แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดแบบคงที่ของเครื่องวัดพิกัดส่วนใหญ่ประกอบด้วย: ข้อผิดพลาดของเครื่องวัดพิกัดเอง เช่น ข้อผิดพลาดของกลไกนำทาง (เส้นตรง การหมุน) การเปลี่ยนรูปของระบบพิกัดอ้างอิง ข้อผิดพลาดของหัววัด ข้อผิดพลาดของปริมาณมาตรฐาน ข้อผิดพลาดที่เกิดจากปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขการวัด เช่น อิทธิพลของสภาพแวดล้อมในการวัด (อุณหภูมิ ฝุ่น ฯลฯ) อิทธิพลของวิธีการวัด และอิทธิพลของปัจจัยความไม่แน่นอนบางประการ เป็นต้น
แหล่งกำเนิดความคลาดเคลื่อนของเครื่องวัดพิกัดมีความซับซ้อนมากจนยากต่อการตรวจจับ แยก และแก้ไขทีละแหล่ง โดยทั่วไปจะแก้ไขเฉพาะแหล่งกำเนิดความคลาดเคลื่อนที่มีผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำของเครื่องวัดพิกัดและแหล่งกำเนิดความคลาดเคลื่อนที่สามารถแยกได้ง่ายกว่าเท่านั้น ปัจจุบัน ความคลาดเคลื่อนที่ได้รับการวิจัยมากที่สุดคือความคลาดเคลื่อนเชิงกลไกของเครื่องวัดพิกัด เครื่องวัดพิกัดเชิงมุม (CMM) ส่วนใหญ่ที่ใช้ในกระบวนการผลิตเป็นเครื่องวัดพิกัดเชิงมุมแบบ CMM ส่วนเครื่องวัดพิกัดทั่วไป ความคลาดเคลื่อนเชิงกลไกส่วนใหญ่หมายถึงความคลาดเคลื่อนขององค์ประกอบการเคลื่อนที่เชิงเส้น ได้แก่ ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่ง ความคลาดเคลื่อนของการเคลื่อนที่ในแนวตรง ความคลาดเคลื่อนของการเคลื่อนที่เชิงมุม และความคลาดเคลื่อนของความตั้งฉาก
เพื่อประเมินความถูกต้องของเครื่องวัดพิกัดหรือเพื่อใช้ในการแก้ไขข้อผิดพลาด จะใช้แบบจำลองความคลาดเคลื่อนโดยธรรมชาติของเครื่องวัดพิกัดเป็นพื้นฐาน ซึ่งต้องระบุนิยาม การวิเคราะห์ การส่งผ่าน และความคลาดเคลื่อนรวมของแต่ละรายการความคลาดเคลื่อน ในการตรวจสอบความถูกต้องของเครื่องวัดพิกัดแบบ CMM เรียกว่าความคลาดเคลื่อนรวม ซึ่งสะท้อนถึงลักษณะความแม่นยำของเครื่องวัดพิกัดแบบ CMM เช่น ความแม่นยำในการระบุ ความแม่นยำในการทำซ้ำ ฯลฯ ส่วนเทคโนโลยีการแก้ไขข้อผิดพลาดของเครื่องวัดพิกัดแบบ CMM เรียกว่าความคลาดเคลื่อนเวกเตอร์ของจุดเชิงพื้นที่
การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดเชิงกลไก
ลักษณะเฉพาะของกลไกของ CMM รางนำจะจำกัดองศาอิสระ 5 องศาให้กับชิ้นส่วนที่นำโดยรางนั้น และระบบการวัดจะควบคุมองศาอิสระที่ 6 ในทิศทางการเคลื่อนที่ ดังนั้น ตำแหน่งของชิ้นส่วนที่นำในอวกาศจึงถูกกำหนดโดยรางนำและระบบการวัดที่ชิ้นส่วนนั้นสังกัดอยู่
การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของโพรบ
หัววัด CMM มีสองประเภท: หัววัดแบบสัมผัสแบ่งออกเป็นสองประเภทตามโครงสร้าง ได้แก่ หัววัดแบบสวิตชิ่ง (หรือที่เรียกว่า ทัชทริกเกอร์ หรือ ไดนามิก ซิกเนเจอร์) และแบบสแกน (หรือที่เรียกว่า โพรบแบบสัดส่วน หรือ สแตติก ซิกเนเจอร์) ข้อผิดพลาดของหัววัดแบบสวิตชิ่งเกิดจากจังหวะสวิตช์, แอนไอโซทรอปิกของหัววัด, การกระจายตัวของจังหวะสวิตช์, โซนตายรีเซ็ต ฯลฯ ข้อผิดพลาดของหัววัดแบบสแกนเกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับการเคลื่อนที่, ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่กับการเคลื่อนที่, การรบกวนแบบครอสคัปปลิ้ง ฯลฯ
ระยะการสลับของหัววัดสำหรับการสัมผัสระหว่างหัววัดและชิ้นงานกับขนของหัววัด การเบี่ยงเบนของหัววัดจากระยะทาง นี่คือความคลาดเคลื่อนของระบบของหัววัด ค่าแอนไอโซทรอปีของหัววัดคือความไม่สอดคล้องกันของระยะการสลับในทุกทิศทาง เป็นความคลาดเคลื่อนของระบบ แต่โดยทั่วไปจะถือว่าเป็นความคลาดเคลื่อนแบบสุ่ม การสลายตัวของระยะการสลับหมายถึงระดับการกระจายตัวของระยะการสลับระหว่างการวัดซ้ำ การวัดจริงคำนวณจากค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของระยะการสลับในทิศทางเดียว
รีเซ็ตแถบตายหมายถึงการที่แท่งโพรบเบี่ยงเบนจากตำแหน่งสมดุล เอาแรงภายนอกออก แท่งในสปริงจะรีเซ็ตแรง แต่เนื่องจากบทบาทของแรงเสียดทาน แท่งจึงไม่สามารถกลับสู่ตำแหน่งเดิมได้ การเบี่ยงเบนจากตำแหน่งเดิมจึงเป็นการรีเซ็ตแถบตาย
ข้อผิดพลาดเชิงบูรณาการสัมพันธ์ของ CMM
สิ่งที่เรียกว่าข้อผิดพลาดแบบบูรณาการสัมพัทธ์คือความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้และค่าที่แท้จริงของระยะทางจุดต่อจุดในพื้นที่การวัดของ CMM ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้
ค่าความผิดพลาดเชิงบูรณาการสัมพัทธ์ = ค่าการวัดระยะทาง ค่าจริงของระยะทาง
สำหรับการยอมรับโควตา CMM และการสอบเทียบเป็นระยะนั้น ไม่จำเป็นต้องทราบค่าความผิดพลาดของแต่ละจุดในพื้นที่การวัดอย่างแม่นยำ แต่เพียงความแม่นยำของชิ้นงานการวัดพิกัดเท่านั้น ซึ่งสามารถประเมินได้จากค่าความผิดพลาดแบบบูรณาการสัมพันธ์ของ CMM
ข้อผิดพลาดแบบบูรณาการสัมพันธ์กันไม่ได้สะท้อนถึงแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดและข้อผิดพลาดในการวัดขั้นสุดท้ายโดยตรง แต่สะท้อนเฉพาะขนาดของข้อผิดพลาดเมื่อวัดมิติที่เกี่ยวข้องกับระยะทาง และวิธีการวัดก็ค่อนข้างง่าย
ข้อผิดพลาดเวกเตอร์เชิงพื้นที่ของ CMM
ความคลาดเคลื่อนเวกเตอร์เชิงพื้นที่ หมายถึง ความคลาดเคลื่อนเวกเตอร์ ณ จุดใดๆ ในปริภูมิการวัดของ CMM มันคือความแตกต่างระหว่างจุดคงที่ใดๆ ในปริภูมิการวัดในระบบพิกัดมุมฉากในอุดมคติ กับพิกัดสามมิติที่สอดคล้องกันในระบบพิกัดจริงที่ CMM กำหนดไว้
ในทางทฤษฎี ข้อผิดพลาดของเวกเตอร์เชิงพื้นที่คือข้อผิดพลาดของเวกเตอร์ที่ครอบคลุมซึ่งได้มาจากการสังเคราะห์เวกเตอร์ของข้อผิดพลาดทั้งหมดของจุดเชิงพื้นที่นั้น
ความแม่นยำในการวัดของ CMM นั้นมีความต้องการสูงมาก เนื่องจากมีส่วนประกอบและโครงสร้างที่ซับซ้อน รวมถึงปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อความคลาดเคลื่อนในการวัด สาเหตุของความคลาดเคลื่อนคงที่ในเครื่องจักรหลายแกน เช่น CMM มี 4 สาเหตุหลัก ดังนี้
(1) ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตที่เกิดจากความแม่นยำที่จำกัดของชิ้นส่วนโครงสร้าง (เช่น ไกด์และระบบวัด) ความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ถูกกำหนดโดยความแม่นยำในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างเหล่านี้ และความแม่นยำในการปรับแต่งในการติดตั้งและบำรุงรักษา
(2) ข้อผิดพลาดเกี่ยวกับความแข็งจำกัดของชิ้นส่วนกลไกของ CMM ข้อผิดพลาดเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากน้ำหนักของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ข้อผิดพลาดเหล่านี้ถูกกำหนดโดยความแข็งของชิ้นส่วนโครงสร้าง น้ำหนัก และโครงสร้าง
(3) ความคลาดเคลื่อนทางความร้อน เช่น การขยายตัวและการโค้งงอของไกด์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการไล่ระดับอุณหภูมิเพียงครั้งเดียว ความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ถูกกำหนดโดยโครงสร้างเครื่องจักร คุณสมบัติของวัสดุ และการกระจายอุณหภูมิของ CMM และได้รับอิทธิพลจากแหล่งความร้อนภายนอก (เช่น อุณหภูมิแวดล้อม) และแหล่งความร้อนภายใน (เช่น ชุดขับเคลื่อน)
(4) ข้อผิดพลาดของหัววัดและอุปกรณ์เสริม โดยส่วนใหญ่รวมถึงการเปลี่ยนแปลงรัศมีของปลายหัววัดที่เกิดจากการเปลี่ยนหัววัด การเพิ่มแท่งยาว การเพิ่มอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ข้อผิดพลาดแอนไอโซทรอปิกเมื่อหัววัดสัมผัสการวัดในทิศทางและตำแหน่งที่ต่างกัน ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการหมุนของโต๊ะดัชนี
เวลาโพสต์: 17 พ.ย. 2565