Las fuentes de error estático deMáquina de medición de coordenadasIncluyen principalmente: el error de la propia máquina de medición de coordenadas, como el error del mecanismo de guiado (línea recta, rotación), la deformación del sistema de coordenadas de referencia, el error de la sonda, el error de la magnitud estándar; el error causado por diversos factores asociados a las condiciones de medición, como la influencia del entorno de medición (temperatura, polvo, etc.), la influencia del método de medición y la influencia de algunos factores de incertidumbre, etc.
Las fuentes de error de las máquinas de medición por coordenadas (MMC) son tan complejas que resulta difícil detectarlas, separarlas individualmente y corregirlas. Generalmente, solo se corrigen aquellas fuentes de error que influyen significativamente en la precisión de la MMC y que son más fáciles de separar. Actualmente, el error más estudiado es el error mecánico de la MMC. La mayoría de las MMC utilizadas en la práctica de producción emplean sistemas de coordenadas ortogonales. En general, el error mecánico se refiere principalmente al error del componente de movimiento lineal, que incluye el error de posicionamiento, el error de rectitud, el error de movimiento angular y el error de perpendicularidad.
Para evaluar la precisión de lamáquina de medición de coordenadasPara implementar la corrección de errores, se utiliza como base el modelo de error inherente de la máquina de medición por coordenadas (MMC), en el que se debe definir, analizar, transmitir y calcular el error total de cada elemento de error. El denominado error total, en la verificación de la precisión de las MMC, se refiere al error combinado que refleja las características de precisión de las MMC, es decir, la precisión de indicación, la precisión de repetición, etc. En la tecnología de corrección de errores de las MMC, se refiere al error vectorial de los puntos espaciales.
Análisis de errores del mecanismo
En las características del mecanismo de la máquina de medición por coordenadas (MMC), el riel guía limita cinco grados de libertad a la pieza guiada por él, y el sistema de medición controla el sexto grado de libertad en la dirección del movimiento, por lo que la posición de la pieza guiada en el espacio está determinada por el riel guía y el sistema de medición al que pertenece.
Análisis de errores de sonda
Existen dos tipos de sondas CMM: las sondas de contacto se dividen en dos categorías según su estructura: de conmutación (también conocidas como de activación táctil o de señalización dinámica) y de escaneo (también conocidas como de señalización proporcional o estática). Los errores de las sondas de conmutación se deben a la carrera de conmutación, la anisotropía de la sonda, la dispersión de la carrera de conmutación, la zona muerta de reinicio, etc. Los errores de las sondas de escaneo se deben a la relación fuerza-desplazamiento, la relación desplazamiento-desplazamiento, la interferencia de acoplamiento cruzado, etc.
El desplazamiento de la sonda para el contacto entre la sonda y la pieza de trabajo, medido mediante la lectura de la sonda, se refiere a la desviación de la sonda a una distancia determinada. Este es el error sistemático de la sonda. La anisotropía de la sonda es la inconsistencia del desplazamiento en todas las direcciones. Se trata de un error sistemático, pero generalmente se trata como un error aleatorio. La descomposición del desplazamiento se refiere al grado de dispersión de dicho desplazamiento durante mediciones repetidas. La medición real se calcula como la desviación estándar del desplazamiento en una dirección.
La zona muerta de reinicio se refiere a la desviación de la varilla de la sonda de la posición de equilibrio. Al eliminar la fuerza externa, la varilla se reinicia gracias a la fuerza del resorte, pero debido a la fricción, no puede volver a su posición original. Esta desviación de la posición original es la zona muerta de reinicio.
Error integrado relativo de la CMM
El llamado error integrado relativo es la diferencia entre el valor medido y el valor real de la distancia punto a punto en el espacio de medición de la CMM, que se puede expresar mediante la siguiente fórmula.
Error integrado relativo = valor de medición de distancia / valor real de la distancia
Para la aceptación de cuotas y la calibración periódica de la CMM, no es necesario conocer con precisión el error de cada punto en el espacio de medición, sino solo la exactitud de la pieza de trabajo de medición de coordenadas, que se puede evaluar mediante el error integrado relativo de la CMM.
El error integrado relativo no refleja directamente la fuente del error ni el error de medición final, sino que solo refleja la magnitud del error al medir las dimensiones relacionadas con la distancia, y el método de medición es relativamente simple.
Error vectorial espacial de la CMM
El error vectorial espacial se refiere al error vectorial en cualquier punto del espacio de medición de una máquina de medición por coordenadas (MMC). Es la diferencia entre cualquier punto fijo en el espacio de medición, en un sistema de coordenadas ideal de ángulo recto, y las coordenadas tridimensionales correspondientes en el sistema de coordenadas real establecido por la MMC.
Teóricamente, el error vectorial espacial es el error vectorial global obtenido mediante la síntesis vectorial de todos los errores de ese punto espacial.
La precisión de medición de las máquinas de medición por coordenadas (MMC) es muy exigente, ya que cuentan con numerosas piezas y una estructura compleja, además de muchos factores que afectan al error de medición. Existen cuatro fuentes principales de errores estáticos en máquinas multieje como las MMC, que se describen a continuación.
(1) Errores geométricos causados por la precisión limitada de las piezas estructurales (como guías y sistemas de medición). Estos errores están determinados por la precisión de fabricación de dichas piezas estructurales y la precisión de ajuste durante la instalación y el mantenimiento.
(2) Errores relacionados con la rigidez finita de las partes del mecanismo de la CMM. Estos errores se deben principalmente al peso de las partes móviles. Dichos errores están determinados por la rigidez de las partes estructurales, su peso y su configuración.
(3) Errores térmicos, como la expansión y la flexión de la guía causadas por cambios puntuales de temperatura y gradientes de temperatura. Estos errores están determinados por la estructura de la máquina, las propiedades del material y la distribución de temperatura de la CMM, y se ven influenciados por fuentes de calor externas (p. ej., temperatura ambiente) e internas (p. ej., unidad de accionamiento).
(4) errores de sonda y accesorios, que incluyen principalmente cambios en el radio del extremo de la sonda causados por el reemplazo de la sonda, la adición de una varilla larga, la adición de otros accesorios; error anisotrópico cuando la sonda toca la medición en diferentes direcciones y posiciones; el error causado por la rotación de la mesa indexadora.
Fecha de publicación: 17 de noviembre de 2022