Die statischen Fehlerquellen vonKoordinatenmessgerätDazu gehören hauptsächlich: der Fehler des Koordinatenmessgeräts selbst, wie etwa der Fehler des Führungsmechanismus (gerade Linie, Drehung), die Verformung des Referenzkoordinatensystems, der Fehler der Sonde, der Fehler der Standardmenge; der Fehler, der durch verschiedene Faktoren verursacht wird, die mit den Messbedingungen zusammenhängen, wie etwa der Einfluss der Messumgebung (Temperatur, Staub usw.), der Einfluss der Messmethode und der Einfluss einiger Unsicherheitsfaktoren usw.
Die Fehlerquellen von Koordinatenmessgeräten sind so komplex, dass es schwierig ist, sie einzeln zu erkennen, zu trennen und zu korrigieren. Im Allgemeinen werden nur diejenigen Fehlerquellen korrigiert, die einen großen Einfluss auf die Genauigkeit des Koordinatenmessgeräts haben und die leichter zu trennen sind. Der derzeit am besten erforschte Fehler ist der Mechanismusfehler von Koordinatenmessgeräten. Die meisten in der Produktionspraxis verwendeten KMGs sind KMGs mit orthogonalen Koordinatensystemen. Bei allgemeinen KMGs bezieht sich der Mechanismusfehler hauptsächlich auf den Fehler der linearen Bewegungskomponente, einschließlich Positionierungsfehler, Geradheitsbewegungsfehler, Winkelbewegungsfehler und Rechtwinkligkeitsfehler.
Um die Genauigkeit derKoordinatenmessmaschineoder um eine Fehlerkorrektur zu implementieren, wird das Modell des inhärenten Fehlers des Koordinatenmessgeräts als Grundlage verwendet, in dem die Definition, Analyse, Übertragung und der Gesamtfehler jedes Fehlerelements angegeben werden müssen. Der sogenannte Gesamtfehler bezieht sich bei der Genauigkeitsprüfung von KMGs auf den kombinierten Fehler, der die Genauigkeitseigenschaften von KMGs widerspiegelt, d. h. die Anzeigegenauigkeit, die Wiederholungsgenauigkeit usw.; in der Fehlerkorrekturtechnologie von KMGs bezieht er sich auf den Vektorfehler von Raumpunkten.
Mechanismusfehleranalyse
Die Mechanismuseigenschaften des KMG bestehen darin, dass die Führungsschiene dem von ihr geführten Teil fünf Freiheitsgrade begrenzt und das Messsystem den sechsten Freiheitsgrad in Bewegungsrichtung steuert. Daher wird die Position des geführten Teils im Raum durch die Führungsschiene und das Messsystem, zu dem sie gehört, bestimmt.
Sondenfehleranalyse
Es gibt zwei Arten von KMG-Messtastern: Kontaktmesstaster werden je nach ihrer Struktur in zwei Kategorien unterteilt: Schaltmesstaster (auch als taktiler oder dynamischer Signalgeber bezeichnet) und Scanmesstaster (auch als proportionaler oder statischer Signalgeber bezeichnet). Fehler beim Schaltmesstaster werden durch den Schalthub, die Messtasteranisotropie, die Streuung des Schalthubs, die Totzone beim Zurücksetzen usw. verursacht. Fehler beim Scanmesstaster werden durch das Verhältnis von Kraft zu Weg, Weg zu Weg, Kreuzkopplungsstörungen usw. verursacht.
Der Schaltweg des Tasters entspricht dem Kontakt zwischen Taster und Werkstück und der Tasterauslenkung über eine Distanz. Dies ist der Systemfehler des Tasters. Die Anisotropie des Tasters ist die Inkonsistenz des Schaltwegs in alle Richtungen. Es handelt sich um einen systematischen Fehler, der jedoch üblicherweise als Zufallsfehler behandelt wird. Die Zerlegung des Schaltwegs bezeichnet den Grad der Streuung des Schaltwegs bei wiederholten Messungen. Der tatsächliche Messwert wird als Standardabweichung des Schaltwegs in eine Richtung berechnet.
Der Totbereich zum Zurücksetzen bezieht sich auf die Abweichung der Sondenstange von der Gleichgewichtsposition. Wenn die externe Kraft entfernt wird, wird die Stange durch die Federkraft zurückgesetzt. Aufgrund der Reibung kann die Stange jedoch nicht in die ursprüngliche Position zurückkehren. Die Abweichung von der ursprünglichen Position ist der Totbereich zum Zurücksetzen.
Relativer integrierter Fehler des KMG
Der sogenannte relative integrierte Fehler ist die Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem wahren Wert der Punkt-zu-Punkt-Distanz im Messraum des KMG, die durch die folgende Formel ausgedrückt werden kann.
Relativer integrierter Fehler = Entfernungsmesswert a Entfernungswahrwert
Für die KMG-Quotenabnahme und die regelmäßige Kalibrierung ist es nicht erforderlich, den Fehler jedes einzelnen Punkts im Messraum genau zu kennen, sondern nur die Genauigkeit des Koordinatenmesswerkstücks, die anhand des relativen integrierten Fehlers des KMG beurteilt werden kann.
Der relative integrierte Fehler spiegelt nicht direkt die Fehlerquelle und den endgültigen Messfehler wider, sondern spiegelt nur die Größe des Fehlers bei der Messung der entfernungsbezogenen Abmessungen wider, und die Messmethode ist relativ einfach.
Raumvektorfehler des KMG
Der Raumvektorfehler bezeichnet den Vektorfehler an jedem beliebigen Punkt im Messraum eines KMG. Er ist die Differenz zwischen einem beliebigen festen Punkt im Messraum in einem idealen rechtwinkligen Koordinatensystem und den entsprechenden dreidimensionalen Koordinaten im tatsächlichen Koordinatensystem des KMG.
Theoretisch ist der Raumvektorfehler der umfassende Vektorfehler, der durch die Vektorsynthese aller Fehler dieses Raumpunkts erhalten wird.
Die Messgenauigkeit von KMGs ist sehr anspruchsvoll. Sie bestehen aus vielen Teilen und einer komplexen Struktur, und viele Faktoren beeinflussen den Messfehler. Es gibt vier Hauptquellen für statische Fehler bei mehrachsigen Maschinen wie KMGs.
(1) Geometrische Fehler, die durch die begrenzte Genauigkeit von Strukturteilen (wie Führungen und Messsystemen) verursacht werden. Diese Fehler werden durch die Fertigungsgenauigkeit dieser Strukturteile und die Einstellgenauigkeit bei Installation und Wartung bestimmt.
(2) Fehler, die mit der begrenzten Steifigkeit der mechanischen Teile des KMG zusammenhängen. Sie werden hauptsächlich durch das Gewicht der beweglichen Teile verursacht. Diese Fehler werden durch die Steifigkeit der Strukturteile, ihr Gewicht und ihre Konfiguration bestimmt.
(3) Thermische Fehler, wie z. B. Ausdehnung und Biegung der Führung, die durch einmalige Temperaturänderungen und Temperaturgradienten verursacht werden. Diese Fehler werden durch die Maschinenstruktur, die Materialeigenschaften und die Temperaturverteilung des KMG bestimmt und durch externe Wärmequellen (z. B. Umgebungstemperatur) und interne Wärmequellen (z. B. Antriebseinheit) beeinflusst.
(4) Sonden- und Zubehörfehler, hauptsächlich Änderungen des Radius des Sondenendes, die durch den Austausch der Sonde, das Hinzufügen einer langen Stange oder das Hinzufügen von anderem Zubehör verursacht werden; anisotroper Fehler, wenn die Sonde die Messung in verschiedenen Richtungen und Positionen berührt; der durch die Drehung des Rundschalttisches verursachte Fehler.
Veröffentlichungszeit: 17. November 2022