Τα περισσότερα απόCmm μηχανές (μηχανές μέτρησης συντεταγμένων) γίνονται απόεξαρτήματα γρανίτη.
Οι μηχανές μέτρησης συντεταγμένων (CMM) είναι μια ευέλικτη συσκευή μέτρησης και έχει αναπτύξει διάφορους ρόλους στο περιβάλλον παραγωγής, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης στο παραδοσιακό εργαστήριο ποιότητας και του πιο πρόσφατου ρόλου της άμεσης υποστήριξης της παραγωγής στον κατασκευαστικό χώρο σε πιο σκληρά περιβάλλοντα.Η θερμική συμπεριφορά των κλιμάκων κωδικοποιητή CMM γίνεται σημαντικός παράγοντας μεταξύ των ρόλων και της εφαρμογής του.
Σε ένα πρόσφατα δημοσιευμένο άρθρο του Renishaw, συζητείται το θέμα των τεχνικών τοποθέτησης πλωτών και κατακτητών κλίμακας κωδικοποιητή.
Οι κλίμακες κωδικοποιητή είναι ουσιαστικά είτε θερμικά ανεξάρτητες από το υπόστρωμα στερέωσής τους (αιωρούμενο) είτε θερμικά εξαρτώμενοι από το υπόστρωμα (mastered).Μια πλωτή κλίμακα διαστέλλεται και συστέλλεται σύμφωνα με τα θερμικά χαρακτηριστικά του υλικού κλίμακας, ενώ μια πλωτή κλίμακα διαστέλλεται και συστέλλεται με τον ίδιο ρυθμό όπως το υποκείμενο υπόστρωμα.Οι τεχνικές στερέωσης της κλίμακας μέτρησης προσφέρουν μια ποικιλία πλεονεκτημάτων για τις διάφορες εφαρμογές μέτρησης: το άρθρο από το Renishaw παρουσιάζει την περίπτωση όπου μια κατακτημένη ζυγαριά μπορεί να είναι προτιμότερη λύση για εργαστηριακές μηχανές.
Τα CMM χρησιμοποιούνται για τη λήψη τρισδιάστατων δεδομένων μέτρησης σε εξαρτήματα υψηλής ακρίβειας, επεξεργασμένα με μηχανική επεξεργασία, όπως μπλοκ κινητήρα και λεπίδες κινητήρα jet, ως μέρος μιας διαδικασίας ποιοτικού ελέγχου.Υπάρχουν τέσσερις βασικοί τύποι μηχανών μέτρησης συντεταγμένων: γέφυρα, πρόβολος, γέφυρα και οριζόντιος βραχίονας.Τα CMM τύπου γέφυρας είναι τα πιο συνηθισμένα.Σε ένα σχέδιο γέφυρας CMM, ένα πτερύγιο του άξονα Z είναι τοποθετημένο σε ένα φορείο που κινείται κατά μήκος της γέφυρας.Η γέφυρα κινείται κατά μήκος δύο οδηγών προς την κατεύθυνση του άξονα Υ.Ένας κινητήρας κινεί τον έναν ώμο της γέφυρας, ενώ ο αντίθετος ώμος είναι παραδοσιακά ακίνητος: η δομή της γέφυρας συνήθως καθοδηγείται / στηρίζεται σε αεροστατικά ρουλεμάν.Το φορείο (άξονας Χ) και το πτερύγιο (άξονας Ζ) μπορούν να κινούνται από ιμάντα, βίδα ή γραμμικό κινητήρα.Τα CMM έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιούν τα μη επαναλαμβανόμενα σφάλματα, καθώς αυτά είναι δύσκολο να αντισταθμιστούν στον ελεγκτή.
Τα CMM υψηλής απόδοσης περιλαμβάνουν ένα στρώμα γρανίτη υψηλής θερμικής μάζας και μια άκαμπτη δομή γέφυρας/γέφυρας, με πτερύγιο χαμηλής αδράνειας στο οποίο είναι συνδεδεμένος ένας αισθητήρας για τη μέτρηση των χαρακτηριστικών του τεμαχίου εργασίας.Τα δεδομένα που δημιουργούνται χρησιμοποιούνται για να διασφαλιστεί ότι τα εξαρτήματα πληρούν προκαθορισμένες ανοχές.Οι γραμμικοί κωδικοποιητές υψηλής ακρίβειας εγκαθίστανται στους ξεχωριστούς άξονες X, Y και Z που μπορεί να έχουν μήκος πολλών μέτρων σε μεγαλύτερα μηχανήματα.
Μια τυπική CMM τύπου γέφυρας γρανίτη που λειτουργεί σε κλιματιζόμενο δωμάτιο, με μέση θερμοκρασία 20 ± 2 °C, όπου η θερμοκρασία δωματίου εναλλάσσεται τρεις φορές κάθε ώρα, επιτρέπει στον γρανίτη υψηλής θερμικής μάζας να διατηρεί σταθερή μέση θερμοκρασία 20 °C.Ένας πλωτός γραμμικός κωδικοποιητής από ανοξείδωτο χάλυβα εγκατεστημένος σε κάθε άξονα CMM θα είναι σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητος από το υπόστρωμα από γρανίτη και θα ανταποκρίνεται γρήγορα στις αλλαγές της θερμοκρασίας του αέρα λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και της χαμηλής θερμικής μάζας του, η οποία είναι σημαντικά χαμηλότερη από τη θερμική μάζα του τραπεζιού γρανίτη .Αυτό θα οδηγούσε σε μέγιστη διαστολή ή συστολή της κλίμακας σε έναν τυπικό άξονα 3 m περίπου 60 μm.Αυτή η επέκταση μπορεί να προκαλέσει ένα σημαντικό σφάλμα μέτρησης το οποίο είναι δύσκολο να αντισταθμιστεί λόγω της φύσης του που μεταβάλλεται από το χρόνο.
Η προτιμώμενη επιλογή σε αυτήν την περίπτωση είναι μια ζυγαριά που κυριαρχείται από το υπόστρωμα: μια ανεξάρτητη κλίμακα θα επεκτείνεται μόνο με τον συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE) του υποστρώματος γρανίτη και, επομένως, θα παρουσιάζει μικρή αλλαγή ως απόκριση σε μικρές ταλαντώσεις στη θερμοκρασία του αέρα.Πρέπει να ληφθούν υπόψη μακροπρόθεσμες αλλαγές στη θερμοκρασία και αυτές θα επηρεάσουν τη μέση θερμοκρασία ενός υποστρώματος υψηλής θερμικής μάζας.Η αντιστάθμιση θερμοκρασίας είναι απλή, καθώς ο ελεγκτής χρειάζεται μόνο να αντισταθμίσει τη θερμική συμπεριφορά του μηχανήματος χωρίς επίσης να λαμβάνει υπόψη τη θερμική συμπεριφορά της κλίμακας κωδικοποιητή.
Εν ολίγοις, τα συστήματα κωδικοποιητών με κλίμακες κυριαρχίας υποστρώματος είναι μια εξαιρετική λύση για CMM ακριβείας με υποστρώματα χαμηλής CTE / υψηλής θερμικής μάζας και άλλες εφαρμογές που απαιτούν υψηλά επίπεδα μετρολογικής απόδοσης.Τα πλεονεκτήματα των κατακτημένων ζυγαριών περιλαμβάνουν την απλοποίηση των καθεστώτων θερμικής αντιστάθμισης και τη δυνατότητα μείωσης των μη επαναλαμβανόμενων σφαλμάτων μέτρησης λόγω, για παράδειγμα, διακυμάνσεων της θερμοκρασίας του αέρα στο τοπικό περιβάλλον της μηχανής.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-25-2021