As fontes de erro estático deMáquina de Medição por CoordenadasOs principais erros incluem: o erro da própria Máquina de Medição por Coordenadas, como o erro do mecanismo de guia (linha reta, rotação), a deformação do sistema de coordenadas de referência, o erro da sonda, o erro da grandeza padrão; o erro causado por vários fatores associados às condições de medição, como a influência do ambiente de medição (temperatura, poeira, etc.), a influência do método de medição e a influência de alguns fatores de incerteza, etc.
As fontes de erro em máquinas de medição por coordenadas (MMCs) são tão complexas que é difícil detectá-las, separá-las uma a uma e corrigi-las. Geralmente, apenas as fontes de erro que têm grande influência na precisão da MMC e as mais fáceis de isolar são corrigidas. Atualmente, o erro mais pesquisado é o erro mecânico da MMC. A maioria das MMCs utilizadas na prática de produção são MMCs de sistema de coordenadas ortogonais e, para MMCs em geral, o erro mecânico refere-se principalmente ao erro de componente de movimento linear, incluindo erro de posicionamento, erro de retilineidade, erro de movimento angular e erro de perpendicularidade.
Para avaliar a precisão domáquina de medição por coordenadasPara implementar a correção de erros, utiliza-se como base o modelo de erro inerente da máquina de medição por coordenadas (MMC), no qual devem ser fornecidas a definição, a análise, a transmissão e o erro total de cada item de erro. O chamado erro total, na verificação da precisão das MMCs, refere-se ao erro combinado que reflete as características de precisão das MMCs, ou seja, a precisão de indicação, a precisão de repetição, etc.; na tecnologia de correção de erros de MMCs, refere-se ao erro vetorial dos pontos espaciais.
Análise de erros de mecanismo
As características do mecanismo da CMM (Máquina de Medição por Coordenadas) são as seguintes: o trilho guia limita cinco graus de liberdade à peça guiada por ele, e o sistema de medição controla o sexto grau de liberdade na direção do movimento; portanto, a posição da peça guiada no espaço é determinada pelo trilho guia e pelo sistema de medição ao qual pertence.
Análise de erros de sondagem
Existem dois tipos de pontas de prova para máquinas de medição por coordenadas (MMC): as pontas de contato são divididas em duas categorias: de comutação (também conhecidas como de acionamento por toque ou sinalização dinâmica) e de varredura (também conhecidas como proporcionais ou de sinalização estática), de acordo com sua estrutura. Os erros nas pontas de comutação são causados pelo curso do interruptor, anisotropia da ponta, dispersão do curso do interruptor, zona morta de reinicialização, etc. Os erros nas pontas de varredura são causados pela relação força-deslocamento, relação deslocamento-deslocamento, interferência de acoplamento cruzado, etc.
O curso de comutação da sonda, que corresponde ao tempo de contato entre a sonda e a peça de trabalho até o contato com a ponta de prova, é denominado desvio da sonda em determinada distância. Este é o erro sistemático da sonda. A anisotropia da sonda é a inconsistência do curso de comutação em todas as direções. Trata-se de um erro sistemático, mas geralmente é tratado como um erro aleatório. A decomposição do curso de comutação refere-se ao grau de dispersão do curso de comutação durante medições repetidas. A medição real é calculada como o desvio padrão do curso de comutação em uma direção.
A zona morta de reinicialização refere-se ao desvio da haste da sonda em relação à posição de equilíbrio. Ao remover a força externa, a haste é reinicializada pela força da mola, mas devido ao atrito, não consegue retornar à posição original. Esse desvio em relação à posição original constitui a zona morta de reinicialização.
Erro integrado relativo da CMM
O chamado erro integrado relativo é a diferença entre o valor medido e o valor real da distância ponto a ponto no espaço de medição da CMM, que pode ser expresso pela seguinte fórmula.
Erro integrado relativo = valor da medição da distância - valor real da distância
Para a aceitação de cotas de CMM e calibração periódica, não é necessário conhecer precisamente o erro de cada ponto no espaço de medição, mas apenas a precisão da medição das coordenadas da peça, que pode ser avaliada pelo erro integrado relativo da CMM.
O erro integrado relativo não reflete diretamente a fonte do erro e o erro de medição final, mas apenas reflete a magnitude do erro ao medir as dimensões relacionadas à distância, e o método de medição é relativamente simples.
Erro do vetor espacial da CMM
O erro vetorial espacial refere-se ao erro vetorial em qualquer ponto do espaço de medição de uma CMM. É a diferença entre qualquer ponto fixo no espaço de medição em um sistema de coordenadas ideal de ângulo reto e as coordenadas tridimensionais correspondentes no sistema de coordenadas real estabelecido pela CMM.
Teoricamente, o erro vetorial espacial é o erro vetorial abrangente obtido pela síntese vetorial de todos os erros daquele ponto espacial.
A precisão de medição de uma CMM é muito exigente, pois possui muitas peças e uma estrutura complexa, além de diversos fatores que afetam o erro de medição. Existem quatro principais fontes de erros estáticos em máquinas multieixos, como as CMMs, descritas a seguir.
(1) Erros geométricos causados pela precisão limitada de peças estruturais (como guias e sistemas de medição). Esses erros são determinados pela precisão de fabricação dessas peças estruturais e pela precisão de ajuste na instalação e manutenção.
(2) Erros relacionados à rigidez finita das partes do mecanismo da MMC. Eles são causados principalmente pelo peso das partes móveis. Esses erros são determinados pela rigidez das partes estruturais, seu peso e sua configuração.
(3) Erros térmicos, como expansão e curvatura da guia causados por mudanças pontuais de temperatura e gradientes de temperatura. Esses erros são determinados pela estrutura da máquina, propriedades do material e distribuição de temperatura da CMM e são influenciados por fontes de calor externas (por exemplo, temperatura ambiente) e fontes de calor internas (por exemplo, unidade de acionamento).
(4) erros de sonda e acessórios, incluindo principalmente alterações no raio da extremidade da sonda causadas pela substituição da sonda, adição de uma haste longa, adição de outros acessórios; erro anisotrópico quando a sonda toca a medição em diferentes direções e posições; o erro causado pela rotação da mesa de indexação.
Data da publicação: 17/11/2022