Les sources d'erreurs statiques deMachine à mesurer tridimensionnelleLes principales erreurs comprennent : l’erreur de la machine à mesurer tridimensionnelle elle-même, telle que l’erreur du mécanisme de guidage (ligne droite, rotation), la déformation du système de coordonnées de référence, l’erreur de la sonde, l’erreur de la grandeur étalon ; l’erreur causée par divers facteurs liés aux conditions de mesure, tels que l’influence de l’environnement de mesure (température, poussière, etc.), l’influence de la méthode de mesure et l’influence de certains facteurs d’incertitude, etc.
Les sources d'erreur des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) sont si complexes qu'il est difficile de les détecter, de les isoler et de les corriger une à une. Généralement, seules les sources d'erreur ayant une influence majeure sur la précision de la MMT et celles qui sont les plus faciles à isoler sont corrigées. Actuellement, l'erreur la plus étudiée est l'erreur de mécanisme. La plupart des MMT utilisées en production sont des MMT à système de coordonnées orthogonales. Pour les MMT classiques, l'erreur de mécanisme désigne principalement l'erreur des composantes du mouvement linéaire, incluant l'erreur de positionnement, l'erreur de rectitude, l'erreur de mouvement angulaire et l'erreur de perpendicularité.
Pour évaluer la précision demachine de mesure de coordonnéesPour mettre en œuvre la correction d'erreurs, on utilise comme base le modèle d'erreur inhérente de la machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). Ce modèle définit, analyse, transmet et calcule l'erreur totale de chaque composante d'erreur. Dans le cadre de la vérification de la précision des MMT, l'erreur totale désigne l'erreur combinée reflétant les caractéristiques de précision de la MMT, telles que la précision d'indication et la précision de répétition. Dans le cadre de la correction d'erreurs des MMT, elle désigne l'erreur vectorielle des points spatiaux.
Analyse des erreurs de mécanisme
Dans le mécanisme d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), le rail de guidage limite à cinq degrés de liberté la pièce qu'il guide, et le système de mesure contrôle le sixième degré de liberté dans la direction du mouvement ; ainsi, la position de la pièce guidée dans l'espace est déterminée par le rail de guidage et le système de mesure auquel il appartient.
Analyse des erreurs de sonde
Il existe deux types de palpeurs pour machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) : les palpeurs à contact se divisent en deux catégories : les palpeurs à commutation (également appelés palpeurs à déclenchement tactile ou à signalisation dynamique) et les palpeurs à balayage (également appelés palpeurs proportionnels ou à signalisation statique), selon leur structure. Les erreurs des palpeurs à commutation sont dues à la course du palpeur, à l’anisotropie du palpeur, à la dispersion de la course du palpeur, à la zone morte de réinitialisation, etc. Les erreurs des palpeurs à balayage sont dues à la relation force-déplacement, à la relation déplacement-déplacement, aux interférences de couplage, etc.
La course de commutation du palpeur, correspondant au contact entre le palpeur et la pièce à usiner, correspond à la déviation du palpeur. Il s'agit de l'erreur système du palpeur. L'anisotropie du palpeur se traduit par une variation de la course de commutation selon les directions. Bien qu'il s'agisse d'une erreur systématique, elle est généralement considérée comme une erreur aléatoire. La décomposition de la course de commutation décrit le degré de dispersion de cette course lors de mesures répétées. La mesure réelle est calculée comme l'écart type de la course de commutation dans une direction donnée.
La zone morte de réinitialisation fait référence à l'écart de la tige de la sonde par rapport à sa position d'équilibre. Lorsque la force externe est supprimée, la tige se réinitialise grâce à la force du ressort, mais en raison du frottement, elle ne peut pas revenir à sa position d'origine ; cet écart constitue la zone morte de réinitialisation.
Erreur intégrée relative de la CMM
L'erreur dite relative intégrée correspond à la différence entre la valeur mesurée et la valeur réelle de la distance point à point dans l'espace de mesure de la MMT, qui peut être exprimée par la formule suivante.
Erreur relative intégrée = valeur de la distance mesurée - valeur réelle de la distance
Pour l'acceptation des quotas de MMT et l'étalonnage périodique, il n'est pas nécessaire de connaître précisément l'erreur de chaque point dans l'espace de mesure, mais seulement la précision de la pièce à mesurer selon les coordonnées, qui peut être évaluée par l'erreur intégrée relative de la MMT.
L'erreur intégrée relative ne reflète pas directement la source d'erreur et l'erreur de mesure finale, mais seulement l'ampleur de l'erreur lors de la mesure des dimensions liées à la distance, et la méthode de mesure est relativement simple.
Erreur vectorielle spatiale de la CMM
L'erreur vectorielle spatiale désigne l'erreur vectorielle en tout point de l'espace de mesure d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). Elle correspond à la différence entre les coordonnées d'un point fixe de l'espace de mesure dans un système de coordonnées idéal à angle droit et ses coordonnées tridimensionnelles correspondantes dans le système de coordonnées réel établi par la MMT.
Théoriquement, l'erreur vectorielle spatiale est l'erreur vectorielle globale obtenue par synthèse vectorielle de toutes les erreurs de ce point spatial.
La précision de mesure des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) est très exigeante, car elles comportent de nombreuses pièces et une structure complexe, et de nombreux facteurs influent sur l'erreur de mesure. Voici les quatre principales sources d'erreurs statiques dans les machines multiaxes comme les MMT.
(1) Erreurs géométriques dues à la précision limitée des pièces structurelles (telles que les guides et les systèmes de mesure). Ces erreurs sont déterminées par la précision de fabrication de ces pièces structurelles et par la précision de réglage lors de l'installation et de la maintenance.
(2) Erreurs liées à la rigidité finie des pièces mécaniques de la machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). Elles sont principalement dues au poids des pièces mobiles. Ces erreurs sont déterminées par la rigidité des éléments structurels, leur poids et leur configuration.
(3) Erreurs thermiques, telles que la dilatation et la flexion du guide, causées par des variations de température ponctuelles et des gradients de température. Ces erreurs sont déterminées par la structure de la machine, les propriétés des matériaux et la distribution de température de la machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), et sont influencées par des sources de chaleur externes (par exemple, la température ambiante) et internes (par exemple, le groupe d'entraînement).
(4) erreurs de sonde et d'accessoires, notamment les changements de rayon de l'extrémité de la sonde causés par le remplacement de la sonde, l'ajout d'une longue tige, l'ajout d'autres accessoires ; l'erreur anisotrope lorsque la sonde touche la mesure dans différentes directions et positions ; l'erreur causée par la rotation de la table d'indexage.
Date de publication : 17 novembre 2022