מאסטרינג עבור דיוק CMM

רובמכונות Cmm (מכונות מדידה לתאם) מיוצרים על ידירכיבי גרניט.

מכונות מדידת קואורדינטות (CMM) היא מכשיר מדידה גמיש ופיתחה מספר תפקידים עם סביבת הייצור, כולל שימוש במעבדת האיכות המסורתית, והתפקיד האחרון של תמיכה ישירה בייצור על רצפת הייצור בסביבות קשות יותר.ההתנהגות התרמית של מאזני מקודד CMM הופכת לשיקול חשוב בין תפקידיו ליישומה.

במאמר שפורסם לאחרונה מאת Renishaw, נדון הנושא של טכניקות הרכבה בקנה מידה מקודד צף ושולט.

מאזני המקודד אינם תלויים תרמית במצע ההרכבה שלהם (צף) או תלויים תרמית במצע (מאסטר).קנה מידה מרחף מתרחב ומתכווץ בהתאם למאפיינים התרמיים של חומר האבנית, ואילו קנה מידה שולט מתרחב ומתכווץ באותו קצב כמו המצע הבסיסי.טכניקות ההרכבה של סולם מדידה מציעות מגוון יתרונות עבור יישומי המדידה השונים: המאמר מ-Renishaw מציג את המקרה שבו סולם שולט עשוי להיות פתרון מועדף עבור מכונות מעבדה.

CMMs משמשים ללכידת נתוני מדידה תלת מימדיים על רכיבים מעובדים בדיוק גבוה, כגון בלוקי מנוע ולהבי מנועי סילון, כחלק מתהליך בקרת איכות.ישנם ארבעה סוגים בסיסיים של מכונת מדידת קואורדינטות: גשר, שלוחה, זרוע וזרוע אופקית.CMMs מסוג גשר הם הנפוצים ביותר.בתכנון גשר CMM, קולמוס בציר Z מותקן על כרכרה שנעה לאורך הגשר.הגשר מונע לאורך שני מסלולי הדרכה בכיוון ציר Y.מנוע מניע כתף אחת של הגשר, בעוד שהכתף הנגדית אינה מונעת באופן מסורתי: מבנה הגשר בדרך כלל מונחה / נתמך על מיסבים אווירוסטטיים.הכרכרה (ציר X) והנוצה (ציר Z) עשויים להיות מונעים על ידי רצועה, בורג או מנוע ליניארי.CMMs נועדו למזער שגיאות שאינן ניתנות לשחזור מכיוון שקשה לפצות אותן בבקר.

CMMs בעלי ביצועים גבוהים מורכבים ממיטת גרניט במסה תרמית גבוהה ומבנה גב / גשר קשיח, עם קולמוס אינרציה נמוך שאליו מחובר חיישן למדידת תכונות של חלק העבודה.הנתונים שנוצרו משמשים כדי להבטיח שחלקים עומדים בסובלנות שנקבעו מראש.מקודדים ליניאריים ברמת דיוק גבוהה מותקנים על צירי X, Y ו-Z הנפרדים שאורכם יכול להיות מטרים רבים במכונות גדולות יותר.

CMM טיפוסי מסוג גשר גרניט המופעל בחדר ממוזג, עם טמפרטורה ממוצעת של 20 ±2 מעלות צלזיוס, שבו טמפרטורת החדר עוברת שלוש פעמים בכל שעה, מאפשר לגרניט בעל מסה תרמית גבוהה לשמור על טמפרטורה ממוצעת קבועה של 20 מעלות צלזיוס.מקודד נירוסטה ליניארי צף המותקן על כל ציר CMM יהיה בלתי תלוי במידה רבה במצע הגרניט ויגיב במהירות לשינויים בטמפרטורת האוויר בשל המוליכות התרמית הגבוהה והמסה התרמית הנמוכה שלו, הנמוכה משמעותית מהמסה התרמית של שולחן הגרניט. .זה יוביל להתרחבות או התכווצות מקסימלית של קנה המידה על פני ציר טיפוסי של 3 מ' של כ-60 מיקרומטר.התרחבות זו עלולה לייצר טעות מדידה מהותית שקשה לפצותה בשל אופיה המשתנה בזמן.

סולם שולט במצע הוא הבחירה המועדפת במקרה זה: סולם מאסטר יתרחב רק עם מקדם ההתפשטות התרמית (CTE) של מצע הגרניט, ולפיכך יראה שינוי קטן בתגובה לתנודות קטנות בטמפרטורת האוויר.עדיין יש לשקול שינויים לטווח ארוך יותר בטמפרטורה ואלו ישפיעו על הטמפרטורה הממוצעת של מצע בעל מסה תרמית גבוהה.פיצוי טמפרטורה הוא פשוט מכיוון שהבקר רק צריך לפצות על ההתנהגות התרמית של המכונה מבלי להתחשב גם בהתנהגות התרמית בקנה מידה של המקודד.

לסיכום, מערכות מקודד עם סולמות שולטות במצע הן פתרון מצוין עבור CMMs מדויק עם מצעי CTE נמוך / מסה תרמית גבוהה ויישומים אחרים הדורשים רמות גבוהות של ביצועים מטרולוגיים.היתרונות של סולמות מאסטר כוללים פישוט של משטרי פיצוי תרמי ופוטנציאל להפחתת שגיאות מדידה שאינן ניתנות לחזרה עקב, למשל, שינויים בטמפרטורת האוויר בסביבת המכונה המקומית.