La precisione di misura delle macchine di misura a coordinate (CMM) è molto elevata, data la loro struttura complessa e i numerosi componenti, nonché i molteplici fattori che influenzano l'errore di misura. Le principali fonti di errore statico nelle macchine multiasse come le CMM sono le seguenti.
(1) Errori geometrici causati dalla precisione limitata delle parti strutturali (come guide e sistemi di misurazione). Questi errori sono determinati dalla precisione di fabbricazione di queste parti strutturali e dalla precisione di regolazione in fase di installazione e manutenzione.
(2) Errori relativi alla rigidità finita delle parti meccaniche della CMM. Sono causati principalmente dal peso delle parti mobili. Questi errori sono determinati dalla rigidità delle parti strutturali, dal loro peso e dalla loro configurazione.
(3) Errori termici, come l'espansione e la flessione della guida causate da singole variazioni di temperatura e gradienti di temperatura. Questi errori sono determinati dalla struttura della macchina, dalle proprietà del materiale e dalla distribuzione della temperatura della CMM e sono influenzati da fonti di calore esterne (ad esempio la temperatura ambiente) e da fonti di calore interne (ad esempio l'unità di azionamento).
(4) errori della sonda e degli accessori, principalmente dovuti a variazioni del raggio dell'estremità della sonda causate dalla sostituzione della sonda, dall'aggiunta di un'asta lunga, dall'aggiunta di altri accessori; errore anisotropico quando la sonda tocca la misurazione in direzioni e posizioni diverse; errore causato dalla rotazione del tavolo di indicizzazione.
Data di pubblicazione: 17 novembre 2022