Acuratețea Mașinii de Măsurat în Coordonate din secția de producție

Acuratețea mașinii de măsurat în coordonate (CMM) depinde de mediul termic ambiental în care aceasta operează. Modificările de temperatură cauzează măsurarea scărilor, structurii mașinii și obiectelor în stare dilatată, contractată, și, în unele cazuri, deformată într-o manieră non-liniară.

Prin intermediul unor compensări în diferite moduri, aceste modificări termice pot produce incertitudini semnificative de măsurare, în special în contextul măsurării în secția de producție, unde temperatura poate fi dificil de controlat. Prin intermediul trendului continuu de inspecție dimensională în mișcare, începând din laboratoarele metrologice controlate termic și până la secția de producție, înțelegerea modului în care temperatura afectează acuratețea mașinii de măsurat în coordonate (CMM) este mai importantă decât înainte.

În mod tradițional, dependența termică a acurateței unei CMM a fost specificată utilizând domenii de temperatură setate la aproximativ 20°C (68°F). De exemplu, un producător poate specifica o eroare maximă permisă a citirii pentru măsurarea dimensiunilor, MPEE, conform ISO 10360-2, pentru un interval de temperatură de 18-22°C (64-72°F), precum:

MPEE = 3.0 + 3.0 * L / 1000

Unde, MPEE este exprimat în microni, iar L este lungimea de măsurare, exprimată în milimetri.

În timp ce aceasta este o modalitate logică (atât pentru producătorul CMM, cât și pentru client) de a specifica dependența termică a acurateței unei CMM utilizată într-un mediu de laborator, această logică nu se mai aplică și în cazul mașinilor instalate și utilizate într-un mediu în care temperatura nu este bine controlată, atât pe perioadă lungă de timp, cât și pe perioadă scurtă de timp.

În timp ce o singură specificație de temperatură (indiferent dacă este un interval vast sau îngust) este convenabilă pentru producătorul CMM, clientul se bazează doar pe o estimare amplă a producătorului, dar nu extrem de detaliată privind modul în care acuratețea mașinii se modifică în funcție de temperatură. În plus, motivul principal al unui client pentru achiziționarea unei mașini pentru secția de producție este poziționarea acesteia într-o locație în care temperatura ambiantă probabil va afecta acuratețea de măsurare a mașinii de măsurat în coordonate.

Specificații pas cu pas

În mod normal, producătorii CMM au încercat să soluționeze această problemă, specificând acuratețea din punct de vedere al mai multor domenii de temperatură. Se consideră o CMM ipotetică cu o acuratețe determinată astfel:

MPEE = 3,0 + 3,0 * L / 1000 (18-22°C)
MPEE = 3,3 + 4,2 * L / 1000 (16-26°C)
MPEE = 3,5 + 5,0 * L / 1000 (15-30°C)

Având o lungime de măsurare L de 500 mm, aceasta este reprezentată grafic ca fiind o funcție constantă pe treaptă a temperaturii ambientală

Specificații termice continue

Luând în considerare elementele fizice implicate atunci când cadrele metrologice se dilată, contractă sau se deformează din cauza modificărilor de temperatură, intuim faptul că acest tip de funcție constantă pe treaptă nu are o acuratețe exactă. Structurile metrologice nu demonstrează în mod normal modificările acurateței ca funcție constantă pe treaptă a temperaturii, cu degradări instantanee a acurateței care apar atunci când temperatura depășește anumite valori. Sau, în cazul în care acestea există, probabil că nu dorim să efectuăm măsurători cu ele.

În mod clar, este necesară o descriere detaliată în ceea ce privește acuratețea unei CMM în funcție de condițiile temperaturii ambientale variabile în mediile fără suficiente controale termice. O alternativă mai realistă din punct de vedere fizic este specificarea acurateței ca funcție continuă a temperaturii ambientale. Iar din punctul de vedere pragmatic al unui metrolog sau al unui inginer de calitate, acest lucru este mult mai folositor.

Pentru a ilustra acest punct, putem observa actuala CMM. Se consideră o acuratețe a unei CMM pentru mediul de producție 4.5.4 SF de:

MPEE = 3,1 + 0,05 * ?T + (3,0 + 0,2 * ?T) * L / 1000 (15-40°C)

Unde, ?T reprezintă abaterea temperaturii ambientale de 20°C.

Se consideră lungimea de măsurare de 500 mm și graficul MPEE ca funcție a temperaturii ambientale. De această dată, obținem un rezultat mai intuitiv din punct de vedere fizic și unul care este mult mai folositor pentru practicantul metrologic.

Utilitatea este demonstrată mai apoi atunci când reprezentăm pe același grafic exemplul ipotetic anterior în care performanța a fost determinată pentru o serie de domenii termice.

Pentru a oferi utilizatorului o imagine mai precisă a acurateței unei CMM pentru temperaturi variabile, o specificație continuă este un mod compact și elegant prin care se definesc specificațiile de acuratețe a mașinii, acest lucru fiind adecvat în special pentru încorporarea într-un raport automat al rezultatelor măsurătorii.

Variația temperaturii în timp

Alt factor care trebuie luat în considerare atunci când o mașină este dotată cu un domeniu de temperatură extins, continuu sau nu, sunt modificările admisibile de temperatură pe care producătorul le specifică de-a lungul timpului. În mod normal, acest lucru este exprimat ca fiind o modificare într-o perioadă de 1 oră și de 24 de ore. Această specificație informează utilizatorul cu privire gradul de variație a temperaturii permis pentru un interval de timp dat, pentru a menține acuratețea specificată. O modificare mai mare permisă între-o perioadă dată înseamnă faptul că mașina are capacitatea să reziste condițiilor termice în continuă schimbare din mediul de producție.

Indicație practică pentru punerea în funcțiune a unei CMM în mediul de producție

Atunci când alegeți să puneți în folosință o CMM în mediul de producție, este important să evaluați sarcinile de măsurare care trebuie efectuate și să calculați un buget al incertitudinii. Apoi, calculați acuratețea mașinii, utilizând specificațiile termice continue, pentru toate temperaturile diferite care se pot întâlni în mediul dvs. de producție, asigurându-vă că nu depășiți variația termică totală per oră sau per zi. Acest lucră oferă acuratețea pe care o doriți mașinii, în orice moment al zilei. În cazul în care acuratețea mașinii este acceptabilă din punct de vedere al bugetului incertitudinii, este excelent! Puteți utiliza mașina pe durata întregii zile. Dacă nu, trebuie să luați în considerare alternative, ca de exemplu, utilizarea mașinii doar în anumite perioade din zi, sau rularea pieselor fără nicio toleranță pierdută în timpul în care în mediul de producție sunt cele mai ridicate temperaturi.

Utilizarea unei CMM cu specificații termice continue în mediul de producție oferă utilizatorului CMM o imagine completă a performanței dorite pentru o mașină într-un mediu necontrolat. Acest lucru permite un factor de decizie mai bun și mai multă fiabilitate a rezultatelor măsurătorii. O astfel de CMM este mașina pentru mediul de producție 4.5.4SF.