ポータブル測定の温度補正

鉄やアルミのような多くの一般的な材料への環境温度と測定している部品の温度は、注目すべき影響があります。Globalsや PMMのような大型自動CMMには、空調管理室や部品温度センサーが最高の結果のために必須なのはこの理由に他なりません。

しかしながらLeica laser trackers や ROMER ポータブルアームのような,ポータブル測定器では、測定システムが測定部品に向かって移動するような設計でその逆ではありません。ほとんどの工場の製造環境は、温度管理があるとしても十分ではありません。これは、ポータブル計測を使用時に、いかに、いつ、部品の熱膨張に気を配るべきかという質問を投げかけます。

ポータブル測定器とソフトウェアパッケージは温度変化の対処に関して以下の異なる方法を提供してくれます。

1.測定部品と同じ材質のリファアンススケールバー、(この技術はセオドライト(経緯儀)の名残り)

2. 別の同じような技術はツールの二か所を測って測定器に二か所間の”調べた"距離を測定器に教えるもの。これはスケールバー方式の変形です。

3. 測定サイクル中に、異なるポイントの材料の温度が測定可能、測定データのスケールで計算された変化を通じて、”CTE”(熱膨張係数)用に補正するツールを備えたシステムのソフトに記録できます。

4. “ノミナル”測定データがすでに存在する沢山の点が測定可能。 “ベストフィット転換”のプロセスを通じて、システムソフトは測定データの”スケール”の変化を計算します。

これらのどれもが制限を持っています。特定の材質の単体のブロックを測定している場合、温度補正のどの方式も問題なく作動します。このケースは、寸法の変化が、”線形”になるので、”完璧”なCTE計算を算出して部品の熱変位を補正できます。

しかしながら現実には均質の材料のブロックを、通常測定することはありません。 特にポータブル計測では、何度も計測するのは、成形、溶接、ボルト締め、同質または異質の材質との張り合わせや固定の部品です。これら材質の組み合わせや向きを通して、材料の拡張や収縮が原因の動きの方向を変えます。実際の世界では、対象物の拡張/縮小は直線的ではなく、何かの方法で、ねじれやたわみ、歪みとなります。 従って、反射的に、熱のサイクル中に、実際に起きていることを特定するにはCTEの補正が、一番良い方法と容易に判断はできません。

とはいえ、どの温度補正方式も、実世界の複雑性のため内在する欠点は隠せません。現実は、温度変化の補正を入れる時、除去以上のエラーを足すことは可能です。一部のオペレータはこれを自覚して、目的物の温度を無視するだけで、熱変位の修正を実行しません。

物理的に、測定環境を操作することは別として、温度補正の完全なソリューションは存在しません。ほとんどの場合、最適合変換を通じて、スケールに計算を委ねることが最良の結果をもたらします。しかし、あらゆるケースに事実と言えず、別の結果がでる可能性があることをオペレータは知る必要があります。ポータブル計測の熟練オペレータなら、部品のサイズや材質、測定対象物の構造を考察して、測定プランを展開する時、特定部品の熱の特性を念頭に置くでしょう。オペレータはさらに、周囲の環境の特色、例えば、発熱源に近い場所、空中温度や、測定作業中の部品温度の変化の可能性を考査すべきです。一連の測定が実行され、ノミナルデータや以前の測定と比較できます。 複数の温度補正方法を試して、特定の測定課題用の最良メソッドを決定しようとするのは、常に好ましい習慣です。一番重要なのは、熟練オペレータが、 実験方法と最終検査プロセスを入念に記録して、測定結果を解釈する者が、必要な情報のすべてを入手することを確認します。