แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดแบบคงที่ของเครื่องวัดพิกัดโดยหลักแล้วได้แก่: ข้อผิดพลาดของเครื่องวัดพิกัดเอง เช่น ข้อผิดพลาดของกลไกนำทาง (เส้นตรง การหมุน) การเสียรูปของระบบพิกัดอ้างอิง ข้อผิดพลาดของหัววัด ข้อผิดพลาดของปริมาณมาตรฐาน; ข้อผิดพลาดที่เกิดจากปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับสภาวะการวัด เช่น อิทธิพลของสภาพแวดล้อมการวัด (อุณหภูมิ ฝุ่นละออง ฯลฯ) อิทธิพลของวิธีการวัด และอิทธิพลของปัจจัยความไม่แน่นอนบางประการ เป็นต้น
แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในเครื่องวัดพิกัดนั้นซับซ้อนมากจนยากที่จะตรวจจับและแยกแยะทีละอย่างและแก้ไขได้ โดยทั่วไปแล้วจะมีการแก้ไขเฉพาะแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่มีผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำของเครื่องวัดพิกัดและแหล่งที่มาที่แยกแยะได้ง่ายเท่านั้น ในปัจจุบัน ข้อผิดพลาดที่ได้รับการวิจัยมากที่สุดคือข้อผิดพลาดของกลไกในเครื่องวัดพิกัด เครื่องวัดพิกัดส่วนใหญ่ที่ใช้ในทางปฏิบัติในการผลิตเป็นเครื่องวัดพิกัดระบบพิกัดตั้งฉาก และสำหรับเครื่องวัดพิกัดทั่วไป ข้อผิดพลาดของกลไกส่วนใหญ่หมายถึงข้อผิดพลาดของส่วนประกอบการเคลื่อนที่เชิงเส้น ซึ่งรวมถึงข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่ง ข้อผิดพลาดในการเคลื่อนที่ในแนวตรง ข้อผิดพลาดในการเคลื่อนที่เชิงมุม และข้อผิดพลาดในการตั้งฉาก
เพื่อประเมินความถูกต้องของเครื่องวัดพิกัดหรือเพื่อดำเนินการแก้ไขข้อผิดพลาด จะใช้แบบจำลองข้อผิดพลาดโดยธรรมชาติของเครื่องวัดพิกัดเป็นพื้นฐาน ซึ่งจะต้องระบุคำจำกัดความ การวิเคราะห์ การส่งผ่าน และข้อผิดพลาดรวมของแต่ละรายการข้อผิดพลาด ข้อผิดพลาดรวมที่ว่านี้ ในการตรวจสอบความแม่นยำของเครื่องวัดพิกัด หมายถึงข้อผิดพลาดรวมที่สะท้อนลักษณะความแม่นยำของเครื่องวัดพิกัด เช่น ความแม่นยำในการแสดงผล ความแม่นยำในการทำซ้ำ เป็นต้น ในเทคโนโลยีการแก้ไขข้อผิดพลาดของเครื่องวัดพิกัด หมายถึงข้อผิดพลาดเวกเตอร์ของจุดในอวกาศ
การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของกลไก
ลักษณะกลไกของ CMM คือ รางนำทางจำกัดองศาอิสระห้าองศาให้กับชิ้นส่วนที่ถูกนำทาง และระบบการวัดจะควบคุมองศาอิสระที่หกในทิศทางการเคลื่อนที่ ดังนั้นตำแหน่งของชิ้นส่วนที่ถูกนำทางในอวกาศจึงถูกกำหนดโดยรางนำทางและระบบการวัดที่มันสังกัดอยู่
การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของโพรบ
หัววัด CMM มีสองประเภท: หัววัดแบบสัมผัสแบ่งออกได้เป็นสองประเภทย่อย คือ แบบสวิตช์ (หรือที่เรียกว่าแบบทริกเกอร์สัมผัสหรือการส่งสัญญาณแบบไดนามิก) และแบบสแกน (หรือที่เรียกว่าแบบสัดส่วนหรือการส่งสัญญาณแบบคงที่) ตามโครงสร้างของมัน ข้อผิดพลาดของหัววัดแบบสวิตช์เกิดจากระยะการสวิตช์ ความไม่สม่ำเสมอของหัววัด การกระจายตัวของระยะการสวิตช์ โซนตายตัวของการรีเซ็ต ฯลฯ ข้อผิดพลาดของหัววัดแบบสแกนเกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างแรงและการเคลื่อนที่ ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่กับการเคลื่อนที่ การรบกวนแบบไขว้ ฯลฯ
ระยะการสลับของหัววัดสำหรับการสัมผัสระหว่างหัววัดและชิ้นงาน รวมถึงการเบี่ยงเบนของหัววัดเป็นระยะทางหนึ่ง นี่คือข้อผิดพลาดของระบบของหัววัด ความไม่สม่ำเสมอของหัววัด คือความไม่สม่ำเสมอของระยะการสลับในทุกทิศทาง มันเป็นข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ แต่โดยทั่วไปจะถูกมองว่าเป็นข้อผิดพลาดแบบสุ่ม การแยกส่วนของระยะการสลับ หมายถึงระดับการกระจายตัวของระยะการสลับระหว่างการวัดซ้ำๆ การวัดจริงจะคำนวณจากค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของระยะการสลับในทิศทางเดียว
ค่า deadband ในการรีเซ็ต หมายถึง การเบี่ยงเบนของแท่งวัดจากตำแหน่งสมดุล เมื่อเอาแรงภายนอกออก แท่งวัดจะถูกดึงกลับด้วยแรงสปริง แต่เนื่องจากแรงเสียดทาน แท่งวัดจึงไม่สามารถกลับไปยังตำแหน่งเดิมได้ การเบี่ยงเบนจากตำแหน่งเดิมนี้จึงเรียกว่าค่า deadband ในการรีเซ็ต
ข้อผิดพลาดแบบบูรณาการสัมพัทธ์ของ CMM
ค่าความคลาดเคลื่อนเชิงบูรณาการสัมพัทธ์ที่กล่าวถึงนี้ คือความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้กับค่าจริงของระยะห่างระหว่างจุดต่อจุดในพื้นที่การวัดของ CMM ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้
ข้อผิดพลาดแบบบูรณาการสัมพัทธ์ = ค่าการวัดระยะทาง - ค่าระยะทางจริง
สำหรับการยอมรับโควต้า CMM และการสอบเทียบเป็นระยะ ไม่จำเป็นต้องทราบค่าความคลาดเคลื่อนของแต่ละจุดในพื้นที่การวัดอย่างแม่นยำ แต่ทราบเพียงความถูกต้องของการวัดพิกัดชิ้นงาน ซึ่งสามารถประเมินได้จากค่าความคลาดเคลื่อนรวมสัมพัทธ์ของ CMM
ค่าความคลาดเคลื่อนแบบบูรณาการสัมพัทธ์ไม่ได้สะท้อนถึงแหล่งที่มาของความคลาดเคลื่อนและความคลาดเคลื่อนในการวัดขั้นสุดท้ายโดยตรง แต่สะท้อนถึงขนาดของความคลาดเคลื่อนเมื่อทำการวัดมิติที่เกี่ยวข้องกับระยะทางเท่านั้น และวิธีการวัดนั้นค่อนข้างง่าย
ข้อผิดพลาดเวกเตอร์เชิงพื้นที่ของ CMM
ข้อผิดพลาดเวกเตอร์ในอวกาศ หมายถึง ข้อผิดพลาดเวกเตอร์ ณ จุดใด ๆ ในพื้นที่การวัดของเครื่องวัดพิกัดสามมิติ (CMM) ซึ่งเป็นผลต่างระหว่างจุดคงที่ใด ๆ ในพื้นที่การวัดในระบบพิกัดมุมฉากในอุดมคติ กับพิกัดสามมิติที่สอดคล้องกันในระบบพิกัดจริงที่กำหนดโดยเครื่อง CMM
ในทางทฤษฎี ข้อผิดพลาดของเวกเตอร์ในอวกาศคือข้อผิดพลาดของเวกเตอร์โดยรวมที่ได้จากการสังเคราะห์เวกเตอร์ของข้อผิดพลาดทั้งหมดของจุดในอวกาศนั้น
ความแม่นยำในการวัดของเครื่องวัดพิกัดสามมิติ (CMM) นั้นมีความต้องการสูงมาก เนื่องจากมีชิ้นส่วนและโครงสร้างที่ซับซ้อนหลายส่วน และมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อข้อผิดพลาดในการวัด แหล่งที่มาหลักของข้อผิดพลาดแบบคงที่ในเครื่องจักรหลายแกน เช่น CMM มีสี่แหล่ง ดังนี้
(1) ข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตที่เกิดจากความแม่นยำที่จำกัดของชิ้นส่วนโครงสร้าง (เช่น รางนำและระบบวัด) ข้อผิดพลาดเหล่านี้ถูกกำหนดโดยความแม่นยำในการผลิตของชิ้นส่วนโครงสร้างเหล่านี้และความแม่นยำในการปรับแต่งในการติดตั้งและการบำรุงรักษา
(2) ข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับความแข็งแกร่งที่จำกัดของชิ้นส่วนกลไกของ CMM ข้อผิดพลาดเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากน้ำหนักของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ ข้อผิดพลาดเหล่านี้ถูกกำหนดโดยความแข็งแกร่งของชิ้นส่วนโครงสร้าง น้ำหนัก และการกำหนดค่าของชิ้นส่วนเหล่านั้น
(3) ข้อผิดพลาดทางความร้อน เช่น การขยายตัวและการโค้งงอของตัวนำที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียงครั้งเดียวและการไล่ระดับอุณหภูมิ ข้อผิดพลาดเหล่านี้ถูกกำหนดโดยโครงสร้างของเครื่องจักร คุณสมบัติของวัสดุ และการกระจายอุณหภูมิของ CMM และได้รับอิทธิพลจากแหล่งความร้อนภายนอก (เช่น อุณหภูมิแวดล้อม) และแหล่งความร้อนภายใน (เช่น หน่วยขับเคลื่อน)
(4) ข้อผิดพลาดของโพรบและอุปกรณ์เสริม โดยส่วนใหญ่ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงรัศมีของปลายโพรบที่เกิดจากการเปลี่ยนโพรบ การเพิ่มแท่งยาว การเพิ่มอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ข้อผิดพลาดแบบแอนไอโซโทรปิกเมื่อโพรบสัมผัสกับการวัดในทิศทางและตำแหน่งที่แตกต่างกัน ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการหมุนของโต๊ะดัชนี
วันที่โพสต์: 17 พฤศจิกายน 2022