정적 오류 소스좌표 측정기주로 다음과 같습니다: 좌표 측정기 자체의 오차, 예를 들어 가이드 메커니즘(직선, 회전)의 오차, 기준 좌표계의 변형, 프로브의 오차, 표준량의 오차; 측정 환경(온도, 먼지 등)의 영향, 측정 방법의 영향 및 일부 불확도 요소의 영향 등 측정 조건과 관련된 다양한 요인으로 인해 발생하는 오차 등입니다.
좌표 측정기의 오차 원인은 매우 복잡하여 하나하나 검출, 분리, 수정하기가 어렵습니다. 일반적으로 좌표 측정기의 정확도에 큰 영향을 미치는 오차 원인과 분리가 용이한 오차 원인만 수정합니다. 현재 가장 많이 연구되는 오차는 좌표 측정기의 메커니즘 오차입니다. 생산 현장에서 사용되는 대부분의 CMM은 직교 좌표계 CMM이며, 일반적인 CMM의 경우 메커니즘 오차는 주로 위치 오차, 진직도 오차, 각운동 오차, 수직도 오차를 포함한 선형 운동 성분 오차를 의미합니다.
정확도를 평가하려면좌표 측정기또는 오차 보정을 구현하기 위해 좌표 측정기의 고유 오차 모델을 기반으로 각 오차 항목의 정의, 분석, 전달 및 총 오차를 제시해야 합니다. CMM 정확도 검증에서 총 오차는 CMM의 정확도 특성, 즉 지시 정확도, 반복 정확도 등을 반영하는 합성 오차를 의미하며, CMM 오차 보정 기술에서는 공간 점의 벡터 오차를 의미합니다.
메커니즘 오류 분석
CMM의 기구적 특성상 가이드 레일은 가이드 레일에 의해 가이드되는 부품의 5자유도를 제한하고, 측정 시스템은 운동 방향의 6자유도를 제어하므로 공간에서 가이드되는 부품의 위치는 가이드 레일과 해당 측정 시스템에 의해 결정됩니다.
프로브 오류 분석
CMM 프로브에는 두 가지 유형이 있습니다. 접촉식 프로브는 구조에 따라 스위칭(터치 트리거 또는 동적 신호라고도 함)과 스캐닝(비례 또는 정적 신호라고도 함)의 두 가지 범주로 나뉩니다. 스위칭 프로브 오류는 스위치 스트로크, 프로브 이방성, 스위치 스트로크 분산, 리셋 데드존 등으로 인해 발생합니다. 스캐닝 프로브 오류는 힘-변위 관계, 변위-변위 관계, 교차 결합 간섭 등으로 인해 발생합니다.
프로브와 작업물이 접촉하는 프로브의 스위칭 스트로크는 프로브의 머리카락을 통해 들리며, 프로브의 편향은 거리로 측정됩니다. 이것이 프로브의 시스템 오차입니다. 프로브의 이방성은 모든 방향에서 스위칭 스트로크의 불일치를 나타냅니다. 이는 체계적인 오차이지만, 일반적으로 무작위 오차로 취급됩니다. 스위치 이동 거리의 분해는 반복 측정 중 스위치 이동 거리의 분산 정도를 나타냅니다. 실제 측정값은 한 방향의 스위치 이동 거리의 표준 편차로 계산됩니다.
리셋 데드밴드는 프로브 막대가 평형 위치에서 벗어난 것을 말하며, 외부 힘을 제거하고 스프링 힘으로 막대를 리셋하지만 마찰 작용으로 인해 막대가 원래 위치로 돌아갈 수 없으며, 원래 위치에서 벗어난 것이 리셋 데드밴드입니다.
CMM의 상대적 적분 오차
소위 상대적분오차는 CMM의 측정공간에서 지점간 거리의 측정값과 실제값의 차이로, 다음 공식으로 표현할 수 있다.
상대적분오차 = 거리측정값과 거리실제값
CMM 할당량 승인 및 정기적 교정을 위해서는 측정 공간의 각 지점의 오차를 정확히 알 필요는 없지만, CMM의 상대적 적분 오차를 통해 평가할 수 있는 좌표 측정 작업물의 정확도만 알면 됩니다.
상대적분오차는 오차원인과 최종 측정오차를 직접적으로 반영하는 것이 아니라, 거리에 관련된 치수를 측정할 때 오차의 크기만을 반영하며, 측정방법도 비교적 간단하다.
CMM의 공간 벡터 오차
공간 벡터 오차는 CMM 측정 공간의 임의 지점에서 발생하는 벡터 오차를 의미합니다. 이는 이상적인 직각 좌표계의 측정 공간 내 임의 고정점과 CMM이 설정한 실제 좌표계의 해당 3차원 좌표 간의 차이입니다.
이론적으로 공간 벡터 오차는 해당 공간 지점의 모든 오차를 벡터 합성하여 얻은 포괄적인 벡터 오차입니다.
CMM의 측정 정확도는 매우 까다로우며, 부품이 많고 구조가 복잡하여 측정 오차에 영향을 미치는 요인이 많습니다. CMM과 같은 다축 기계에서 정적 오차의 주요 원인은 다음과 같습니다.
(1) 구조 부품(가이드 및 측정 시스템 등)의 제한된 정확도로 인해 발생하는 기하학적 오차. 이러한 오차는 구조 부품의 제조 정확도와 설치 및 유지 보수 시 조정 정확도에 의해 결정됩니다.
(2) CMM 기구부의 유한 강성과 관련된 오차. 주로 움직이는 부품의 무게에 의해 발생하며, 구조 부품의 강성, 무게, 그리고 형상에 의해 결정됩니다.
(3) 열적 오류: 단일 온도 변화 및 온도 구배로 인해 발생하는 가이드의 팽창 및 굽힘과 같은 오류입니다. 이러한 오류는 CMM의 기계 구조, 재료 특성 및 온도 분포에 의해 결정되며 외부 열원(예: 주변 온도) 및 내부 열원(예: 구동 장치)의 영향을 받습니다.
(4) 프로브 및 부속품 오차는 주로 프로브 교체, 긴 막대 추가, 기타 부속품 추가로 인해 발생하는 프로브 끝 반경의 변화를 포함합니다. 프로브가 측정 방향과 위치가 다를 때 발생하는 이방성 오차, 인덱싱 테이블의 회전으로 인해 발생하는 오차입니다.
게시 시간: 2022년 11월 17일