Hướng dẫn: đánh giá độ chính xác máy đo 3D theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 10360

Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo khuôn mẫu và kiểm soát chất lượng (QC/QA), máy đo tọa độ 3 chiều (CMM - Coordinate Measuring Machine) là thiết bị trung tâm. Tuy nhiên, để xác định một chiếc máy CMM có đáp ứng yêu cầu kỹ thuật hay không, doanh nghiệp không thể dựa vào các chỉ số quảng cáo chung chung.

Bộ tiêu chuẩn quốc tế ISO 10360 (tương đương tiêu chuẩn quốc gia GB/T 16857 tại Trung Quốc hay TCVN tương ứng) là cơ sở kỹ thuật bắt buộc để nghiệm thu (acceptance test) và kiểm định định kỳ (reverification test) hiệu suất của máy CMM

1. Cấu trúc tổng quan bộ tiêu chuẩn ISO 10360

Bộ ISO 10360 (Geometrical Product Specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines) được chia thành nhiều phần chuyên biệt tùy theo cấu hình thiết bị:

• ISO 10360-1: Thuật ngữ và định nghĩa chung.
  
  
• ISO 10360-2: Máy CMM đo kích thước tuyến tính (dùng đầu đo điểm - Touch-trigger probe).
  
  
• ISO 10360-3: Máy CMM trang bị bàn quay (Rotary table) làm trục thứ tư.
  
  
• ISO 10360-4: Máy CMM ở chế độ quét liên tục (Continuous scanning).
  
  
• ISO 10360-5: Máy CMM sử dụng hệ thống đầu đo đa kim (Multiple-stylus probing systems).
  
  
• ISO 10360-6: Đánh giá sai số khi tính toán các yếu tố hình học liên quan theo phương pháp Gaussian.
  
  
• ISO 10360-7: Máy CMM đo bằng hệ thống quang học/camera (Optical/Image CMM).
  
  
• ISO 10360-8: Máy CMM đo bằng đầu đo Laser dạng điểm hoặc dạng đường (Optical distance sensors).
  
  
• ISO 10360-12: Máy CMM dạng tay đo khớp nối (Articulated arm CMM / Portable CMM).

2. Các thông số kỹ thuật cốt lõi đánh giá độ chính xác

2.1. ISO 10360-2: Sai số phép đo chiều dài tối đa cho phép MPE_e

MPE_e (Maximum Permissible Error of Indication for Length Measurement) là chỉ số quan trọng nhất thể hiện độ chính xác tổng thể của CMM khi đo chiều dài tuyến tính.

Công thức là : MPE_e  = A+BL/1000 (µm)

Trong đó A: Sai số cơ bản của máy CMM, tính bằng µm. B: Hệ số sai số theo chiều dài đo, tính bằng µm/1.000 mm. L: Chiều dài đo, tính bằng mm.

Ví dụ: ModelA: MPE_e  = 1.8+3.3L/1000 với chiều dài L = 500mm 
áp dụng: MPE_e  = 1.8+3.3x500/1000 = 3.45µm

2.2. ISO 10360-2: Sai số hệ thống đầu đo tối đa cho phép MPE_p

MPE_p (Maximum Permissible Probing Error) đại diện cho độ chính xác riêng biệt của hệ thống đầu đo (Probe Head + Stylus), loại trừ sai số dịch chuyển của các trục cơ khí trên hành trình dài.

Sử dụng một Quả cầu chuẩn (Precision Calibration Sphere) có độ tròn và độ nhám bề mặt cực cao. Đo 25 điểm phân bố đều trên bán cầu chuẩn.

2.3. ISO 10360-3: Máy đo CMM trang bị bàn quay trục thứ 4

Đối với hệ thống CMM tích hợp bàn quay (Rotary Table) để đo các chi tiết dạng bánh răng, trục khuỷu..., sai số đo bao gồm 3 thành phần chính:

•  F_r (Radial error): Sai số hướng tâm của bàn quay.
  
  
•  F_t (Tangential error): Sai số tiếp tuyến (sai số vị trí góc xoay).
  
  
•  F_a (Axial error): Sai số dọc trục của bàn quay

2.4. ISO 10360-4: Sai số đầu đo chế độ quét liên tục MPE_thp

Khi CMM vận hành ở chế độ quét liên tục (Continuous Scanning), đầu đo vừa trượt vừa thu thập hàng nghìn điểm dữ liệu. Lúc này, lực biến dạng động và phản hồi động học của máy ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác.

Ký hiệu MPE_thp(Scanning Probe Error - High density, Pre-defined path): Quét mật độ điểm cao theo quỹ đạo đã biết trước.

3. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng dến kết quả hiệu chuẩn ISO 10360

• Nhiệt độ phòng theo tiêu chuẩn thường là 20℃ ± 2 ℃, trường hợp nghiêm ngặt hơn là 20℃ ± 1 ℃.
  
  
• Độ ẩm phòng: độ ẩm tương đối từ 40% - 60% độ ẩm quá cao sẽ gây gỉ sét cảm biến.
  
  
• Độ rung:  theo tiêu chuẩn biến thiên biên độ/ tần số.
  
  

Tại Việt Nam, Công ty TNHH Công nghệ M (MTECHNOLOGY) là đơn vị tư vấn và cung cấp Máy đo 3D CMM, sẽ hỗ trợ quý khách lựa chọn máy đo 3D CMM có độ chính xác phù hợp. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi hoặc xem thêm Danh sách các Máy đo 3D CMM, hãng Leader Metrology, do chúng tôi làm đại diện phân phối chính thức.