CNC On-machine Measurement Quality Service Provider
在實際測量中,對于同一被測量往往可以采用多種測量方法。為減小測量不確定度,應盡可能遵守以下基本測量原則。
(1)基準統(tǒng)一原則
基準統(tǒng)一原則是指產(chǎn)品設(shè)計基準、工藝基準、檢測基準、裝配基準的統(tǒng)一。
產(chǎn)品設(shè)計基準、工藝基準、檢測基準、裝配基準的統(tǒng)一是保證產(chǎn)品質(zhì)量的先決條件,做不到四基準的統(tǒng)一,產(chǎn)品質(zhì)量控制就無從談起。所以,在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中必須作到四基準統(tǒng)一。
設(shè)計員在產(chǎn)品設(shè)計時既要考慮設(shè)計基準、工藝基準,還要考慮檢測基準和裝配基準;工藝員在編寫工藝及工裝、夾具設(shè)計時,不但要完全領(lǐng)會產(chǎn)品設(shè)計員的設(shè)計思路,而且要按照產(chǎn)品設(shè)計人員的思路能夠?qū)崿F(xiàn)加工;檢驗員既要明白產(chǎn)品設(shè)計思想,還要知道產(chǎn)品加工工藝過程,盡量做到直接檢測,減少測量誤差;裝配工人對產(chǎn)品裝配時,在清楚裝配關(guān)系的同時還要嚴格按照裝配工藝裝配操作。
選擇統(tǒng)一的基準來加工工件上的多個表面,便于保證各加工表面間的相互位置精度,可以避免基準轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的定位誤差,并簡化夾具的設(shè)計和制造工作。例如:軸類零件常采用頂尖孔作為統(tǒng)一的基準加工外圓表面,這樣可以保證各表面之間較高的同軸度;輪盤類零件常用一端面和短孔為基準完成各工序的加工;殼體類零件常用一大平面和兩個距離較遠的孔作為基準。
(2)阿貝原則(長度測量)
阿貝原則定義為:如果要使測量儀器得出正確的測量結(jié)果,則必須將儀器的標尺安裝在被測件測量中心線的延長線上。因此可以稱為共線原則、串聯(lián)原則。
也就是說,量具或儀器的標準量系統(tǒng)和被測尺寸應成串聯(lián)形式。若為并聯(lián)排列,則該計量器具的設(shè)計,或者說其測量方法原理不符合阿貝原則。凡違反阿貝原則所產(chǎn)生的誤差叫阿貝誤差。不符合阿貝原則所產(chǎn)生的誤差是一次誤差,標準尺與被測件的距離越大,誤差越大,它是一種不可忽視的誤差。
符合阿貝原則所產(chǎn)生的誤差是二次誤差,當表尺與被稱為測件測量中心線的夾角很小時,此誤差可忽略不計。
阿貝原則是長度計量的最基本原則,其意義在于,它可以顯著減少測量頭移動方向偏差,對測量結(jié)果的影響,避免了因?qū)к壵`差引起的一次測量誤差。在檢定和測試中遵守阿貝原則可提高測量的準確度。
按阿貝原則設(shè)計的最典型的儀器是阿貝比長儀、立式光學計、測長儀等。這些儀器,由于導軌的直線度誤差所造成的傾斜角的影響只能產(chǎn)生二次誤差,因此對儀器導軌直線度的要求可以降低,這就降低了儀器制造成本。
但缺點是串聯(lián)布置,加大了儀器長度尺寸,溫度對變形影響也大。因此,在某些情況下不得不違反阿貝原則,采用并聯(lián)布置的方式。這時應該采取其他有效措施以減少、甚至消除這種測量原理方面產(chǎn)生的誤差。例如:游標卡尺測工件、萬能工具顯微鏡縱向測量等。為減少所產(chǎn)生的測量誤差(一次誤差),一方面要提高導軌的加工精度,另一方面在測量時盡量縮短標準尺與被測件的距離。
(3)最短測量鏈原則
最短測量鏈原則是指為保證一定的測量準確度,測量鏈的環(huán)節(jié)應該最少,即測量鏈最短,可使總的測量誤差控制在最小的程度。
在間接測量中,與被測量具有函數(shù)關(guān)系的其他量與被測量形成測量鏈。形成測量鏈的環(huán)節(jié)越多,被測量的不確定度越大。因此,應盡可能減少測量鏈的環(huán)節(jié)數(shù),并減少各環(huán)節(jié)的誤差,以保證測量精度。當然,按此原則最好不采用間接測量,而采用直接測量。所以,只有在不可能采用直接測量,或直接測量的精度不能保證時,才采用間接測量。例如,以最少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組,就是最短鏈原則的一種實際應用。
(4)封閉原則(角度測量)
封閉原則又稱閉合原則,它是角度測量的基本原則。其定義為:圓周被分割成若干等分,每等分實際上都不會是理想的等分值,都存在誤差,但圓周分度首尾相接的間距誤差的總和為0。即:0°和360總是重合的。
因此,在測量中,如能滿足封閉條件,則其誤差的總和必然為零,在沒有更高精度的圓分度標準器的情況下,采用“自檢法”可以實現(xiàn)高精度測量的目的。如圓周分度器件:圓刻度盤、圓柱齒輪的測量;方形類器件:方箱、方形角尺的測量,都可以利用封閉原則進行“自檢”。封閉原則對凡能形成圓周封閉條件的場合均可適用。
(5)最小變形原則
最小變形原則是指,在測量過程中,要求被測工件與測量器具之間的相對變形最小。測量過程中,測量器具與被測零件都會因?qū)嶋H溫度偏離標準溫度和受力一(重力和測量力)而產(chǎn)生變形,形成測量誤差。如果采用控制測量溫度及其變動、保證測量器具與被測零件有足夠的等溫時間、選用與被測零件線膨脹系數(shù)相近的測量器具、選用適當?shù)臏y量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當?shù)闹С悬c等方法,都是實現(xiàn)最小變形原則的有效措施。
(6)隨機原則
隨機原則是指,在測量實踐中,對那些影響較大的因素進行分析計算,若屬系統(tǒng)誤差,則可設(shè)法消除其對測量結(jié)果的影響,而對其他的大多數(shù)因素造成的測量誤差,包括不予修正的微小系統(tǒng)誤差,可按隨機誤差處理。
對于隨機誤差,可應用概率與數(shù)理統(tǒng)計原理,通過對一系列測量結(jié)果的處理,減小其對測量結(jié)果的影響。
(7)重復原則
重復原則是指,對同一被測參數(shù)重復進行測量。若測量結(jié)果相同或變化不大,則一般表明測量結(jié)果的可靠性較高。若用精度相近的不同方法測量同一參數(shù)而能獲得相同或相近測量結(jié)果,則表明測量結(jié)果的可靠性很高。
“重復原則”是測量實踐中判斷測量結(jié)果可靠性的常用準則,按“重復原則”還可判斷測量條件是否穩(wěn)定。