Được xuất bản bởi UNIMETRO.

Lời giới thiệu

Khi sản xuất các thành phần chính xác cao cho các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ và gia công chính xác,Độ chính xác của CMM đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo kết quả kiểm tra đáng tin cậy và chất lượng sản phẩm nhất quánĐối với các kỹ sư đánh giá các hệ thống CMM, simply comparing nominal accuracy values on datasheets is far from enough — understanding what affects coordinate measuring machine accuracy and how each factor shapes real-world measurement performance is the key to selecting a reliable, giải pháp CMM dài hạn.

Độ chính xác của máy đo tọa độ không được xác định bởi một đặc điểm kỹ thuật duy nhất. Thay vào đó, nó là kết quả toàn diện của cấu trúc cơ khí, hệ thống thăm dò, kiểm soát môi trường,tiêu chuẩn hiệu chuẩnHướng dẫn này giải thích đầy đủ định nghĩa về độ chính xác CMM, toàn bộ các yếu tố ảnh hưởng, tiêu chuẩn xác minh hiệu suất ISO 10360và các chiến lược có thể thực hiện để tối đa hóa độ chính xác đo, giúp các chuyên gia sản xuất đưa ra quyết định mua hàng và kiểm soát chất lượng dựa trên dữ liệu.

Độ chính xác CMM là gì?

Độ chính xác CMM đề cập đến mức độ nhất quán giữa dữ liệu đo của máy đo tọa độ và giá trị kích thước thực sự của một mảnh làm việc.Nó phản ánh trực tiếp khả năng của máy để nắm bắt tọa độ hình học chính xác, dung sai kích thước, và hình thức / vị trí lỗi của các bộ phận.

Nói một cách đơn giản, càng nhỏ sai số đo, độ chính xác CMM càng cao và kết quả kiểm tra càng đáng tin cậy cho kiểm soát chất lượng và xác nhận sản xuất.

Ví dụ thực tế về độ chính xác đo CMM

• Độ kính thực sự của mảnh: 25.000 mm

• Chiều kính đo CMM: 25,001 mm

• Lỗi đo cuối cùng: 0,001 mm (1 μm)

CMM chính xác cao làm giảm các lỗi đo và cải thiện độ tin cậy trong kết quả kiểm tra,đảm bảo tuân thủ các yêu cầu dung sai công nghiệp nghiêm ngặt và tránh mất phế liệu do phát hiện không chính xác.

Làm thế nào để xác định độ chính xác CMM? (Tiêu chuẩn ISO 10360)

Tất cả các nhà sản xuất CMM chính xác chính thống tuân theoTiêu chuẩn quốc tế ISO 10360đối với các thông số kỹ thuật chính xác CMM và xác minh hiệu suất, tiêu chuẩn công nghiệp phổ biến để đánh giá độ chính xác máy đo tọa độ trên toàn thế giới.

Độ chính xác CMM được xác định một cách thống nhất bởiLỗi đo chiều dài tối đa cho phép (MPEE)Công thức:

MPEE = (A + L/K) μm

Định nghĩa tham số:

• A: lỗi cấu trúc cố định của CMM (thường xuyên cho cùng một mô hình máy)

• L: Chiều dài đo thực tế của mảnh (đơn vị: mm)

• K: Nhân tố quy mô được xác định theo cấu hình máy

Ví dụ tính toán chính xác

Đối với CMM cầu chính xác với thông số kỹ thuậtMPEE = (1,5 + L/350) μm:

Khi đo một mảnh làm việc 350 mm: Độ chính xác = 1,5 + 350/350 =2.5 μm

Công thức này minh họa rõ một quy tắc cơ bản của ngành: Sai số đo CMM tăng nhẹ với sự gia tăng chiều dài đo.đó là lý do tại sao độ chính xác CMM cầu và phù hợp kích thước là rất quan trọng cho lựa chọn mua.

Ngoài MPEE (Sự sai số tối đa cho phép đo chiều dài), xác minh hiệu suất CMM cũng bao gồm đánh giá lỗi thăm dò (MPEP),đo độ chính xác và khả năng lặp lại của hệ thống thăm dòCác nhà sản xuất thường chỉ định độ chính xác CMM bằng cách sử dụng giá trị MPEE trong trang dữ liệu sản phẩm, trong khi MPEP cung cấp thông tin kỹ thuật bổ sung về sự ổn định và chính xác của hệ thống thăm dò.Cả hai số liệu đều là tiêu chí quan trọng của ISO 10360 để đánh giá hiệu suất CMM toàn diện.

Độ chính xác CMM so với khả năng lặp lại: Sự khác biệt là gì?

Nhiều người mua sản xuất và kỹ sư chất lượng nhầm lẫn độ chính xác và khả năng lặp lại của CMM, mặc dù hai số liệu đại diện cho khả năng đo lường khác nhau.

Độ chính xác CMMmô tả mức độ gần của kết quả đo lường duy nhất với giá trị kích thước thực sự của mảnh làm việc, phản ánh độ chính xác tuyệt đối của máy.

Khả năng lặp lại CMMmô tả mức độ nhất quán mà một CMM có thể tạo ra kết quả đo giống hệt nhau khi kiểm tra cùng một bộ phận trong cùng một điều kiện, phản ánh sự ổn định hoạt động của máy.

Một CMM có khả năng lặp lại tuyệt vời vẫn có thể cung cấp dữ liệu không chính xác nếu được hiệu chỉnh không đúng cách.

7 yếu tố cốt lõi quyết định độ chính xác của máy đo phối hợp

Nhiều người mua tìm kiếm những gì ảnh hưởng đến độ chính xác CMM trong quá trình mua sắm thiết bị. Dưới đây là bảy yếu tố quyết định bao gồm phần cứng, môi trường, phần mềm và hoạt động,có khả năng xác định đầy đủ sự ổn định đo lường lâu dài của bất kỳ máy đo tọa độ nào.

1. Cấu trúc và thiết kế máy móc

Cấu trúc cơ khí là nền tảng của độ chính xác CMM vốn có, trực tiếp xác định độ cứng, ổn định và khả năng chống can thiệp của máy.

Cơ sở đá granit chính xác cao

Granite tự nhiên cao cấp cung cấp sự ổn định nhiệt tuyệt vời và độ cứng cấu trúc, kết hợp với độ dập rung đáng tin cậy và ổn định kích thước lâu dài.Vật liệu này giảm thiểu biến dạng cấu trúc và giảm các lỗi đo lường tiềm ẩn do thay đổi nhiệt độ và căng thẳng cơ khí.

Hệ thống mang khí không ma sát

CMM cầu chính xác sử dụng rộng rãi vòng bi không khí thay vì vòng bi cơ học truyền thống, cho phép chuyển động trục gần như không ma sát. Điều này đảm bảo di chuyển trơn tru và đồng đều của tất cả các trục,Giảm hao mòn cơ khí, và duy trì tính lặp lại và ổn định đo lường lâu dài.

Cấu trúc cầu cứng

Cấu trúc kiểu cầu là cấu hình công nghiệp trưởng thành nhất, cung cấp độ cứng cấu trúc ổn định và ổn định động.Nó hỗ trợ đo chính xác cao trong một phạm vi rộng và duy trì độ chính xác nhất quán trong thời gian dàiCác CMM cầu chất lượng cao, chẳng hạn như những cái được cung cấp bởi UNIMETRO, kết hợp các nguyên tắc thiết kế đã được chứng minh để duy trì hiệu suất thực địa đáng tin cậy.

2. Hiệu suất hệ thống thăm dò

Máy thăm dò đóng vai trò là giao diện giữa CMM và mảnh làm việc, chịu trách nhiệm thu thập các điểm đo chính xác trong quá trình kiểm tra.Ngay cả cấu trúc máy chính xác nhất cũng không thể cung cấp dữ liệu đáng tin cậy nếu không có hệ thống thăm dò có trình độ.

Hệ thống thăm dò kiểm soát độ chính xác thu thập điểm, sự nhất quán lực tiếp xúc, tính lặp lại đo lường và hiệu quả kiểm tra.CMM chính xác hiện đại hỗ trợ cấu hình thăm dò đa loại để thích nghi với các kịch bản công nghiệp đa dạng:

• Máy thăm dò kích hoạt bằng cảm ứng: Lý tưởng cho kiểm tra dung sai kích thước và hình học thông thường, với vị trí điểm ổn định và chính xác

• Máy quét analog: Thu thập dữ liệu hiệu quả về các bề mặt tự do phức tạp, phù hợp với phát hiện chính xác không gian và khuôn

• Máy thăm dò quang học và laser: Cho phép đo không tiếp xúc cho các mảnh vỡ, mềm hoặc dễ biến dạng

3. Hội thảo Điều kiện môi trường

Môi trường là yếu tố dễ dàng bị bỏ qua nhất ảnh hưởng đến độ chính xác của máy đo tọa độ.

Độ ổn định nhiệt độ

Chuẩn CMM hiệu chuẩn và đo dựa trên 20 ° C (68 ° F). biến động nhiệt độ nhỏ sẽ gây ra sự mở rộng nhiệt và co lại của các mảnh, cấu trúc máy và các thành phần thăm dò,dẫn đến sai lệch đo lường có hệ thốngHầu hết các CMM hiện đại tích hợp các chức năng bù đắp nhiệt độ để bù đắp các lỗi môi trường một phần,nhưng duy trì một phòng kiểm tra nhiệt độ liên tục vẫn là đảm bảo cốt lõi cho độ chính xác tối ưu.

Kiểm soát độ ẩm và rung động

Độ ẩm quá mức sẽ ăn mòn các thành phần điện tử và ảnh hưởng đến sự ổn định lâu dài của máy; rung động từ các công cụ máy CNC gần đó, máy nén,và thiết bị xử lý làm gián đoạn sự ổn định trục và làm giảm khả năng lặp lại đo lườngKiểm soát môi trường ổn định là điều cần thiết cho hiệu suất CMM nhất quán trong môi trường công nghiệp.

4. Chuẩn chuẩn và bảo trì phòng ngừa

Hiệu suất phần cứng tuyệt vời đòi hỏi hiệu chuẩn hóa và bảo trì để duy trì độ chính xác lâu dài.ngay cả cho các mô hình cao cấp.

Định chuẩn thường xuyên tuân thủ nghiêm ngặtISO 10360Các tiêu chuẩn có thể xác minh độ chính xác quy mô, lỗi hình học, tình trạng trình độ thăm dò và hiệu suất thể tích.phát hiện mài mòn thăm dò, và cập nhật phần mềm, có hiệu quả tránh các sai lệch đo không mong đợi và kéo dài tuổi thọ máy.Làm thế nào CMM được hiệu chuẩn?

5Khả năng phần mềm đo lường

Phần cứng máy thiết lập nền tảng cho độ chính xác, trong khi phần mềm xác định hiệu quả và tính nhất quán của phép đo.Phần mềm đo lường tiên tiến là một yếu tố quan trọng trong việc ổn định và cải thiện độ chính xác CMM tổng thể.

Nền tảng CMM chuyên nghiệp, bao gồm cả Rational DMIS CAD, cung cấp các chức năng cốt lõi như tối ưu hóa đường đo thông minh, nhận dạng tính năng tự động, so sánh CAD một cú nhấp chuột,Đánh giá GD&T tiêu chuẩnCác công cụ này làm giảm các lỗi hoạt động bằng tay, thống nhất các tiêu chuẩn kiểm tra,và cải thiện tính nhất quán đo lường trong sản xuất lô.

6- Bề mặt và tình trạng cố định

Không phải tất cả các lỗi đo đều đến từ CMM. Tình trạng mẩu làm việc là một yếu tố bên ngoài quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác.và cố định không ổn định tất cả sẽ dẫn đến điểm đo không chính xác và sai lệch dữ liệu.

Việc làm sạch, tháo râu và cố định không bị biến dạng là những điều kiện tiên quyết thiết yếu cho phép đo chính xác cao.

7. Chuyên nghiệp của nhà điều hành & Chiến lược đo lường

Các CMM tự động hiện đại vẫn dựa vào lập kế hoạch chuyên nghiệp của người vận hành.và xây dựng chiến lược kiểm tra đều ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của dữ liệu cuối cùng. Đào tạo chuyên nghiệp tiêu chuẩn có thể hợp nhất hiệu quả các đặc điểm kỹ thuật hoạt động và đảm bảo kết quả kiểm tra lặp lại và đáng tin cậy.

Các yếu tố phổ biến làm giảm độ chính xác của CMM

Tóm lại các kịch bản ứng dụng công nghiệp thực tế, các vấn đề phổ biến sau đây là nguyên nhân chính làm giảm độ chính xác đo CMM, giúp người dùng nhanh chóng khắc phục sự bất thường về độ chính xác: