THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO TRONG PHÉP ĐO ĐƯỜNG KÍNH MẶT CẦU BẰNG MÁY ĐO TỌA ĐỘ

Tóm tắt

Máy đo tọa độ (CMM) được sử dụng rộng rãi trong đo lường cơ khí để xác định các đặc trưng hình học của chi tiết từ dữ liệu tọa độ ba chiều. Đối với bề mặt dạng cầu, đường kính được xác định từ tập hợp điểm đo thông qua một tiêu chí xử lý dữ liệu nhất định. Vì vậy, kết quả đo không chỉ chịu ảnh hưởng của sai số CMM và số lượng điểm đo, mà còn phụ thuộc vào tiêu chí xử lý dữ liệu và sai lệch hình dạng của chi tiết đo. Nghiên cứu này xây dựng phương pháp đánh giá độ không đảm bảo đo đường kính mặt cầu theo định hướng của ISO 15530-3 trên cơ sở dữ liệu thực nghiệm định lượng. Thực nghiệm được thực hiện trên máy CMM Mitutoyo Crysta-Apex S544 với hai quy trình lấy mẫu gồm 12 điểm và 20 điểm. Mô hình đánh giá xét đến các thành phần liên quan đến chi tiết chuẩn, độ lặp lại của quy trình đo, sai số hệ thống và sai lệch độ cầu của chi tiết đo. Kết quả cho thấy độ không đảm bảo đo mở rộng lần lượt là 0,00616 mm và 0,00514 mm đối với quy trình đo 12 điểm và 20 điểm, với hệ số phủ k = 2.

Title

EXPERIMENTAL EVALUATION OF UNCERTAINTY IN SPHERICAL DIAMETER MEASUREMENT USING A COORDINATE MEASURING MACHINE

Abstract

Coordinate measuring machines (CMMs) are widely used in mechanical metrology to determine the geometric characteristics of components from three-dimensional coordinate data. For spherical surfaces, the diameter is determined from a set of measured points using a specific data processing criterion. Therefore, the measurement result is affected not only by CMM errors and the number of measured points, but also by the selected data processing criterion and the form error of the measured workpiece. This study develops a method for evaluating the measurement uncertainty of spherical diameter measurement in accordance with the general approach of ISO 15530-3, based on quantitative experimental data. Experiments were conducted on a Mitutoyo Crysta-Apex S544 CMM using two sampling strategies consisting of 12 and 20 measured points. The evaluation model considers uncertainty components related to the calibrated workpiece, repeatability of the measurement process, systematic error, and sphericity error of the measured workpiece. The results show that the expanded uncertainties are 0.00616 mm and 0.00514 mm for the 12-point and 20-point measurement procedures, respectively, with a coverage factor of k = 2.