静的エラー源座標測定機主な誤差には、座標測定機自体の誤差（ガイド機構の誤差（直線、回転）、基準座標系の変形、プローブの誤差、標準量の誤差など）、測定条件に関連するさまざまな要因によって引き起こされる誤差（測定環境の影響（温度、粉塵など）、測定方法の影響、いくつかの不確かさ要因の影響など）が含まれます。
座標測定機の誤差源は非常に複雑であるため、一つずつ検出して分離し、修正することは困難であり、一般的には、座標測定機の精度に大きな影響を与える誤差源と、分離しやすい誤差源のみが修正されます。現在、最も研究されている誤差は、座標測定機の機構誤差です。生産現場で使用されているCMMのほとんどは直交座標系CMMであり、一般的なCMMの場合、機構誤差は主に、位置決め誤差、真直度運動誤差、角度運動誤差、および垂直度誤差を含む直線運動成分の誤差を指します。
精度を評価するために座標測定機または、誤差補正を実行するために、座標測定機の固有誤差モデルが基礎として使用され、その中で各誤差項目の定義、分析、伝達、および合計誤差が与えられなければなりません。いわゆる合計誤差は、CMMの精度検証では、CMMの精度特性、すなわち指示精度、繰り返し精度などを反映した複合誤差を指します。CMMの誤差補正技術では、空間点のベクトル誤差を指します。
メカニズムエラー解析
CMMの機構特性として、ガイドレールはガイドされる部品の自由度を5つに制限し、測定システムは移動方向の6番目の自由度を制御するため、ガイドされる部品の空間上の位置は、ガイドレールとそれが属する測定システムによって決定されます。
プローブ誤差解析
CMMプローブには2種類あります。接触式プローブは、構造によってスイッチング式（タッチトリガー式またはダイナミックシグナリングとも呼ばれる）とスキャン式（比例式またはスタティックシグナリングとも呼ばれる）の2種類に分けられます。スイッチング式プローブの誤差は、スイッチストローク、プローブの異方性、スイッチストロークのばらつき、リセットデッドゾーンなどによって発生します。スキャン式プローブの誤差は、力と変位の関係、変位と変位の関係、クロスカップリング干渉などによって発生します。
プローブとワークピースが接触してプローブ毛が接触するまでのプローブの切り替えストロークは、プローブのたわみ距離です。これはプローブのシステム誤差です。プローブの異方性とは、あらゆる方向における切り替えストロークの不均一性です。これは系統誤差ですが、通常はランダム誤差として扱われます。切り替えストロークの分解とは、繰り返し測定中の切り替えストロークのばらつきの度合いを指します。実際の測定値は、一方向の切り替えストロークの標準偏差として計算されます。
リセットデッドバンドとは、プローブロッドが平衡位置からずれた状態を指し、外部の力を取り除くと、ロッドはバネの力でリセットされますが、摩擦の影響によりロッドは元の位置に戻ることができません。この元の位置からのずれがリセットデッドバンドです。
CMMの相対統合誤差
いわゆる相対積分誤差とは、CMMの測定空間における点間距離の測定値と真値との差であり、次の式で表すことができます。
相対積分誤差 = 距離測定値 - 距離の真値
CMMの割当承認や定期校正においては、測定空間内の各点の誤差を正確に知る必要はなく、CMMの相対的な総合誤差によって評価できる、ワークピースの座標測定精度のみを知ればよい。
相対的な統合誤差は、誤差源や最終的な測定誤差を直接反映するものではなく、距離に関連する寸法を測定する際の誤差の大きさのみを反映しており、測定方法は比較的単純である。
CMMの空間ベクトル誤差
空間ベクトル誤差とは、三次元測定機（CMM）の測定空間内の任意の点におけるベクトル誤差を指します。これは、理想的な直角座標系における測定空間内の任意の固定点と、CMMによって確立された実際の座標系における対応する三次元座標との差です。
理論的には、空間ベクトル誤差とは、その空間点におけるすべての誤差をベクトル合成することによって得られる総合的なベクトル誤差である。
CMMの測定精度は非常に高い要求があり、部品点数が多く構造も複雑で、測定誤差に影響を与える要因も多数存在します。CMMのような多軸測定機における静的誤差の主な発生源は以下の4つです。
（１）構造部品（ガイドや測定システムなど）の精度が限られているために生じる幾何学的誤差。これらの誤差は、これらの構造部品の製造精度と、設置および保守時の調整精度によって決まります。
（２）CMMの機構部品の有限剛性に関連する誤差。これらは主に可動部品の重量によって発生します。これらの誤差は、構造部品の剛性、重量、および形状によって決まります。
（３）単一の温度変化や温度勾配によって生じるガイドの膨張や曲がりなどの熱誤差。これらの誤差は、CMMの機械構造、材料特性、温度分布によって決まり、外部熱源（周囲温度など）や内部熱源（駆動ユニットなど）の影響を受けます。
（４）プローブおよび付属品の誤差。主にプローブの交換、長いロッドの追加、その他の付属品の追加によって生じるプローブ先端の半径の変化、プローブが異なる方向や位置で測定対象に接触したときの異方性誤差、インデックステーブルの回転によって生じる誤差などが含まれます。
投稿日時：2022年11月17日