יישום מדידת גרניט מדויק

טכנולוגיית מדידה לגרניט - מדויקת עד למיקרון

גרניט עומד בדרישות טכנולוגיית המדידה המודרנית בהנדסת מכונות. ניסיון בייצור שולחנות מדידה ובדיקה ומכונות מדידה קואורדינטות הראה כי לגרניט יתרונות ברורים על פני חומרים מסורתיים. הסיבה לכך היא כדלקמן.

התפתחות טכנולוגיית המדידה בשנים ובעשורים האחרונים עדיין מרגשת כיום. בהתחלה, שיטות מדידה פשוטות כמו לוחות מדידה, ספסלי מדידה, ספסלי בדיקה וכו' הספיקו, אך עם הזמן הדרישות לאיכות המוצר ואמינות התהליך הלכו וגדלו. דיוק המדידה נקבע על ידי הגיאומטריה הבסיסית של היריעה בשימוש ואי הוודאות במדידה של הגשוש הרלוונטי. עם זאת, משימות המדידה הופכות מורכבות ודינמיות יותר, והתוצאות חייבות להיות מדויקות יותר. זה מבשר את שחר המטרולוגיה של הקואורדינטות המרחביות.

דיוק פירושו מזעור הטיה
מכונת מדידת קואורדינטות תלת-ממדית מורכבת ממערכת מיקום, מערכת מדידה ברזולוציה גבוהה, חיישני מיתוג או מדידה, מערכת הערכה ותוכנת מדידה. על מנת להשיג דיוק מדידה גבוה, יש למזער את סטיית המדידה.

שגיאת מדידה היא ההפרש בין הערך המוצג על ידי מכשיר המדידה לבין ערך הייחוס בפועל של הגודל הגיאומטרי (תקן כיול). שגיאת מדידת האורך E0 של מכונות מדידת קואורדינטות מודרניות (CMM) היא 0.3+L/1000µm (L הוא האורך הנמדד). לתכנון מכשיר המדידה, הגשוש, אסטרטגיית המדידה, חומר העבודה והמשתמש יש השפעה משמעותית על סטיית מדידת האורך. תכנון מכני הוא גורם ההשפעה הטוב והבר-קיימא ביותר.

השימוש בגרניט במטרולוגיה הוא אחד הגורמים החשובים המשפיעים על תכנון מכונות מדידה. גרניט הוא חומר מצוין לדרישות מודרניות משום שהוא עומד בארבע דרישות שהופכות את התוצאות למדויקות יותר:

1. יציבות מובנית גבוהה
גרניט הוא סלע וולקני המורכב משלושה מרכיבים עיקריים: קוורץ, פלדספאר ונציץ, הנוצרים כתוצאה מהתגבשות של נמסות סלע בקרום.
לאחר אלפי שנים של "הזדקנות", לגרניט יש מרקם אחיד ואין לו לחץ פנימי. לדוגמה, אימפלות בנות כ-1.4 מיליון שנים.
לגרניט קשיות גבוהה: 6 בסולם מוס ו-10 בסולם הקשיות.
2. עמידות בטמפרטורה גבוהה
בהשוואה לחומרים מתכתיים, לגרניט מקדם התפשטות נמוך יותר (כ-5 מיקרומטר/מ"ק) וקצב התפשטות מוחלט נמוך יותר (למשל, פלדה α = 12 מיקרומטר/מ"ק).
המוליכות התרמית הנמוכה של גרניט (3 W/m*K) מבטיחה תגובה איטית לתנודות טמפרטורה בהשוואה לפלדה (42-50 W/m*K).
3. אפקט הפחתת רעידות טוב מאוד
בשל המבנה האחיד, לגרניט אין מאמץ שיורי. זה מפחית רעידות.
4. מסילת מדריך תלת-קואורדינטות בדיוק גבוה
גרניט, העשוי מאבן טבעית קשה, משמש כצלחת מדידה וניתן לעבד אותו היטב בעזרת כלי יהלום, וכתוצאה מכך נוצרים חלקי מכונה בעלי דיוק בסיסי גבוה.
על ידי השחזה ידנית, ניתן למטב את דיוק מסילות ההנחיה עד לרמת מיקרון.
במהלך השחזה, ניתן לקחת בחשבון עיוותים תלויי עומס של החלקים.
כתוצאה מכך נוצר משטח דחוס מאוד, המאפשר שימוש במובילי מיסבי אוויר. מובילי מיסבי אוויר מדויקים ביותר הודות לאיכות פני השטח הגבוהה ולתנועה ללא מגע של הציר.

לסיכום:
היציבות הטבועה, עמידות הטמפרטורה, שיכוך הרטט והדיוק של מסילת ההנחיה הם ארבעת המאפיינים העיקריים שהופכים גרניט לחומר אידיאלי עבור CMM. גרניט נמצא בשימוש הולך וגובר בייצור ספסלי מדידה ובדיקה, כמו גם ב-CMM עבור לוחות מדידה, שולחנות מדידה וציוד מדידה. גרניט משמש גם בתעשיות אחרות, כגון מכונות כלים, מכונות ומערכות לייזר, מכונות מיקרו-עיבוד שבבי, מכונות דפוס, מכונות אופטיות, אוטומציה של הרכבה, עיבוד מוליכים למחצה וכו', עקב דרישות הדיוק הגוברות למכונות ורכיבי מכונה.