שליטה לדיוק CMM

הכי הרבהמכונות CMM (תיאום מכונות מדידה) מיוצרים על ידירכיבי גרניט.

מכונות מדידה של קואורדינטות (CMM) הוא מכשיר מדידה גמיש ופיתח מספר תפקידים בסביבת הייצור, כולל שימוש במעבדה האיכותית המסורתית, והתפקיד האחרון של תמיכה ישירה בתמיכה ישירות בקומת הייצור בסביבות קשות יותר. ההתנהגות התרמית של מאזני מקודד CMM הופכת לשיקול חשוב בין תפקידיה ליישומו.

במאמר שפורסם לאחרונה, על ידי Renishaw, נושא טכניקות ההרכבה בקנה מידה מקודדים צף ושליטה.

מאזני מקודדים אינם תלויים באופן תרמי במצע ההרכבה שלהם (צף) או תלויים תרמית במצע (שולט). סולם צף מתרחב וחוזים על פי המאפיינים התרמיים של חומר הסולם, ואילו סולם שולט מתרחב וחוזים באותו קצב כמו המצע הבסיסי. טכניקות ההרכבה בקנה מידה המדידה מציעות מגוון יתרונות ליישומי המדידה השונים: המאמר מ- Renishaw מציג את המקרה בו יכול להיות פיתרון מועדף על סולם מועדף על מכונות מעבדה.

CMMs משמשים ללכידת נתוני מדידה תלת מימדיים על רכיבים מדויקים ומכונה גבוהה, כגון בלוקי מנוע ולבי מנוע סילון, כחלק מתהליך בקרת איכות. ישנם ארבעה סוגים בסיסיים של מכונת מדידת קואורדינטות: גשר, שלוחה, גנטרי וזרוע אופקית. CMMs מסוג גשר הם השגרים ביותר. בעיצוב גשר CMM, רכוב ציר Z מותקן על כרכרה שנעה לאורך הגשר. הגשר מונע לאורך שתי דרכים בכיוון ציר Y. מנוע מניע כתף אחת של הגשר, ואילו הכתף הנגדית אינה מסופקת באופן מסורתי: מבנה הגשר מונחה בדרך כלל / נתמך על מיסבים אירוסטטיים. העגלה (ציר X) והקוויל (ציר Z) עשויים להיות מונעים על ידי חגורה, בורג או מנוע ליניארי. CMMs נועדו למזער שגיאות שאינן ניתנות לחזרה מכיוון שקשה לפצות בבקר.

CMMs בעלי ביצועים גבוהים כוללים מיטת גרניט מסה תרמית גבוהה ומבנה נוקשה / גשר נוקשה, עם קפיצת אינרציה נמוכה אליו מחובר חיישן למדידת תכונות חתיכת עבודה. הנתונים שנוצרו המשמשים כדי להבטיח כי חלקים עומדים בסבולות שנקבעו מראש. מקודדים לינאריים דיוק -דיוק מותקנים על צירי X, Y ו- Z הנפרדים שיכולים להיות באורך מטרים רבים במכונות גדולות יותר.

CMM טיפוסי של גשר גרניט טיפוסי פעל בחדר ממוזג, עם טמפרטורה ממוצעת של 20 ± 2 מעלות צלזיוס, כאשר טמפרטורת החדר מחזירה שלוש פעמים בכל שעה, מאפשרת גרניט מסה גבוהה לשמירה על טמפרטורה ממוצעת קבועה של 20 מעלות צלזיוס. מקודד נירוסטה ליניארי צף המותקן על כל ציר CMM יהיה ברובו בלתי תלוי במצע הגרניט ויגיב במהירות לשינויים בטמפרטורת האוויר בגלל המוליכות התרמית הגבוהה שלו ומסה תרמית נמוכה, שהיא נמוכה משמעותית מהמסה התרמית של שולחן הגרניט. זה יוביל להתרחבות מקסימאלית או להתכווצות של הסולם על ציר 3M טיפוסי של כ- 60 מיקרומטר. התרחבות זו יכולה לייצר שגיאת מדידה משמעותית שקשה לפצות בגלל אופי משתנה בזמן.

סולם שולט במצע הוא הבחירה המועדפת במקרה זה: סולם שולט יתרחב רק עם מקדם ההתרחבות התרמית (CTE) של מצע הגרניט ולכן, יפגין מעט שינוי בתגובה לתנודות קטנות בטמפרטורת האוויר. עדיין יש לקחת בחשבון שינויים בטווח הארוך יותר בטמפרטורה ואלה ישפיעו על הטמפרטורה הממוצעת של מצע מסה גבוהה. פיצוי טמפרטורה הוא פשוט מכיוון שהבקר רק צריך לפצות על ההתנהגות התרמית של המכונה מבלי לשקול גם את ההתנהגות התרמית בקנה מידה המקודד.

לסיכום, מערכות מקודדים עם סולמות שולטים במצע הם פיתרון מצוין עבור CMMs מדויקים עם מצעי מסה תרמיים נמוכים / גבוהים נמוכים ויישומים אחרים הדורשים רמות גבוהות של ביצועי מטרולוגיה. היתרונות של סולמות שולטים כוללים פשט של משטרי פיצויים תרמיים ופוטנציאל להפחתת שגיאות מדידה שאינן ניתנות לחזרה בגלל, למשל, וריאציות טמפרטורת אוויר בסביבת המכונה המקומית.