기계 제조 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 측정 도구 중 하나인 캘리퍼는조작이 간단하고
외경 측정에 널리 사용됩니다. 그러나 여전히 많은 고유한기술적 한계가 있습니다.
현대 제조에서 정밀도 요구 사항이 증가함에 따라 외경캘리퍼 측정의 단점이 점점 더 분명해져 측정 결과의 정확성과
신뢰성에 영향을 미치고 있습니다. 표준 버니어 캘리퍼의측정 정확도는 ±0.02
밀리미터인 반면, 디지털 캘리퍼는 ±0.01밀리미터까지 도달할 수 있습니다. 그러나 실제 적용에서는
조작 기술, 환경조건, 공작물의 특성과 같은 여러 요인의 영향을 받으며
실제 측정 오차는 종종 이론적정확도 범위를 초과합니다.I. 측정 정확도 제한의 근본적인 이유
1. 인적 조작 오류는 외경 측정을 위해 캘리퍼를 사용할 때의 주요 단점입니다.
측정력의 제어는 측정 결과의 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다. 표준
측정력은 8-12 뉴턴 범위 내에서 제어해야 하지만실제작업에서 일정한 측정력을 유지하기는 어렵습니다.
측정력에서 1 뉴턴의 변화는0.005-0.01밀리미터의 측정 오차를 발생시킬 수 있습니다.
특히 얇은 벽 부품이나 부드러운재료를 측정할 때 과도한 측정력은공작물을 변형시켜
측정 정확도에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.2. 판독 오류는 버니어 캘리퍼의 고유한 기술적 결함입니다. 눈의 주관성은눈금선을 읽을 때 일관되지 않은 측정 결과를 초래합니다. 버니어
원리의 최소 판독 값은 0.02밀리미터이지만 실제 판독은 조명 조건, 관찰각도 및작업자의 시력과 같은 요인의 영향을 받습니다.
다른 작업자가 동일한 크기를 읽는 판독 차이는0.03 - 0.05 밀리미터에 달할 수 있습니다.
이러한 종류의 인적 판독 오류는 정밀 측정에서는 용납될 수 없습니다.3. 접촉 면적의 제한은 측정 결과의 대표성이 부족하게 만듭니다.
캘리퍼 턱과 공작물 사이의 접촉 면적은 일반적으로 몇 제곱 밀리미터에 불과합니다.표면
거칠기가 높거나 국부적인 결함이 있는 공작물의 경우 접촉점의 위치가 약간만 변경되어도 다른 측정
결과가 발생할 수 있습니다. 원형단면 공작물의 진원도 오차와 타원도 오차는 단일점 측정으로 정확하게 반영될 수 없습니다.신뢰할 수 있는 기하학적 매개변수를 얻으려면 다중점
측정이 필요합니다.
II. 환경 조건이 측정 정확도에 미치는 영향1. 온도 변화는 캘리퍼
측정 정확도에 영향을 미치는 중요한 환경 요인입니다.금속 재료의 열팽창 계수는 온도에 따라 치수가 변경되도록 합니다. 강철의 선형
팽창계수는 약 11×10^-6/℃입니다.
10℃의 온도변화는 100mm
치수에서 0.011mm변화를 초래합니다.
작업장
환경 온도의 변동, 작업자의 손 온도 전달, 및 잔류
공작물 가공의 열은 모두 측정 결과의 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.2. 습도와 오염 물질은 캘리퍼의 측정 정확도에 부정적인 영향을 미칩니다.
특히 열악한 생산 환경에서 그렇습니다. 금속 절삭유와 냉각유는 공작물 표면에 남아액체막을 형성하여 실제 접촉 상태와 측정 기준을 변경합니다.
표면 유막의 두께는0.01~0.05밀리미터 범위이며 측정 결과에 직접 중첩됩니다. 정확한측정데이터를 얻으려면공작물 표면을 철저히 청소해야 합니다. 3. 진동과 충격은 정밀 측정에 간섭을 일으킬 수 있습니다. 생산 현장에서는기계
공구의 작동과 중장비의 움직임이 모두 진동을 발생시킬 수 있습니다.휴대용 측정 도구인 캘리퍼는
진동 간섭에 특히 민감합니다.진동 진폭이 0.02밀리미터를 초과하면
판독의 안정성에심각한 영향을 미칩니다.
측정 과정에서 작업자의 손 떨림도측정 결과로 전달되어 측정의 반복성과 정확도에 영향을 미칩니다.III. 공작물 특성이 측정 결과에 미치는 제약1. 표면 품질의 상당한 차이는 캘리퍼 측정의 신뢰성에 영향을 미칩니다. 거친
표면의 피크와 골은 접촉점에 불확실성을 유발합니다. 표면 거칠기Ra가 1.6마이크로미터를 초과하면표면의 미세 기하학적 모양의 무작위성이측정 결과의 분산을 증가시킵니다.
주조 표면, 단조 표면 및용접 표면과 같은 거친 표면의 측정 오차는
±0.1밀리미터에 달할 수 있으며, 캘리퍼의공칭 정확도를 훨씬 초과합니다.
2. 공작물의 기하학적 모양의 복잡성은 캘리퍼의 적용 범위를 제한합니다.비표준기하학적 모양은 정확하게 측정할 수 없습니다. 타원형
단면, 다각형 단면, 및 불규칙한 단면은 특수 측정방법과 장비가 필요합니다.
캘리퍼는 국부 치수만 측정할 수 있지만 기하학적 정확도를 포괄적으로평가할 수는 없습니다.
기하학적 정확도 요구 사항이 높은 부품의 경우 캘리퍼 측정 결과의 대표성이 부족합니다.
3. 재료의 경도와 탄성 특성은 측정 결과의 안정성에 영향을 미칩니다.부드러운 재료는 측정력의 작용 하에 탄성 또는 소성 변형을 겪습니다.
알루미늄 합금, 플라스틱 및 고무와 같은 재료의 측정에는 측정력의 특별한 제어가 필요합니다.경도가 HB100보다 낮은 재료의 경우 측정 오차가 ±0.05밀리미터를 초과할 수 있습니다.
고탄성재료의 반발 특성으로 인해
측정 결과가 시간이 지남에 따라 변경되어 측정 데이터의 반복성에 영향을 미칩니다. IV. 측정 범위 및 유연성의 제한1. 측정 범위는 캘리퍼의 구조적 치수에 의해 제한되며 범위를 벗어나는 대형
공작물을 측정할 수 없습니다. 표준 캘리퍼의 최대 측정 범위는 일반적으로150-300밀리미터입니다.대형 공작물의 외경을 측정하려면 특수 대형
캘리퍼 또는 기타 측정방법이 필요합니다.
깊은 구멍의 내경, 막힌 구멍의 바닥 직경및 홈의 너비와 같은 특수 위치의 치수는 일반 캘리퍼를 사용하여 직접 측정할 수 없습니다.
2. 측정 각도 및 위치에 대한 제약은 특정 공작물 측정의 실행 가능성에 영향을 미칩니다.캘리퍼는 정확한 결과를 얻기 위해 측정되는 표면에 수직이어야 합니다.복잡한 모양의 공작물의 경우 일부
부품은 캘리퍼로 정확하게 배치할 수 없습니다.수직방향에서 5도 벗어난 측정 각도는 약0.4%의 코사인 오차를 초래합니다.
조립조건의 부품 측정은 종종 공간에 의해 제한되며
이상적인 측정 조건을 달성할 수 없습니다.3. 불충분한 동적 측정 능력은 자동화된
생산에서 캘리퍼의 적용을 제한하여 온라인 측정 및 실시간 모니터링을 실현할 수 없습니다. 현대 제조는 신속한감지 및 피드백을 요구합니다. 그러나 캘리퍼는 측정 속도가 느리고수동 조작이 필요하므로
고효율을 위한 생산 리듬 요구 사항을 충족하지 못합니다.자동화된생산 라인은 통합 측정 시스템이 필요합니다.캘리퍼의 수동적인 특성은 생산 효율성의 병목 현상이 됩니다.
