АНАЛІЗ ПОХИБОК ВИМІРЮВАННЯ ПРЕЦЕЗІЙНИХ ДЕТАЛЕЙ ВИМІРЮВАЛЬНОЮ РУКОЮ
DOI:
https://doi.org/10.37406/2706-9052-2024-4.14Ключові слова:
вимірювальна рука, похибка вимірювання, прецизійні деталі, метод Монте-Карло, автоматична корекція, систематична похибка, точність вимірювання, контроль якості, температурна компенсація, метрологіяАнотація
У статті проведено детальний аналіз різних видів похибок, що виникають під час вимірювання прецизійних деталей з використанням вимірювальної руки. Вимірювальні руки є високотехнологічними інструментами, які широко застосовуються у сфері машинобудування, авіаційній промисловості, автомобілебудуванні та інших галузях, де важливі висока точність і повторюваність вимірювань. Особливості конструкції таких пристроїв дають змогу виконувати швидкі та точні вимірювання деталей різної форми, зокрема тих, які мають складну геометрію. Проте точність вимірювальних рук значною мірою залежить від низки факторів, включно з умовами експлуатації, температурними змінами, конструктивними характеристиками інструмента, кваліфікацією оператора та іншими зовнішніми чинниками. Зокрема, розглянуто вплив теплових коливань, які можуть призвести до викривлень конструкції вимірювальної руки і вплинути на точність отриманих результатів. Для аналізу точності вимірювань було використано метод Монте-Карло, що дав змогу отримати ймовірнісні характеристики похибок та визначити найбільш впливові фактори, що спричиняють погіршення точності вимірювання. У статті запропоновано алгоритм автоматичної корекції, який дає змогу компенсувати систематичні похибки та зменшити вплив зовнішніх умов на результати вимірювання. Експериментальні дослідження, проведені в умовах виробництва, підтвердили ефективність запропонованих підходів, продемонструвавши суттєве підвищення надійності вимірювань і точності отриманих даних. Окрім того, у роботі розглянуто методи мінімізації похибок, які виникають внаслідок впливу людського фактора, шляхом автоматизації процесів оброблення результатів вимірювань. Запропоновані методики й алгоритми можуть бути корисними для інженерів, відповідальних за контроль якості продукції, а також для дослідників у сфері метрології, зацікавлених у вдосконаленні вимірювальних технологій для підвищення точності контролю складних деталей.
Посилання
Balsamo A., Di Leo R., Malorana P. Evaluation of CMM uncertainty – Part I: Modelling and experimental validation. Measurement Science and Technology. 1996.
Elsheikh A., Fraser D. Metrology and machine calibration for dimensional measurement. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015.
ISO 14253-1. Geometrical product specifications (GPS) – Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment – Part 1: Decision rules for proving conformance or non-conformance with specifications. International Organization for Standardization, 2013.
ISO 15530-3. Geometrical product specifications (GPS) – Coordinate measuring machines (CMM): Technique for determining the uncertainty of measurement – Part 3: Use of calibrated workpieces or standards. International Organization for Standardization, 2011.
ISO 230-2. Test code for machine tools – Part 2: Determination of accuracy and repeatability of positioning of numerically controlled axes. International Organization for Standardization, 2014.
Ramaswami K., Spanos P. Thermal error modelling and compensation for coordinate measuring machines (CMMs). Precision Engineering. 2011.
Trapet E., Wälde F., Manske E. Geometrical errors of coordinate measuring machines. CIRP Annals. 2007.
Weckenmann A., Peggs G. Error assessment and correction in coordinate metrology. CIRP Annals. 2006.
Zhang G.X., Zhu X. Investigation on error compensation for coordinate measuring machines. Measurement. 2012.