Para verificar a confiabilidade da máquina de medição de coordenadas micro-nano na medição da circularidade e identificar com precisão as principais fontes de incerteza, foi construída uma metodologia integrada de avaliação para analisar quantitativamente a incerteza da medição e o impacto dos diferentes componentes de erro nos resultados da avaliação. Primeiramente, com base nos quatro métodos de cálculo do centro do círculo definidos na norma nacional GB/T 7235-2004 — método dos mínimos quadrados, método do maior círculo inscrito, método do menor círculo circunscrito e método da menor área — foi proposto um método de avaliação da incerteza da medição da circularidade baseado em GUM-MCM. Em seguida, foi introduzido um modelo de regressão random forest para estabelecer um modelo de regressão entre a magnitude do erro das fontes de incerteza (repetibilidade, variação de temperatura, força de interferência, desgaste da esfera de medição) e o erro de circularidade; por meio das métricas de aumento do erro out-of-bag, aumento do erro por remoção de características e peso de estabilidade, foi realizada uma análise sistemática da influência de cada fonte de erro no erro de circularidade. Os resultados experimentais finais mostraram que os melhores valores estimados de circularidade obtidos pelos quatro métodos foram 0,629, 0,221, 0,616 e 0,608 μm, com incertezas padrão de 0,099, 0,138, 0,103 e 0,094 μm, respectivamente. Entre eles, o método da menor área apresentou a menor incerteza. A análise random forest mostrou que a componente de erro induzida pelo desgaste da esfera de medição teve o efeito mais significativo nos métodos de mínimos quadrados, menor círculo circunscrito e menor área, com pontuações totais de 0,74, 4,50 e 0,53, respectivamente. Este estudo, por meio da fusão do método GUM-MCM e do modelo de regressão random forest, não apenas alcançou uma verificação eficaz da confiabilidade da medição de circularidade da máquina de medição de coordenadas micro-nano, mas também uma análise quantitativa da contribuição das diferentes fontes de incerteza, e os resultados têm valor engenheirístico importante para melhorar a precisão e confiabilidade das medições de usinagem ultraprecisas.

máquina de medição de coordenadas micro-nano;cálculo do centro do círculo;circularidade;avaliação de incerteza;random forest