الأسباب الرئيسية وحلول أخطاء آلة قياس الإحداثيات الثلاثة

مصادر الخطأ في آلة قياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد عديدة ومعقدة، وعمومًا لا توجد إلا مصادر الخطأ التي لها تأثير كبير نسبيًا على دقة آلة قياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد وتلك التي يسهل فصلها، وخاصة في المجالات التالية.

1. خطأ في درجة الحرارة

خطأ درجة الحرارة، المعروف أيضًا بالخطأ الحراري أو خطأ التشوه الحراري، ليس خطأً في درجة الحرارة نفسها، بل هو خطأ في قياس المعايير الهندسية ناتج عن عامل درجة الحرارة. العامل الرئيسي في تكوين خطأ درجة الحرارة هو الجسم المقاس، وانحراف درجة حرارة جهاز القياس عن 20 درجة مئوية، أو حجم الجسم المقاس، وتغير أداء الجهاز بتغير درجة الحرارة.

حل.
1) يمكن استخدام تصحيح الخطية وتصحيح درجة الحرارة في برنامج آلة القياس لتصحيح تأثير درجة الحرارة على الظروف البيئية في وقت المعايرة الميدانية.
2) يجب إبقاء المعدات الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر ومصادر الحرارة الأخرى على مسافة معينة من آلة القياس.
3) ينبغي اختيار مكيف هواء عاكس ذي قدرة عالية على التحكم في درجة الحرارة، مع مراعاة اختيار موقع التركيب بعناية. يُمنع توجيه هواء المكيف مباشرةً نحو جهاز القياس، بل يجب توجيهه للأعلى لخلق دوران هوائي واسع النطاق، ما يُسهم في الحفاظ على توازن درجة حرارة الهواء الداخلي، وذلك لتعويض الفرق في درجة الحرارة بين الطابقين العلوي والسفلي من غرفة القياس.
4) افتح مكيف الهواء في العمل كل صباح وأغلقه في نهاية اليوم.
5) يجب أن تحتوي غرفة الآلات على تدابير للحفاظ على الحرارة، ويجب إغلاق أبواب ونوافذ الغرفة لتقليل تبديد درجة الحرارة وتجنب أشعة الشمس.
6) تعزيز إدارة غرفة القياس، وعدم السماح ببقاء أشخاص إضافيين.

2. خطأ معايرة المجس

قد يؤدي عدم معايرة المجس، وعدم نظافة كرة المعايرة وقلم القياس، وعدم ثباتهما، وإدخال طول خاطئ لقلم القياس وقطر خاطئ للكرة القياسية، إلى استدعاء برنامج القياس لملف تعويض المجس، مما يؤثر على دقة القياس. كما أن أطوال قلم القياس غير الصحيحة وأقطار الكرة القياسية غير المناسبة قد تتسبب في أخطاء في التعويض عند استدعاء البرنامج لملف تعويض المجس أثناء القياس، مما يؤثر على دقة القياس، بل وقد يتسبب في اصطدامات غير طبيعية وتلف الجهاز.

حل:
1) حافظ على نظافة الكرة القياسية والقلم.
2) تأكد من تثبيت الرأس والمسبار والقلم والكرة القياسية بإحكام.
3) أدخل طول القلم الصحيح وقطر الكرة القياسي.
4) تحديد دقة المعايرة بناءً على خطأ الشكل وقطر الكرة المعايرة وقابلية التكرار (سيختلف قطر الكرة المعايرة اعتمادًا على طول قضيب التمديد).
5) عند استخدام مواضع مختلفة للمسبار، تحقق من دقة المعايرة عن طريق قياس إحداثيات النقطة المركزية للكرة القياسية بعد معايرة جميع مواضع المسبار.
6) في المسبار، تحرك القلم وتكون متطلبات دقة القياس عالية نسبيًا في حالة إعادة معايرة المسبار.

3. خطأ موظفي القياس

في أي عمل، لطالما كان العنصر البشري أحد أهم العوامل المؤدية إلى الخطأ، وفي تشغيل آلة قياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد (CMM)، غالباً ما تحدث أخطاء بشرية، ويرتبط حدوث هذا الخطأ ارتباطاً مباشراً بالمستوى المهني للموظفين وجودة ثقافتهم. تُعد آلة قياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد (CMM) من بين مجموعة متنوعة من التقنيات عالية التقنية، وهي من الأدوات الدقيقة، لذا توجد متطلبات صارمة للمشغل، فإذا استخدم المشغل الآلة بشكل غير صحيح، فسيؤدي ذلك إلى حدوث خطأ.

حل:
لذلك، فإن مشغل آلة القياس ثلاثية الأبعاد لا يحتاج فقط إلى تقنية احترافية، بل يحتاج أيضًا إلى درجة عالية من الحماس والمسؤولية تجاه العمل، وأن يكون على دراية بمبدأ تشغيل آلة القياس ومعرفة الصيانة، بحيث يمكنه في تشغيل الآلة أن يلعب دورًا فعالًا في تشغيل آلة القياس الوظيفية، وتحسين فعالية عملها، وذلك لتحقيق أعلى الفوائد الاقتصادية للمؤسسة.

4. خطأ طريقة القياس

تُستخدم آلة قياس الإحداثيات لقياس الأخطاء والتفاوتات البعدية للأجزاء والمكونات، وخاصة لقياس التفاوتات البعدية، مما يُظهر مزاياها من حيث الدقة العالية والكفاءة العالية ونطاق القياس الواسع. وهناك العديد من طرق قياس التفاوتات البعدية، وإذا لم يكن مبدأ الكشف المستخدم في قياس التفاوتات البعدية صحيحًا، أو لم تكن الطريقة المختارة مثالية أو صارمة أو دقيقة، فسيؤدي ذلك إلى أخطاء في طريقة القياس.

حل:
لذلك، يجب على أولئك الذين يعملون في مجال آلات القياس ثلاثية الأبعاد أن يكونوا على دراية بأساليب القياس، وخاصة مبادئ الكشف وأساليب قياس التفاوتات الشكلية التي يجب أن يكونوا على دراية تامة بها من أجل تقليل خطأ أساليب القياس.

5. خطأ قطعة العمل المقاسة نفسها

لأن مبدأ قياس آلة القياس يعتمد على تحديد النقاط أولاً، ثم يقوم البرنامج بمطابقة هذه النقاط وحساب الخطأ. لذا، فإن قياس شكل القطعة باستخدام آلة القياس يتطلب دقة معينة. فعندما تحتوي القطع المقاسة على نتوءات أو عيوب واضحة، تتدهور دقة القياس بشكل ملحوظ، مما يحول دون حصول المشغل على نتائج دقيقة.

حل:
في هذه الحالة، من ناحية، يلزم التحكم في خطأ شكل الجزء المقاس، ومن ناحية أخرى، يمكن زيادة قطر كرة الأحجار الكريمة لقضيب القياس بشكل مناسب، ولكن خطأ القياس يكون أكبر بشكل واضح.