Когда два отчета CMM расходятся, вопрос редко сводится к тому, какой отчет выглядит лучше. Сначала необходимо установить, какая система координат разрешена чертежом, как были смоделированы реперные элементы и оценивали ли обе команды идентичные данные и настройки. Лучшее совпадение может быть полезно для диагностики, но оно не может незаметно заменить определенные чертежом ссылочные элементы для приемки.
Ключевое отличие: кадр приемки против кадра диагностики
CMM измеряет деталь не в вакууме. Она преобразует измеренные точки в результаты относительно выравнивания: определенного положения и ориентации физической детали в трехмерном пространстве. Hexagon описывает выравнивание как способ, которым система измерения определяет положение и ориентацию детали; без него деталь имеет свободные перемещения и вращения в пространстве.Обзор выравниваниятакже объясняет, что система реперных точек ограничивает эти степени свободы.
Для покупателя практическое отличие простое. Выравнивание по реперным точкам спрашивает, соответствует ли деталь требованиям, когда она расположена так, как указано на чертеже. Выравнивание по лучшему совпадению спрашивает, какое жесткое преобразование наилучшим образом согласовывает выбранные измеренные данные с номинальными данными в соответствии с выбранной математической целью.
Это законные, но разные вопросы. Отчет может выглядеть значительно лучше после применения лучшего совпадения, потому что программное обеспечение перераспределяет отклонения между выбранными точками. Это не означает автоматически, что группа отверстий, уплотнительная поверхность или установочный интерфейс соответствуют требованиям при сборке с использованием обозначенных реперных точек.
Реперные точки, разрешенные чертежом, или ограничения на подгонку определяют приемку. Лучшее совпадение может использоваться для диагностики или явно разрешенной оценки; укажите его назначение в отчете и сохраните утвержденный базис приемки.
Определения, которые покупатели должны требовать в отчете
Система реперных точек
Система реперных точек (DRF) — это система координат, созданная на основе реперных ссылок чертежа. Она отражает, как допуск предназначен для связи контролируемого элемента с реперными элементами. Последовательность первичного, вторичного и третичного реперных элементов имеет значение, поскольку она определяет, какие движения ограничены и в каком порядке. DRF — это не просто удобный набор поверхностей, которые легко измерить.
Преобразование выравнивания
Преобразование выравнивания — это математическая операция, которая отображает измеренные координаты детали в номинальную систему координат. Она может перемещать облако точек, вращать его или делать и то, и другое. Преобразование не является inherently правильным или неправильным; его уместность зависит от требования чертежа и заявленной цели оценки.
Спор часто начинается, когда одна команда изменяет преобразование, но все еще маркирует результат так, как будто он был оценен в соответствии с исходной схемой реперных точек. Требуйте, чтобы в отчете указывался тип выравнивания и элементы или точки, использованные для его создания.
Ограниченные и свободные степени свободы
Жесткая деталь имеет степени свободы в перемещении и вращении. Выравнивание по реперным точкам постепенно ограничивает движения, которые должна контролировать структура реперных точек. Детали зависят от реперных элементов, их порядка и любых применимых модификаторов или допустимых перемещений.
Не предполагайте, что каждая инспекция должна ограничивать каждое возможное движение одинаково. Контроль профиля, разрешенный чертежом, модификаторы границы материала реперных элементов, реперные точки и допустимое движение элементов могут изменить интерпретацию. Для случаев, когда чертеж допускает движение или когда моделирование реперных точек не очевидно, требуется компетентный обзор GD&T и метрологии.
Цель лучшего совпадения
Лучшее совпадение — это не единый универсальный расчет. Это цель оптимизации, применяемая к выбранным данным. В документации PC-DMIS метод наименьших квадратов минимизирует сумму квадратов отклонений между соответствующими измеренными и номинальными точками, в то время как методы min-max оптимизируют другое условие. Документация программного обеспечения также различает векторные методы для поверхностей, где отклонение, нормальное к поверхности, является соответствующим направлением.Методы выравнивания по лучшему совпадениюпоказывает, почему изменение цели может изменить остатки, показанные в отчете.
Поэтому фразы «мы использовали лучшее совпадение» недостаточно. Покупателю необходимо знать цель, набор точек, веса (если используются), исключенные области, начальное выравнивание и было ли совпадение свободным или ограниченным утвержденными ссылками.
Почему одна и та же деталь может давать разные результаты CMM
Отчет с выравниванием по реперным точкам сохраняет связь контролируемых элементов с функциональными ссылками. Метод наименьших квадратов может уменьшить среднюю ошибку, распределяя несоответствие по группе точек. Метод min-max может резко реагировать на крайние данные, особенно при наличии выброса. PC-DMIS отмечает, что методы min-max могут быть чувствительны к неопределенности измерения, и что одна плохая характеристика может значительно повлиять на результаты.Методы выравнивания по лучшему совпадению
Низкое значение RMS (среднеквадратическая ошибка) само по себе не является доказательством соответствия. RMS — это обобщенная статистика для выбранных данных при выбранном методе подгонки. Оно не подтверждает, что каждый элемент соответствует своим чертежным требованиям, что сохраняются взаимосвязи между точками, или что исключенные точки приемлемы.
Прежде чем спорить о детали, сравните эти входные данные:
- Ревизия чертежа, ревизия CAD, единицы измерения и номинальная система координат.
- Точные обозначения привязок и любое утвержденное толкование модификаторов, целевых точек или допустимой подвижности.
- Фактивное моделирование привязок: контактная площадка, построенный элемент, взаимосвязь с приспособлением и правила извлечения элементов.
- Ревизия программы КИМ, трансформация выравнивания, цель подгонки, набор выбранных точек и любые веса или исключения.
- Конфигурация щупа, состояние калибровки стилуса, стратегия сканирования или точек, плотность выборки, построение элемента и фильтрация.
- Приспособление, условия фиксации, ориентация детали, чистота и температурная обработка.
- Метод оценки допуска, шаблон отчета, заявление о неопределенности (где применимо) и правило принятия решения «пройдено/не пройдено».
Четыре сценария споров и вопросы, на которые отвечает каждый отчет.
Группа отверстий выглядит приемлемой только после наилучшей подгонки.
Рассмотрим обработанную плиту, чья группа отверстий привязана к монтажной плоскости и установочным элементам. Свободная наилучшая подгонка по центрам отверстий может уменьшить среднюю ошибку расположения группы, сдвинув и повернув облако точек. Но если чертеж контролирует положение отверстий относительно монтажных опор, остается вопрос: где находятся отверстия после установки детали на эти опоры?
Результат наилучшей подгонки все еще может быть полезен. Он может помочь отличить глобальный сдвиг настройки от разброса отклонений между отверстиями и направить расследование процесса. Обозначьте его как диагностическое свидетельство, сохраните результат приемки, выровненный по привязкам, и не подменяйте одно другим.
Свободно формируемая поверхность имеет явно разрешенную подгонку.
Скульптурная поверхность, форма лопатки или другая сложная геометрия могут оцениваться с использованием указанного метода подгонки или ограниченной подвижности, определенной чертежом или планом контроля. В такой ситуации подгонка может быть частью логики приемки, а не просто средством диагностики.
Покупатель должен запросить письменное определение допустимых ограничений: какие поверхности являются базовыми, в каких направлениях допускается движение, какие точки включены, как оценивается отклонение нормали, и какая ревизия модели является контролирующей. Избегайте предположений, что каждая наилучшая подгонка свободна во всех направлениях или что каждый профиль поверхности требует жесткого выравнивания по привязкам.
Один выброс меняет результат минимального-максимального диапазона.
Один измеренный элемент может повлиять на результат минимального-максимального диапазона таким образом, что он существенно отличается от результата по наименьшим квадратам. Это не обязательно является признаком манипуляции. Цели разные. Следующий полезный шаг — изучить те же исходные данные с документированным анализом выбросов: Была ли точка измерена правильно? Принадлежит ли она указанному элементу? Находится ли она в пределах намеченной области выборки? Есть ли физическое повреждение, заусенец, загрязнение или проблема с обработкой данных?
Не удаляйте точку или отчет о несоответствии просто потому, что это неудобно. Сохраните как исходный отчет, так и любую повторно обработанную версию, включая причину любого утвержденного исключения.
Те же данные повторно обрабатываются без выборочного подхода.
Наиболее чистым способом разрешения споров является заблокированный экспорт одних и тех же измеренных данных. Обе стороны затем применяют одну и ту же номинальную модель, единицы измерения, интерпретацию привязок и заявленные альтернативы выравнивания. Каждый результат должен содержать список всех включенных и исключенных точек и указывать лицо, версию программного обеспечения и ревизию программы, ответственных за повторную обработку.
Это разделяет расхождения в сборе данных и расхождения в выравнивании. Это также предотвращает распространенную ошибку: один отчет незаметно измеряет или подгоняет разные области и называет сравнение эквивалентным.
Согласуйте основу приемки до начала контроля.
Для более широкого планирования отчетов см.контроль CMM на основе чертежей.. Ключевой принцип покупателя заключается в том, что выбор выравнивания должен быть согласован до возникновения разногласий, а не обсуждаться после получения неблагоприятного результата.
Рабочий процесс утверждения для разрешения споров по контролю.
- Зафиксируйте доказательства.Сохраняйте исходные отчеты, необработанные или экспортированные данные измерений (при наличии), ревизии программ, файлы CAD и чертежи, фотографии состояния приспособления и идентифицированную деталь. Не перезаписывайте и не удаляйте отчет о несоответствии.
- Подтвердите контролирующее определение.Определите чертеж и ревизии САПР, единицы измерения, применимые спецификации и спорную характеристику. Выясните, разрешает ли сам чертеж выравнивание по опорным точкам, метод ограниченного сопряжения или другой метод оценки.
- Проанализируйте симуляцию опорных точек.Опишите, как каждая опорная точка была зафиксирована, построена, ограничена и упорядочена. Если модификаторы или допустимые движения влияют на интерпретацию, получите квалифицированную оценку GD&T, а не предполагайте неограниченное движение.
- Зафиксируйте набор данных для сравнения.По возможности повторно обработайте те же точки. Не изменяйте выборку, фильтры, исключенные точки или номинальные данные без документирования изменения и его причин.
- Примените заявленные альтернативы.Сформируйте результат приемки, соответствующий чертежу, и, при необходимости, отдельно помеченный диагностический результат наилучшего соответствия. Четко укажите метод наименьших квадратов, min-max, векторный метод или другой объективный метод.
- Исследуйте различия пропорционально.Проверьте влияние оснастки, доступность зонда, распределение точек, построение элементов, фильтрацию, состояние поверхности и обработку в условиях окружающей среды. Одно разногласие — недостаточное основание для диагностики необходимости повторной калибровки.
- Выдайте письменное заключение.Зафиксируйте основу приемки, альтернативный аналитический результат, нерешенные ограничения, при необходимости — корректирующие действия, ответственных рецензентов и прослеживаемые ссылки на оба отчета. Сохраните журнал аудита для будущих партий и ревизий.
Руководство покупателя: вопросы для запроса предложения, тревожные сигналы и контрольный список
Задайте эти вопросы перед утверждением плана КИМ или рассмотрением спорного отчета:
- Какие ревизии чертежа, ревизии САПР, единицы измерения и стандарты допусков являются определяющими?
- Какие опорные точки определяют приемку для каждой критической характеристики?
- Как каждая опорная точка будет симулирована или построена на КИМ?
- Разрешены ли явным образом какие-либо подвижные элементы, модификаторы опорных точек, схема целевых точек или подход к подгонке профиля?
- Какие элементы будут измеряться, и какие области точек или сканирования включены?
- Будет ли в отчете разделена приемка на основе чертежа и диагностический анализ наилучшего соответствия?
- Какой формат отчета, порядок хранения данных и путь рецензирования требуются для несоответствия?
Тревожные сигналы включают: отчет без описания выравнивания; результат наилучшего соответствия, помеченный как приемка на основе опорных точек; необъяснимо исключенные точки; разные ревизии САПР у сторон; цветовая карта без настроек подгонки; или запрос на отмену первоначального неудачного отчета.
Используйте этот компактный контрольный список перед выпуском:
- Идентификатор детали и ревизия соответствуют пакету утверждения.
- В отчете указаны управляющие ревизии чертежа и САПР, а также единицы измерения.
- Опорные точки, их порядок и симуляция задокументированы.
- Тип выравнивания и цель наилучшего соответствия (при наличии) видны.
- Выбор точек, фильтры, исключения и построение элементов прослеживаемы.
- Результаты приемки и диагностические результаты четко разделены.
- Оба отчета, первоначальный и повторно обработанный, сохраняются при расхождении результатов.
- Окончательное заключение определяет авторизованную основу приемки.
Проверка чертежей может быть полезна и при наличиируководства по выбору базовых поверхностей на основе чертежей, особенно перед отправкой детали на первый опытный образец или передачей поставщику.
Частые вопросы
Можно ли использовать отчет CMM по наилучшему приближению для окончательного принятия?
Только если чертеж, контрактное требование или утвержденный план контроля разрешают такой метод подгонки и его ограничения для оцениваемой характеристики. В противном случае рассматривайте его как диагностический анализ и используйте систему координат, определенную чертежом, для принятия.
Почему метод наименьших квадратов часто делает деталь выглядящей лучше?
Метод наименьших квадратов минимизирует совокупное квадратичное отклонение выбранных данных. Он может распределить погрешность, а не сохранить функциональную связь с базовыми поверхностями чертежа. Низкое совокупное остаточное отклонение не доказывает соответствие каждому отдельному требованию.
Всегда ли выравнивание по базовым поверхностям является полностью фиксированной жесткой установкой?
Нет. Чертеж может разрешать ограниченное движение, целевые точки базы, влияние границы материала или условия, связанные с профилем, которые требуют тщательной интерпретации. Правильный подход — это тот, который поддерживается определяющим определением, а не универсальным правилом.
Что нам следует делать, если отчеты поставщика и заказчика используют разные выравнивания?
Зафиксируйте оба отчета и сравните одни и те же данные, ревизию модели, единицы измерения, симуляцию базы, выбор точек и настройки программного обеспечения. Перевыпустите результаты с авторизованным выравниванием для принятия и четко разделите любые диагностические подгонки.
Означает ли одно несоответствие CMM, что машина нуждается в повторной калибровке?
Нет. Логика выравнивания, состояние крепления, выборка, построение элемента, фильтрация, доступ щупа, обработка окружающей среды и неопределенность — все это может внести свой вклад. Изучите полный процесс измерения, прежде чем устанавливать причину.
Включите согласование выравнивания в план контроля
Для деталей, изготовленных на станках с ЧПУ, с функциональными базовыми поверхностями, наиболее экономичный способ избежать споров — это предотвратить их на этапе рассмотрения чертежей. Укажите систему координат для принятия, роль любого анализа наилучшего приближения, поля отчета и ожидаемый срок хранения записей до утверждения производства.SUUXIANGможет проанализировать чертеж, модель, критически важные базовые поверхности и необходимую документацию по контролю, когда выобсуждаете требования к вашему проекту.