Бюджет погрешности онлайн-измерения диаметра

Паспортная повторяемость прибора — одна строка в бюджете погрешности, и обычно не самая большая. Прежде чем обещать допуск на линии, бюджет нужно сложить: прибор, установка, среда, деталь. Ниже — составные части и порядок оценки, одинаковый для измерительных головок HM и для калибра LM-1030.

Повторяемость и точность — это разные величины

Повторяемость описывает разброс повторных отсчётов одной величины: насколько прибор стабилен. Точность описывает согласие с мерой: насколько показание близко к истинному значению. Прибор может быть стабильным и при этом смещённым — это исправляется поверкой по мере. Прибор может быть точным в среднем, но с большим разбросом — это не исправляется калибровкой.

Составляющие бюджета

Правило запаса по точности

Прибор для приёмочного контроля выбирают с запасом по точности относительно допуска детали: погрешность измерения должна быть существенно меньше допуска, иначе граница приёмки не имеет смысла. Практическая формулировка: если допуск на размер ±10 мкм, прибор с погрешностью ±2 мкм оставляет запас, прибор с погрешностью ±8 мкм — нет, даже если он «проходит» по формальному сравнению.

Как оценка превращается в число

Составляющие, которые независимы и случайны, складываются по квадратам: общая погрешность равна корню из суммы квадратов составляющих. Составляющие, которые действуют в одну сторону систематически — например, температурный увод, — складываются арифметически. Разделять их нужно до расчёта, иначе оценка получится либо заниженной, либо избыточной.

Пример на конкретных значениях

Для HM-1040 спецификация даёт повторяемость ±0,08 мкм и точность позиционирования ±1,0 мкм при поле φ40 мм. Если установка добавляет ±1 мкм увода детали, а температура — еще ±0,5 мкм систематически, то случайная часть по квадратам даёт около 1,42 мкм, и с систематической частью оценка составит около 1,9 мкм. Это расчёт для иллюстрации порядка величин, а не паспортное значение.

Что делать с получившимся числом

Сравнить его с допуском. Если запас меньше нужного, первыми мерами обычно являются не замена прибора, а устранение увода детали и стабилизация температуры: эти составляющие часто больше приборной. Замена модели с меньшим полем даёт выигрыш по повторяемости — см. порядок выбора головки HM.

Поверка и наблюдение

Бюджет нужно подтверждать мерой, а не расчётом. Порядок такой: измерение эталонной детали в начале смены, контрольный отсчёт в середине и в конце, регистрация результатов. Увод между отсчётами показывает, какая составляющая доминирует: плавный однонаправленный дрейф обычно температурный или от загрязнения оптики, разброс без тренда — механический.

FAQ

Можно ли обещать на линии тот же допуск, что в спецификации прибора?

Нет. Значение из спецификации получено в оговорённых условиях на стенде. На линии добавляются установка, среда и деталь, и суммарная погрешность всегда больше приборной.

Что важнее — повторяемость или точность?

Для контроля годности детали важна точность: смещение показывает годную деталь как брак или наоборот. Для обнаружения тренда в процессе важнее повторяемость: именно она определяет, с какой величиной изменения процесса прибор способен работать.

Как часто нужна поверка?

Периодичность задаётся не календарём, а наблюдаемым уводом: пока контрольные отсчёты по мере остаются в допуске, интервал сохраняется; как только появляется тренд, интервал сокращают и ищут источник.

Влияет ли шероховатость детали?

Да. Граница определяется по переходу яркости, и шероховатая или скруглённая кромка делает переход менее определённым. Для деталей с заусенцем результат зависит от того, попадает ли заусенец в кадр.

Нужно ли учитывать temperature цеха?

Обязательно, если деталь приходит из операции с нагревом: измерять горячую деталь и сравнивать с допуском, заданным для нормальной температуры, некорректно. Деталь нужно либо охладить до оговорённой температуры, либо ввести поправку.

Что делать, если бюджет не сходится?

Разложить составляющие и устранить крупнейшую. Чаще всего это не прибор, а посадка детали и температурный увод; замена прибора — последняя по очерёдности мера.