Las desviaciones de temperatura son uno de los principales factores que contribuyen a la incertidumbre de medición en las máquinas de medición de coordenadas. La temperatura de los dispositivos y de la pieza de trabajo influye directamente en Resultado de medida. Además de los gradientes de temperatura temporales y espaciales, también influyen el calor residual de la pieza de trabajo (p. ej., del mecanizado y la manipulación) y las fuentes de calor en maquina de medir (p. ej., motores, fuentes de luz). motores, fuentes de luz).
Las principales fuentes de incertidumbre de medición inducidas térmicamente son la dilatación lineal de la pieza de trabajo y los sistemas de medición instalados en maquina de medir con el aumento de la temperatura. Otras desviaciones de medición inducidas térmicamente son causadas, entre otras cosas, por la deformación del dispositivo de medición y por el cambio de longitud del palpador durante las mediciones táctiles. Estos efectos no se corrigen en la mayoría de los dispositivos. El tamaño de Error de medición varía en función del coeficiente de dilatación térmica del material de la pieza. Sólo no es necesario compensación de temperatura para obtener los resultados de la medición si se mantiene la temperatura de referencia durante toda la medición medición. Esto significa una temperatura constante de 20 °C tanto para toda la máquina de medición de coordenadas (MMC) como para la pieza de trabajo.
Cambio de longitud inducido térmicamente
Cuanto mayor sea el coeficiente de dilatación térmica α del material, la longitud L0 de la pieza y la desviación de temperatura ΔT respecto a la temperatura de referencia, mayor será la desviación de longitud ΔL inducida térmicamente:
ΔL = α - L₀ - ΔT
Sin compensación de temperatura, por ejemplo, la medición de longitud en una pieza de trabajo de PVDC de 100 mm de longitud a 25 °C y sistemas de medición montados en barras de acero da como resultado una Error de medición de aproximadamente 70 µm.
Al aumentar la temperatura, la pieza de trabajo se dilata y aumenta la Error de medición. Como los sistemas de medición también se dilatan, la Error de medición se compensa parcialmente (Fig. 1). Por lo tanto, en el ejemplo anterior, el cambio de longitud de los sistemas de medición se restó del de la pieza de trabajo.
Si las piezas de trabajo se miden con sistemas de medición fabricados con materiales idénticos, los efectos de la dilatación se compensan siempre que prevalezcan las mismas condiciones de temperatura en sistema de medición y en la pieza de trabajo. Sin embargo, este método presenta dos desventajas: En primer lugar, en la práctica es bastante raro que las temperaturas de los sistemas de medición y de la pieza de trabajo coincidan exactamente y, en segundo lugar, sólo pueden medirse de este modo piezas de trabajo que tengan el mismo coeficiente de dilatación térmica α que los sistemas de medición.
Existen sistemas de medición fabricados con cerámicas especiales que tienen un coeficiente de dilatación térmica cercano a cero, de modo que sólo hay que tener en cuenta la dilatación de la pieza. Sin embargo, esto por sí solo no es una solución óptima para compensar las desviaciones de medición inducidas térmicamente.
Esto se debe a que sin una corrección matemática compensación de temperatura, el error debido a la expansión de la pieza de trabajo aumentará si los sistemas de medición no se expanden también. La corrección matemática de la influencia térmica es absolutamente necesaria en este caso si no se puede garantizar que las piezas de trabajo se midan exactamente a 20 °C.
especificación para real condiciones ambientales
Para cada máquina de medir por coordenadas, el fabricante especifica un máximo admisible error de medida de longitud en condiciones definidas condiciones ambientales. Estas condiciones también incluyen el intervalo de temperatura en el que el máquina funciona dentro de las especificaciones indicadas. Las especificaciones suelen aplicarse a desviaciones de temperatura de ± 2 K con respecto a la temperatura de referencia de 20 °C en laboratorio. Algunos fabricantes garantizan un mayor rendimiento del dispositivo de medición para condiciones de temperatura más estables especificando un error de medida de longitud máximo admisible inferior, por ejemplo, para fluctuaciones de temperatura de sólo ± 1 K.
Las especificaciones para el funcionamiento del aparato en un entorno no climatizado, por ejemplo para mediciones durante la producción, sólo las ofrecen algunos fabricantes. En este caso, el máximo permitido especificado error de medida de longitud debe ser válido para un rango de temperatura entre 16 °C y 30 °C como mínimo. Debe tenerse en cuenta que este especificación no está restringido por el fabricante a materiales estándar con un coeficiente de dilatación = 0. Un especificación de este tipo tendría poca utilidad práctica, ya que casi nadie mide piezas con esta propiedad.
Los sensores de temperatura de los sistemas de medición forman parte del equipamiento estándar de todas las máquinas de medición de coordenadas de Werth. La dilatación lineal se corrige matemáticamente mediante el coeficiente de dilatación térmica de los sistemas de medición.
