کالیبراسیون ابزار یک گام اساسی برای اطمینان از دقت ماشینکاری است و مستقیماً بر کیفیت محصول و تولید تأثیر میگذارد.
راندمان. مکانیسم اصلی که کالیبراسیون ابزار بر دقت ماشینکاری تأثیر میگذارد در جنبههایی منعکس میشود
مانند انتقال خطای اندازهگیری، کنترل پارامترهای فرآیند و دقت بازرسی کیفیت.
طبق استانداردهای بینالمللی ISO 9001 مشخصات فنی اندازهشناسی، چرخه کالیبراسیون برای اندازهگیری
تجهیزات عموماً 6 تا 12 ماه است و برای ابزارهای دقیق 3 تا 6 ماه است. عدم قطعیت اندازهگیری ابزارها
باید در 1/10 تا 1/3 تلرانس قطعه کار اندازهگیری شده کنترل شود، به این معنی که اندازهگیری
دقت باید حداقل سه برابر بیشتر از دقت ماشینکاری باشد.
دقت کالیبراسیونکولیس ورنیه ±0.02mm است، مناسب برای قطعات با درجه تلرانس IT7-IT12؛
دقت کالیبراسیون میکرومتر ±0.002mm است، مناسب برای درجههای تلرانس IT5-IT8؛
و دقت کالیبراسیون شاخصهای شمارهگیر ±0.001mm است، که برای بازرسی درجه تلرانس IT4-IT6 استفاده میشود.
I. مکانیسم انتقال خطاهای اندازهگیری بر دقت پردازش
1. خطاهای سیستماتیک عوامل اصلی تأثیرگذار بر دقت پردازش هستند. رانش نقطه صفر ابزارهای اندازهگیری منجر به
انحرافات ابعادی تجمعی. به عنوان مثال، خطای نقطه صفر 0.005 میلیمتری در یک میکرومتر باعث ایجاد همان
انحراف در تمام نتایج اندازهگیری میشود که مستقیماً بر دقت ابعادی قطعه کار تأثیر میگذارد.
2. خطاهای تصادفی بر تکرارپذیری اندازهگیریها و پایداری پردازش تأثیر میگذارند. خطاهای تصادفی
ناشی از سایش ابزارهای اندازهگیری منجر به پراکندگی در نتایج اندازهگیری، افزایش انحراف معیار میشود.
و تأثیر بر شاخص قابلیت فرآیند مقدار Cpk. زبری سطح تأثیر قابل توجهی بر تماس دارد
اندازهگیریها، و هنگامی که سطح اندازهگیری شده دارای مقدار Ra 3.2 μm باشد، عدم قطعیت اندازهگیری
50% افزایش مییابد.
خطای انسانی ناشی از تفاوت در مهارتهای اپراتور میتواند بین 0.005 تا 0.02 میلیمتر بین کارگران ماهر متفاوت باشد.
و مبتدیان. خطاهای تصادفی ناشی از عوامل خارجی مانند لرزش محیطی و اختلالات جریان هوا
باید با میانگینگیری از چندین اندازهگیری کاهش یابد. کنترل خطاهای تصادفی مستلزم
ایجاد روشهای عملیاتی استاندارد، استانداردسازی روشهای اندازهگیری، آموزش منظم،
و ایجاد یک محیط اندازهگیری پایدار.
3. ارزیابی عدم قطعیت یک روش علمی برای تجزیه و تحلیل خطا است. عدم قطعیت کلاس A از طریق آماری به دست میآید
تجزیه و تحلیل و تکرارپذیری اندازهگیری را منعکس میکند. عدم قطعیت کلاس B از گواهیهای کالیبراسیون
دستگاههای استاندارد، شاخصهای فنی ابزارهای اندازهگیری و غیره مشتق شده و انحرافات سیستماتیک را منعکس میکند.
عدم قطعیت استاندارد ترکیبی با ترکیب هر جزء با توجه به ریشه و روش به دست میآید.
و عدم قطعیت گسترش یافته به عنوان ضریب انبساط k = 2 مربوط به اطمینان در نظر گرفته میشود
احتمال 95%. تأیید قابلیت اندازهگیری با مقایسه با استانداردهای برتر انجام میشود تا
تأیید کنید که سیستم اندازهگیری الزامات دقت را برآورده میکند.
II. الزامات و روشهای فنی کالیبراسیون ابزار اندازهگیری دقیق
1. کالیبراسیون ابزارهای اندازهگیری طول، یک سیستم ردیابی گام به گام را اتخاذ میکند. طول موج لیزر
به عنوان مرجع طول عمل میکند، با دقت 10⁻⁹ سطح. دقت بلوکهای اندازهگیری درجه یک
±0.05 μm است که برای کالیبراسیون ابزارهای اندازهگیری دقیق و تجهیزات اندازهگیری استفاده میشود.
بلوکهای اندازهگیری کار دارای دقت ±0.1 - 0.5 μm هستند که برای کالیبراسیون رایج استفاده میشوند
ابزارهای اندازهگیری. کالیبراسیون کولیس از ترکیبی از بلوکهای اندازهگیری استاندارد برای تشخیص استفاده میکند
خطای نشانگر در هر نقطه اندازهگیری.
کالیبراسیون میکرومتر نیاز به بررسی نقطه صفر، خطای نشانگر و پارامترهای نیروی اندازهگیری دارد.نیروی اندازهگیری استاندارد 5 - 10 N است. محیط کالیبراسیون به دمای 20 ± 1℃،
رطوبت نسبی 45% - 65% و عدم تداخل لرزش نیاز دارد. گواهی کالیبراسیون باید ارائه دهد
اصلاحاتمقادیر و عدم قطعیت اندازهگیری. در طول دوره اعتبار گواهی،
هنگام استفاده از آن، اصلاحات لازم است.2. کالیبراسیون ابزار اندازهگیری زاویه بر اساس انتقال مرجع زاویه است.
یک منشور چند وجهی به عنوان مرجع زاویه عمل میکند، با دقت تا 0.1 ثانیه قوس. کالیبراسیون
از سنج سینوسی از گیجهای استاندارد در ترکیب برای آزمایش دقت تنظیم زاویه استفاده میکند. کالیبراسیون
خطکش زاویه جهانی نیاز به بررسی خطاهای نشانگر در هر موقعیت زاویه، با نیاز دقت دارد
از ±2' تا ±5'. کالیبراسیون ابزار تراز، حساسیت و خطای نشانگر را آزمایش میکند، با
دقتاز 0.01 -0.1 mm/m.
3. کالیبراسیون ابزارهای اندازهگیری شکل شامل پارامترهای هندسی پیچیده است. کالیبراسیون راستا
از تداخلسنجهای لیزری یا راهنماهای دقیق برای اندازهگیری انحراف راستای مرجع استفاده میکند.
کالیبراسیون صافی از ماشینهای اندازهگیری سه مختصاتی یا ابزارهای صافی لیزری برای ایجاد استفاده میکند
مرجع صافی.
III. کاربرد ابزارهای اندازهگیری و تضمین دقت در حین پردازش
1. انتخاب ابزارهای اندازهگیری بین فرآیندها مستقیماً بر کنترل کیفیت پردازش تأثیر میگذارد.
در مرحله ماشینکاری خشن، از ابزارهای اندازهگیری معمولی مانند خطکشهای فولادی و کولیس ورنیه استفاده میشود.
با الزامات دقت نسبتاً کم، و تمرکز بر کنترل ابعاد باقیمانده است. برای نیمهتمام
ماشینکاری، ابزارهای اندازهگیری دقیق مانند میکرومتر و شاخصهای شمارهگیر برای نظارت بر
تغییرات در روند اندازه. در مرحله ماشینکاری نهایی، از ابزارهای اندازهگیری با دقت بالا مانند فاصلهیابهای لیزری استفاده میشود
و ماشینهای اندازهگیری سه مختصاتی برای اطمینان از دقت ابعادی نهایی استفاده میشود. اندازهگیری آنلاین
فناوری سیستمهای پروب را ادغام میکند تا به تشخیص خودکار در حین پردازش دست یابد، با دقت
از ±0.001 - 0.005mm. کالیبراسیون پروب دستگاه از توپهای استاندارد یا بلوکهای گیج برای ایجاد استفاده میکند
یک رابطه دقیق بین پروب و سیستم مختصات دستگاه. اندازهگیری خودکار
سیستم میتواند خطاهای پردازش را جبران کند، در نتیجه دقت و راندمان پردازش را بهبود میبخشد.
2. تنظیم ابزار و دقت تراز بر ابعاد پردازش تأثیر میگذارد. دقت ابزار تراز
ابزار ±0.002 - 0.005mm است که برای پیش تنظیم طول و قطر ابزار استفاده میشود. تراز لیزری
ابزار دارای دقت ±0.001 - 0.003mm است که امکان جبران ابزار با دقت بالا را فراهم میکند. پروب تماسی
تراز دارای دقت ±0.0005 - 0.002mm است که برای پردازش دقیق مناسب است. تراز نوری غیر تماسی
سیستم از سایش ابزار جلوگیری میکند و دارای دقت ±0.001 - 0.005mm است. سیستم نظارت بر ابزار، سایش ابزار را در
زمان واقعی و به طور خودکار انحرافات اندازه را جبران میکند. عملکرد تشخیص آسیب از حوادث کیفیتی جلوگیری میکند.
و سنسور انتشار صوتی وضعیت ابزار را کنترل میکند. سیستم مدیریت عمر ابزار، ابزار را بهینه میکند
زمان تعویض و اطمینان از دقت پردازش ثابت.
3. دقت موقعیتیابی وسایل فیکسچر یک جنبه حیاتی برای اطمینان از دقت ماشینکاری است.
سوراخهای پین موقعیتیابی فیکسچرها دارای دقت H7 هستند و فاصله در 0.005 - 0.015mm کنترل میشود.
صافی سطح مرجع موقعیتیابی 0.005 - 0.02mm است که پایداری موقعیتیابی قطعه کار را تضمین میکند.
نیروی گیره در یک محدوده معقول کنترل میشود تا از تغییر شکل قطعه کار و تأثیر آن جلوگیری شود
در دقت. ابزارهای بازرسی برای فیکسچرها شامل بلوکهای گیج، گیجهای حلقهای، پلتفرمها، جعبههای مربع
و سایر تجهیزات تخصصی.
