منابع خطای استاتیکدستگاه اندازه‌گیری مختصاتعمدتاً شامل موارد زیر است: خطای خود دستگاه اندازه‌گیری مختصات، مانند خطای مکانیزم هدایت (خط مستقیم، چرخش)، تغییر شکل سیستم مختصات مرجع، خطای پراب، خطای کمیت استاندارد؛ خطای ناشی از عوامل مختلف مرتبط با شرایط اندازه‌گیری، مانند تأثیر محیط اندازه‌گیری (دما، گرد و غبار و غیره)، تأثیر روش اندازه‌گیری و تأثیر برخی از عوامل عدم قطعیت و غیره.
منابع خطای دستگاه اندازه‌گیری مختصات آنقدر پیچیده هستند که تشخیص و جداسازی تک تک آنها و اصلاح آنها دشوار است و عموماً فقط آن دسته از منابع خطایی که تأثیر زیادی بر دقت دستگاه اندازه‌گیری مختصات دارند و آنهایی که جداسازی آنها آسان‌تر است، اصلاح می‌شوند. در حال حاضر، خطایی که بیشترین تحقیق روی آن انجام شده است، خطای مکانیزم دستگاه اندازه‌گیری مختصات است. اکثر CMM های مورد استفاده در عمل تولید، CMM های سیستم مختصات متعامد هستند و برای CMM های عمومی، خطای مکانیزم عمدتاً به خطای مؤلفه حرکت خطی، از جمله خطای موقعیت‌یابی، خطای حرکت مستقیم، خطای حرکت زاویه‌ای و خطای عمود بودن اشاره دارد.
برای ارزیابی دقت و صحتدستگاه اندازه‌گیری مختصاتیا برای پیاده‌سازی تصحیح خطا، مدل خطای ذاتی دستگاه اندازه‌گیری مختصات به عنوان مبنا استفاده می‌شود که در آن تعریف، تحلیل، انتقال و خطای کل هر مورد خطا باید ارائه شود. خطای کل، در تأیید دقت CMMها، به خطای ترکیبی اشاره دارد که منعکس‌کننده ویژگی‌های دقت CMMها، یعنی دقت نمایش، دقت تکرار و غیره است: در فناوری تصحیح خطای CMMها، به خطای برداری نقاط مکانی اشاره دارد.
تحلیل خطای مکانیزم
از ویژگی‌های مکانیزم CMM می‌توان به این نکته اشاره کرد که ریل راهنما پنج درجه آزادی را به قطعه‌ای که توسط آن هدایت می‌شود محدود می‌کند و سیستم اندازه‌گیری، درجه آزادی ششم را در جهت حرکت کنترل می‌کند، بنابراین موقعیت قطعه هدایت‌شده در فضا توسط ریل راهنما و سیستم اندازه‌گیری که به آن تعلق دارد، تعیین می‌شود.
تحلیل خطای پروب
دو نوع پروب CMM وجود دارد: پروب‌های تماسی بر اساس ساختارشان به دو دسته تقسیم می‌شوند: سوئیچینگ (که به عنوان تریگر لمسی یا سیگنالینگ پویا نیز شناخته می‌شوند) و اسکنینگ (که به عنوان سیگنالینگ تناسبی یا استاتیک نیز شناخته می‌شوند). خطاهای پروب سوئیچینگ ناشی از ضربه سوئیچ، ناهمسانگردی پروب، پراکندگی ضربه سوئیچ، منطقه مرده تنظیم مجدد و غیره. خطای پروب اسکن ناشی از رابطه نیرو و جابجایی، رابطه جابجایی و جابجایی، تداخل کوپلینگ متقاطع و غیره.
حرکت سوئیچینگ پروب برای تماس پروب و قطعه کار با موی پروب، انحراف پروب را به اندازه یک فاصله نشان می‌دهد. این خطای سیستم پروب است. ناهمسانگردی پروب، ناهماهنگی حرکت سوئیچینگ در همه جهات است. این یک خطای سیستماتیک است، اما معمولاً به عنوان یک خطای تصادفی در نظر گرفته می‌شود. تجزیه حرکت سوئیچ به میزان پراکندگی حرکت سوئیچ در طول اندازه‌گیری‌های مکرر اشاره دارد. اندازه‌گیری واقعی به عنوان انحراف معیار حرکت سوئیچ در یک جهت محاسبه می‌شود.
تنظیم مجدد نوار مرده به انحراف میله پروب از موقعیت تعادل اشاره دارد، نیروی خارجی حذف می‌شود، میله در نیروی فنر تنظیم مجدد می‌شود، اما به دلیل نقش اصطکاک، میله نمی‌تواند به موقعیت اصلی خود بازگردد، این انحراف از موقعیت اصلی است که نوار مرده را تنظیم مجدد می‌کند.
خطای یکپارچه نسبی CMM
خطای نسبی یکپارچه، تفاوت بین مقدار اندازه‌گیری شده و مقدار واقعی فاصله نقطه به نقطه در فضای اندازه‌گیری CMM است که می‌تواند با فرمول زیر بیان شود.
خطای انتگرال نسبی = مقدار اندازه‌گیری فاصله یک مقدار واقعی فاصله
برای پذیرش سهمیه CMM و کالیبراسیون دوره‌ای، لازم نیست دقیقاً خطای هر نقطه در فضای اندازه‌گیری را بدانیم، بلکه فقط دقت قطعه کار اندازه‌گیری مختصات لازم است که می‌تواند با خطای نسبی یکپارچه CMM ارزیابی شود.
خطای نسبی یکپارچه مستقیماً منبع خطا و خطای اندازه‌گیری نهایی را منعکس نمی‌کند، بلکه فقط اندازه خطا را هنگام اندازه‌گیری ابعاد مربوط به فاصله نشان می‌دهد و روش اندازه‌گیری نسبتاً ساده است.
خطای بردار فضایی CMM
خطای برداری فضایی به خطای برداری در هر نقطه از فضای اندازه‌گیری یک CMM اشاره دارد. این خطا، اختلاف بین هر نقطه ثابت در فضای اندازه‌گیری در یک سیستم مختصات قائمه ایده‌آل و مختصات سه‌بعدی مربوطه در سیستم مختصات واقعی ایجاد شده توسط CMM است.
از لحاظ تئوری، خطای بردار فضایی، خطای برداری جامعی است که از ترکیب برداری تمام خطاهای آن نقطه فضایی به دست می‌آید.
دقت اندازه‌گیری CMM بسیار مورد توجه است و دارای قطعات و ساختار پیچیده زیادی است و عوامل زیادی بر خطای اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارند. چهار منبع اصلی خطاهای استاتیک در ماشین‌های چند محوره مانند CMM به شرح زیر وجود دارد.
(1) خطاهای هندسی ناشی از دقت محدود قطعات سازه‌ای (مانند راهنماها و سیستم‌های اندازه‌گیری). این خطاها با دقت تولید این قطعات سازه‌ای و دقت تنظیم در نصب و نگهداری تعیین می‌شوند.
(2) خطاهای مربوط به سختی محدود قطعات مکانیزم CMM. آنها عمدتاً ناشی از وزن قطعات متحرک هستند. این خطاها توسط سختی قطعات ساختاری، وزن و پیکربندی آنها تعیین می‌شوند.
(3) خطاهای حرارتی، مانند انبساط و خم شدن راهنما که ناشی از تغییرات دمایی منفرد و گرادیان‌های دمایی است. این خطاها توسط ساختار دستگاه، خواص مواد و توزیع دمای CMM تعیین می‌شوند و تحت تأثیر منابع گرمای خارجی (مثلاً دمای محیط) و منابع گرمای داخلی (مثلاً واحد درایو) قرار دارند.
(4) خطاهای پروب و لوازم جانبی، عمدتاً شامل تغییرات در شعاع انتهای پروب ناشی از تعویض پروب، اضافه کردن میله بلند، اضافه کردن سایر لوازم جانبی؛ خطای ناهمسانگرد زمانی که پروب در جهت‌ها و موقعیت‌های مختلف با اندازه‌گیری تماس پیدا می‌کند؛ خطای ناشی از چرخش میز شاخص‌گذاری.
زمان ارسال: ۱۷ نوامبر ۲۰۲۲