Khi hai báo cáo CMM không khớp, vấn đề hiếm khi là báo cáo nào trông đẹp hơn. Đầu tiên, cần xác định hệ tọa độ nào được bản vẽ cho phép, các đặc điểm chuẩn đã được mô phỏng như thế nào, và liệu cả hai đội có đánh giá dữ liệu và cài đặt giống hệt nhau hay không. Best fit có thể hữu ích cho việc chẩn đoán, nhưng nó không thể âm thầm thay thế các tham chiếu kết nối được định nghĩa trên bản vẽ để chấp nhận.
Sự khác biệt cốt lõi: khung chấp nhận so với khung chẩn đoán
CMM không đo một chi tiết trong chân không. Nó chuyển đổi các điểm đo thành kết quả tương đối với một định vị: một vị trí và hướng xác định của chi tiết vật lý trong không gian ba chiều. Hexagon mô tả một định vị là cách hệ thống đo lường xác định vị trí và hướng của chi tiết; nếu không có nó, chi tiết sẽ có các phép tịnh tiến và quay tự do trong không gian.Tổng quan về Định vịcũng giải thích rằng một khung tham chiếu chuẩn sẽ giới hạn các bậc tự do đó.
Đối với người mua, sự khác biệt thực tế rất đơn giản. Một chuẩn định vị hỏi xem chi tiết có đáp ứng yêu cầu khi được đặt theo đúng cách bản vẽ yêu cầu hay không. Một định vị best-fit hỏi phép biến đổi cứng nào làm cho dữ liệu đo được chọn khớp nhất với dữ liệu danh nghĩa theo một mục tiêu toán học đã chọn.
Đó là những câu hỏi hợp lệ nhưng khác nhau. Một báo cáo có thể trông tốt hơn đáng kể sau khi best fitting vì phần mềm đã phân phối lại sai lệch trên các điểm được chọn. Điều đó không tự động cho thấy một mẫu lỗ, bề mặt làm kín, hoặc giao diện định vị tuân thủ khi được lắp ráp từ các chuẩn đã chỉ định.
Các chuẩn được bản vẽ cho phép hoặc các ràng buộc fitting quyết định việc chấp nhận. Best fit có thể hỗ trợ chẩn đoán hoặc một đánh giá được phép rõ ràng; hãy ghi rõ mục đích của nó trong báo cáo và giữ nguyên cơ sở chấp nhận đã được phê duyệt.
Các định nghĩa người mua nên yêu cầu trong báo cáo
Khung tham chiếu chuẩn
Khung tham chiếu chuẩn (DRF) là khung tọa độ được thiết lập từ các tham chiếu chuẩn của bản vẽ. Nó thể hiện dung sai dự định liên hệ đặc điểm được kiểm soát với các đặc điểm chuẩn như thế nào. Thứ tự ưu tiên, thứ cấp và tam cấp của chuẩn rất quan trọng vì nó xác định chuyển động nào bị hạn chế và theo thứ tự nào. DRF không chỉ đơn thuần là một tập hợp các bề mặt thuận tiện dễ dàng đo đạc.
Phép biến đổi định vị
Phép biến đổi định vị là phép toán toán học ánh xạ tọa độ chi tiết đo được vào hệ tọa độ danh nghĩa. Nó có thể tịnh tiến đám mây điểm, quay nó, hoặc cả hai. Phép biến đổi không tự bản thân nó đúng hay sai; sự phù hợp của nó phụ thuộc vào yêu cầu của bản vẽ và mục đích đánh giá đã khai báo.
Tranh chấp thường bắt đầu khi một đội thay đổi một phép biến đổi nhưng vẫn gắn nhãn kết quả như thể nó đã được đánh giá theo sơ đồ chuẩn ban đầu. Yêu cầu báo cáo xác định loại định vị và các đặc điểm hoặc điểm được sử dụng để tạo ra nó.
Các bậc tự do bị ràng buộc và tự do
Một chi tiết cứng có các bậc tự do về tịnh tiến và quay. Chuẩn định vị dần dần ràng buộc các chuyển động mà cấu trúc chuẩn dự định kiểm soát. Chi tiết phụ thuộc vào các đặc điểm chuẩn, thứ tự của chúng, và bất kỳ bộ điều chỉnh hoặc khả năng di chuyển được phép nào.
Đừng giả định mọi kiểm tra đều phải ràng buộc mọi chuyển động có thể theo cùng một cách. Các kiểm soát biên dạng được bản vẽ cho phép, các bộ điều chỉnh giới hạn vật liệu chuẩn, các điểm chuẩn và khả năng di chuyển của đặc điểm được phép có thể thay đổi cách diễn giải. Cần xem xét GD&T và đo lường có năng lực khi bản vẽ cho phép chuyển động hoặc khi mô phỏng chuẩn không rõ ràng.
Mục tiêu Best Fit
Best fit không phải là một phép tính phổ quát. Đó là một mục tiêu tối ưu hóa được áp dụng cho dữ liệu đã chọn. Trong tài liệu PC-DMIS, phép ước lượng bình phương tối thiểu hóa tổng bình phương sai lệch giữa các điểm đo và danh nghĩa khớp nhau, trong khi các phương pháp min-max tối ưu hóa một điều kiện khác. Tài liệu phần mềm cũng phân biệt các phương pháp dựa trên vector cho các bề mặt mà sai lệch pháp tuyến với bề mặt là hướng liên quan.Các Phương pháp Định vị Best Fitcho thấy tại sao việc thay đổi mục tiêu có thể làm thay đổi các phần dư hiển thị trong báo cáo.
Do đó, “chúng tôi đã sử dụng best fit” là thông tin không đầy đủ. Người mua cần biết mục tiêu, tập hợp điểm, trọng số (nếu có), các vùng loại trừ, định vị ban đầu, và liệu phép khớp có tự do hay bị ràng buộc bởi các tham chiếu đã được phê duyệt.
Tại sao cùng một chi tiết có thể cho kết quả CMM khác nhau
Báo cáo chuẩn định vị giữ nguyên mối quan hệ của các đặc điểm được kiểm soát với các tham chiếu chức năng. Phép ước lượng bình phương tối thiểu có thể giảm sai số trung bình bằng cách trải đều sự không khớp trên một nhóm điểm. Phép ước lượng min-max có thể phản ứng mạnh với dữ liệu cực đoan, đặc biệt khi có một điểm ngoại lai. PC-DMIS lưu ý rằng các phương pháp min-max có thể nhạy cảm với độ không đảm bảo đo lường và một đặc điểm kém duy nhất có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả.Các Phương pháp Định vị Best Fit
RMS thấp hơn không phải là bằng chứng tuyệt đối cho sự tuân thủ. RMS là một thống kê tổng hợp cho dữ liệu đã chọn theo phép khớp đã chọn. Nó không khẳng định rằng mọi đặc điểm đều đáp ứng yêu cầu của bản vẽ, rằng các mối quan hệ dữ liệu được bảo tồn, hoặc rằng các điểm bị loại trừ là chấp nhận được.
Trước khi tranh luận về chi tiết, hãy so sánh các yếu tố đầu vào này:
- Phiên bản bản vẽ, phiên bản CAD, đơn vị và hệ tọa độ danh nghĩa.
- Các gọi datum chính xác và bất kỳ diễn giải được phê duyệt nào về bộ điều chỉnh, mục tiêu hoặc khả năng di chuyển được phép.
- Mô phỏng datum thực tế: mẫu tiếp xúc, đặc điểm được xây dựng, mối quan hệ cố định và quy tắc trích xuất đặc điểm.
- Phiên bản chương trình CMM, phép biến đổi căn chỉnh, mục tiêu khớp, tập hợp điểm đã chọn và bất kỳ trọng số hoặc loại trừ nào.
- Cấu hình đầu dò, trạng thái đủ điều kiện của bút stylus, chiến lược quét hoặc điểm, mật độ lấy mẫu, xây dựng đặc điểm và lọc.
- Cố định, điều kiện hạn chế, định hướng chi tiết, độ sạch và xử lý nhiệt độ.
- Phương pháp đánh giá dung sai, mẫu báo cáo, tuyên bố về độ không chắc chắn (nếu có), và quy tắc quyết định đạt/không đạt.
Bốn mẫu tranh chấp và câu hỏi mà mỗi báo cáo trả lời
Một mẫu lỗ chỉ được coi là chấp nhận được sau khi khớp tốt nhất
Hãy xem xét một tấm kim loại được gia công có mẫu lỗ nằm trên một mặt lắp ráp và các đặc điểm định vị. Khớp tốt nhất tự do bằng cách sử dụng tâm các lỗ có thể làm cho lỗi mẫu trung bình xuất hiện nhỏ hơn bằng cách dịch chuyển và xoay đám mây điểm. Nhưng nếu bản vẽ kiểm soát vị trí lỗ tương đối với các tham chiếu lắp ráp, câu hỏi chấp nhận vẫn còn: các lỗ nằm ở đâu sau khi chi tiết được định vị trên các tham chiếu đó?
Kết quả khớp tốt nhất vẫn có thể hữu ích. Nó có thể giúp phân biệt sự dịch chuyển thiết lập tổng thể với sự biến đổi rải rác giữa các lỗ và có thể hướng dẫn điều tra quy trình. Hãy dán nhãn nó là bằng chứng chẩn đoán, giữ lại kết quả chấp nhận được căn chỉnh theo datum và không thay thế cái này bằng cái kia.
Một bề mặt tự do có phép khớp được phép rõ ràng
Một bề mặt điêu khắc, hình dạng giống lưỡi dao, hoặc hình học phức tạp khác có thể được đánh giá bằng phương pháp khớp được chỉ định hoặc khả năng di chuyển bị ràng buộc được xác định bởi bản vẽ hoặc kế hoạch kiểm tra. Trong tình huống đó, một phép khớp có thể là một phần của logic chấp nhận thay vì chỉ là một chế độ xem khắc phục sự cố.
Bên mua nên yêu cầu một định nghĩa bằng văn bản về các ràng buộc được phép: bề mặt nào thiết lập tham chiếu, hướng nào có thể di chuyển, điểm nào được bao gồm, độ lệch pháp tuyến được đánh giá như thế nào và phiên bản mô hình nào đang kiểm soát. Tránh giả định rằng mọi phép khớp tốt nhất đều tự do theo mọi hướng hoặc mọi hồ sơ bề mặt đều yêu cầu căn chỉnh datum cứng nhắc.
Một điểm ngoại lai làm thay đổi kết quả min-max
Một đặc điểm đo lường đơn lẻ có thể ảnh hưởng đến kết quả min-max theo cách khác biệt đáng kể so với kết quả bình phương tối thiểu. Điều đó không nhất thiết là bằng chứng của sự thao túng. Các mục tiêu là khác nhau. Bước tiếp theo hữu ích là kiểm tra cùng dữ liệu cơ bản với quy trình xem xét điểm ngoại lai đã được ghi lại: Điểm đó có được đo chính xác không? Nó có thuộc về đặc điểm được chỉ định không? Nó có nằm trong khu vực lấy mẫu dự kiến không? Có hư hỏng vật lý, ba via, nhiễm bẩn, hoặc có vấn đề xử lý dữ liệu không?
Đừng xóa điểm hoặc báo cáo bị lỗi chỉ vì nó không tiện lợi. Bảo quản cả báo cáo gốc và bất kỳ phiên bản đã xử lý lại nào, bao gồm cả lý do cho bất kỳ loại trừ nào được phê duyệt.
Cùng một dữ liệu được xử lý lại mà không chọn lọc
Bài tập giải quyết tranh chấp sạch sẽ nhất sử dụng một bản xuất khóa của cùng một dữ liệu điểm đo lường. Sau đó, cả hai bên áp dụng cùng một mô hình danh nghĩa, đơn vị, diễn giải datum và các tùy chọn căn chỉnh đã nêu. Mỗi kết quả nên liệt kê mọi điểm được bao gồm và bị loại trừ, đồng thời xác định người, phiên bản phần mềm và phiên bản chương trình chịu trách nhiệm xử lý lại.
Điều này tách biệt sự bất đồng về thu thập dữ liệu với sự bất đồng về căn chỉnh. Nó cũng ngăn chặn một lỗi phổ biến: một báo cáo lặng lẽ đo hoặc khớp các vùng khác nhau và gọi so sánh là tương đương.
Thống nhất cơ sở chấp nhận trước khi kiểm tra
Để lập kế hoạch báo cáo rộng hơn, xemkiểm tra CMM dựa trên bản vẽ. Nguyên tắc chính của người mua là các lựa chọn căn chỉnh nên được thống nhất trước khi có bất đồng, không phải đàm phán sau khi kết quả không thuận lợi.
Quy trình phê duyệt để giải quyết tranh chấp kiểm tra
- Đóng băng bằng chứng.Giữ lại các báo cáo gốc, dữ liệu đo lường thô hoặc đã xuất (nếu có), các phiên bản chương trình, tệp CAD và bản vẽ, ảnh chụp tình trạng cố định và chi tiết đã xác định. Không ghi đè hoặc xóa báo cáo bị lỗi.
- Xác nhận định nghĩa kiểm soát.Xác định bản vẽ và bản sửa đổi CAD, đơn vị, thông số kỹ thuật áp dụng và đặc tính chính xác đang tranh chấp. Quyết định xem bản vẽ có cho phép căn chỉnh datum, phương pháp lắp ghép ràng buộc hay phương pháp đánh giá khác hay không.
- Xem xét mô phỏng datum.Ghi lại cách mỗi đặc trưng datum được tiếp xúc, xây dựng, cố định và sắp xếp. Trường hợp các bộ điều chỉnh hoặc chuyển động được phép ảnh hưởng đến cách diễn giải, hãy xin ý kiến đánh giá GD&T có chuyên môn thay vì suy đoán chuyển động không bị hạn chế.
- Khóa tập dữ liệu so sánh.Xử lý lại các điểm tương tự nếu có thể. Không thay đổi lấy mẫu, bộ lọc, loại trừ điểm hoặc dữ liệu danh nghĩa mà không ghi lại sự thay đổi và lý do của nó.
- Chạy các phương án thay thế đã khai báo.Tạo kết quả đánh giá chấp nhận theo ủy quyền của bản vẽ và, khi hữu ích, một kết quả chẩn đoán khớp tốt được dán nhãn riêng biệt. Nêu rõ phương pháp bình phương nhỏ nhất, min-max, phương pháp vector hoặc phương pháp khách quan khác.
- Điều tra sự khác biệt một cách tương xứng.Kiểm tra ảnh hưởng của đồ gá, khả năng tiếp cận đầu dò, phân bố điểm, cấu trúc đặc trưng, lọc, tình trạng bề mặt và xử lý môi trường. Một sự khác biệt duy nhất không đủ bằng chứng để chẩn đoán nhu cầu hiệu chuẩn lại.
- Ban hành quyết định bằng văn bản.Ghi lại cơ sở chấp nhận, kết quả phân tích thay thế, các hạn chế chưa được giải quyết, hành động khắc phục (nếu có), người xem xét có trách nhiệm và các tham chiếu có thể truy xuất nguồn gốc tới cả hai báo cáo. Bảo quản chuỗi kiểm toán cho các lô và các bản sửa đổi trong tương lai.
Hướng dẫn người mua: Câu hỏi RFQ, dấu hiệu cảnh báo và danh sách kiểm tra
Đặt những câu hỏi này trước khi phê duyệt kế hoạch CMM hoặc xem xét báo cáo tranh chấp:
- Bản sửa đổi bản vẽ, bản sửa đổi CAD, đơn vị và tiêu chuẩn dung sai nào được áp dụng?
- Các datum nào thiết lập sự chấp nhận cho mỗi đặc tính quan trọng?
- Mỗi đặc trưng datum sẽ được mô phỏng hoặc xây dựng trên CMM như thế nào?
- Có bất kỳ chuyển động, bộ điều chỉnh datum, sơ đồ mục tiêu hoặc phương pháp lắp ghép biên dạng nào được ủy quyền rõ ràng không?
- Những đặc trưng nào sẽ được đo, và những vùng điểm hoặc quét nào được bao gồm?
- Báo cáo có phân biệt giữa sự chấp nhận dựa trên bản vẽ và phân tích chẩn đoán khớp tốt không?
- Định dạng báo cáo, lưu giữ dữ liệu và quy trình xem xét nào được yêu cầu đối với trường hợp không phù hợp?
Các dấu hiệu cảnh báo bao gồm báo cáo không có mô tả căn chỉnh; kết quả khớp tốt được dán nhãn là chấp nhận dựa trên datum; các điểm bị loại trừ không rõ lý do; các bản sửa đổi CAD khác nhau giữa các bên; bản đồ màu mà không có cài đặt khớp của nó; hoặc yêu cầu loại bỏ báo cáo gốc bị lỗi.
Sử dụng danh sách kiểm tra ngắn gọn này trước khi phát hành:
- Mã định danh bộ phận và bản sửa đổi khớp với gói phê duyệt.
- Báo cáo nêu rõ bản vẽ kiểm soát, bản sửa đổi CAD và đơn vị.
- Các đặc trưng datum, thứ tự và mô phỏng được ghi lại.
- Loại căn chỉnh và mục tiêu khớp tốt (nếu có) hiển thị rõ ràng.
- Lựa chọn điểm, bộ lọc, loại trừ và cấu trúc đặc trưng có thể truy xuất nguồn gốc.
- Kết quả chấp nhận và chẩn đoán được tách biệt rõ ràng.
- Cả báo cáo gốc và báo cáo đã xử lý lại đều được lưu giữ khi kết quả khác nhau.
- Quyết định cuối cùng xác định cơ sở chấp nhận được ủy quyền.
Việc xem xét bản vẽ cũng có thể hưởng lợi từhướng dẫn chọn mốc dựa trên bản vẽ, đặc biệt là trước khi một chi tiết được sản xuất lần đầu hoặc chuyển giao cho nhà cung cấp.
Câu hỏi thường gặp
Có thể sử dụng báo cáo CMM khớp nhất (best-fit) cho việc nghiệm thu cuối cùng không?
Chỉ khi bản vẽ, yêu cầu hợp đồng hoặc kế hoạch kiểm tra đã được phê duyệt cho phép phương pháp khớp này và các ràng buộc của nó đối với đặc tính đang được đánh giá. Nếu không, hãy coi đó là phân tích chẩn đoán và sử dụng hệ quy chiếu được định nghĩa trên bản vẽ để nghiệm thu.
Tại sao phương pháp bình phương tối thiểu (least squares) thường làm cho chi tiết trông tốt hơn?
Phương pháp bình phương tối thiểu giảm thiểu tổng bình phương sai lệch trên dữ liệu đã chọn. Nó có thể phân bổ sai số thay vì bảo toàn mối quan hệ chức năng với các mốc trên bản vẽ. Tổng phần dư nhỏ hơn không chứng minh rằng mọi yêu cầu riêng lẻ đều tuân thủ.
Việc căn chỉnh mốc có phải luôn là một thiết lập cố định hoàn toàn không?
Không. Bản vẽ có thể cho phép chuyển động có ràng buộc, các điểm mốc, ảnh hưởng của biên vật liệu hoặc các điều kiện liên quan đến biên dạng đòi hỏi sự diễn giải cẩn thận. Cách tiếp cận đúng là cách được hỗ trợ bởi định nghĩa kiểm soát, chứ không phải một quy tắc chung chung.
Chúng ta nên làm gì nếu báo cáo của nhà cung cấp và khách hàng sử dụng các cách căn chỉnh khác nhau?
Khóa cả hai báo cáo và so sánh cùng dữ liệu, phiên bản mô hình, đơn vị, mô phỏng mốc, lựa chọn điểm, và cài đặt phần mềm. Phát hành lại kết quả với cách căn chỉnh nghiệm thu đã được phê duyệt và mọi phân tích chẩn đoán được phân biệt rõ ràng.
Một sự khác biệt trên CMM có nghĩa là máy cần hiệu chuẩn lại không?
Không. Logic căn chỉnh, tình trạng gá kẹp, lấy mẫu, xây dựng đặc trưng, lọc, khả năng tiếp cận đầu đo, xử lý môi trường và độ không đảm bảo đều có thể đóng góp. Điều tra toàn bộ quy trình đo lường trước khi xác định nguyên nhân.
Đưa thỏa thuận căn chỉnh vào kế hoạch kiểm tra
Đối với các chi tiết CNC có mốc chức năng, tranh chấp tiết kiệm chi phí nhất là tranh chấp được ngăn chặn ngay từ vòng xem xét bản vẽ. Chỉ định hệ quy chiếu nghiệm thu, vai trò của bất kỳ phân tích khớp nhất nào, các trường trong báo cáo và kỳ vọng về lưu giữ hồ sơ trước khi phê duyệt sản xuất.SUUXIANGcó thể xem xét bản vẽ, mô hình, các mốc quan trọng và tài liệu kiểm tra cần thiết khi bạnthảo luận về yêu cầu dự án của mình.