Структура и характеристика составляющих суммарной погрешности измерения

Точность прибора активного контроля характеризуется некомпенсируемой им величиной погрешности ∆. Результаты автоматического контроля в процессе обработки определяется выходным сигналом, свидетельствующим о достижении деталью требуемого настроенного значения. У приборов активного контроля (ПАК) погрешность ∆ является погрешностью выдачи окончательной команды.

Погрешность ∆ включает основные погрешности, присущие ПАК в нормальных условиях и дополнительные, зависящие от условий эксплуатации.

К основным погрешностям относятся:

- предел допускаемого размера срабатывания команд ;

- предел допускаемой погрешности настройки окончательной команды ;

- предел допускаемого смещения настройки после 25000 или 65000 срабатываний ∆_scм.

Дополнительные погрешности при эксплуатации прибора могут возникать под влияниям следующих причин:

- инерционность прибора;

- колебания скорости съема припуска;

- колебания температуры контролируемых деталей и средства контроля;

- нестабильности контроля установки измерительных наконечников на контролируемую деталь и др.

Таким образом, суммарной погрешности измерения ∆ можно представить в следующем виде:

, (7.1)

где – сумма дополнительных систематических составляющих погрешностей; – сумма дополнительных случайных составляющих погрешностей.

Основные погрешности

Точностные характеристики ПАК указаны в таблице 7.1. Предел допускаемого размаха срабатывания характеризует нестабильность выдачи окончательной команды и является случайной погрешностью. Предел допускаемой погрешности настройки окончательной команды прибора характеризует точность, с которой он может быть настроен на заданный размер с помощью собственных настроечных элементов. Эта погрешность для серии настроек принимается как случайная.

Предел допускаемого смещения настройки после 25000 циклов срабатывания команд проявляется во время непрерывной работы ПАК и вызывается измерением параметров электронного блока и электроэрозионным износом контактов. Эта погрешность носит систематический характер.

Таблица 7.1 – Основные погрешности ПАК
Вид шлифования	Класс точности прибора	Предел допускаемого размаха срабатывания команд , мкм	Предел допускаемой погрешности настройки окончательной команды, Δн мкм	Предел допускаемого смещения настройки после 25000 циклов срабатывания Δsсм, мкм
Окончательной	Предварительных на участке
от 0 до +10 мкм	В середине диапазона регулирования команд
Плоское						2,0
					4,0
Круглое		0,5	0,5		0,5	1,2
	0,8	1,0			1,5
	1,5	2,0			2,0
	2,0	3,0			4,0

Дополнительные погрешности

В качестве дополнительных погрешностей, возникающих в процессе эксплуатации ПАК, выделяют следующие:

- динамическая погрешность;

- температурные погрешности;

- погрешность, связанная с неправильной установкой измерительных наконечников;

- погрешность от износа измерительных наконечников.

- силовая погрешность.

1. Динамическая погрешность

Динамическая погрешность прибора возникает в результате его инерционности и колебания скорости съема припуска с поверхности обрабатываемой детали, т.е. скорости изменения контролируемого размера.

Вследствие инерционности прибора его выходной сигнал отстает от входного сигнала (изменения размера детали) и выдача управляющей команды происходит после достижения детально заданного размера.

При постоянной скорости изменения контролируемого размера (съема припуска при шлифовании) возникает систематическая динамическая погрешность измерения

, (7.2)

где v – скорость съема припуска; t_o – постоянная времени прибора, характеризующая запаздывание выдачи управляющей команды.

Систематическая составляющая динамической погрешности измерения ∆_sД может быть скомпенсирована смещением уровня настройки окончательной команды.

Случайная составляющая динамической погрешности измерения возникает вследствие колебания скорости съема припуска ∆_v

(7.3)

Постоянная времени прибора зависит от принципа измерения, положенного в основу схемы преобразования сигнала и конструктивных параметров преобразователя.

Постоянная времени пневматических приборов составляет с; индуктивных приборов – с.

Колебание скорости съема припуска ∆_vможет быть вычислено по формуле

, (7.4)

где v – скорость съема припуска, мкм/с.

Величина скорости съема припуска рассчитывается по формуле

, (7.5)

где Sp = 0,001…0,005 – радиальная подача шлифовального круга при врезанном шлифовании, мм/об.; – скорость вращения детали, об/мин; v_д = 20…40 – окружная скорость детали, м/мин; d – диаметр обрабатываемой поверхности детали, м.

После подстановки n в формулу (7.5) имеем:

. (7.6)

На рисунке 7.1 показана зависимость случайной динамической погрешности от колебания скорости изменения контролируемого размера при постоянной времени прибора 0,05; 0,1; 0,3; 0,5 с.

,мкм

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 мкм/с

Рисунок 7.1 – зависимость