Podczas uruchamiania precyzyjnego sprzętu bramowego wielu inżynierów staje przed trudnym problemem. Bramy dzielone składają się z oddzielnie obrobionych belek i podstaw, które są łączone razem za pomocą łączników. Szczeliny montażowe nieuchronnie pojawiają się na powierzchniach połączeń. Te małe szczeliny są trudne do wykrycia podczas kontroli statycznej. Jednak w przypadku ruchu posuwisto-zwrotnego-z dużą prędkością siła bezwładności zwiększa szczeliny i prowadzi do odchyleń pozycjonowania i dryfowania prostopadłości osi ruchu, pogarszając obrazowanie optyczne, mikro-obróbkę i precyzyjne wyniki pomiarów. Integralnie uformowane suwnice granitowe zostały zaprojektowane tak, aby eliminować błędy wynikające z luk montażowych. Zasadniczo zmniejszają skumulowane tolerancje geometryczne wynikające z montażu-wieloczęściowego i zapewniają stabilne połączenie-bezpłatnego punktu odniesienia dla sprzętu precyzyjnego.
1. Dzielone suwnice: skąd biorą się błędy w montażu
W przypadku konwencjonalnych suwnic dzielonych belki i podstawy są przetwarzane oddzielnie i łączone za pomocą śrub i kołków ustalających. Nawet jeśli poszczególne części osiągną wysoką dokładność obróbki, montaż nadal powoduje błędy wielowarstwowe. Po pierwsze, oddzielne elementy zachowują naprężenia szczątkowe po cięciu i szlifowaniu. Po połączeniu naprężenia oddziałują na siebie. Przy wahaniach temperatury otoczenia i ciągłym obciążeniu w złączach występują mikro-przemieszczenia, a rozmiary szczelin ulegają zmianie. Po drugie, płaskość współpracujących powierzchni i dokładność położenia otworów na kołki wpływają na jakość dopasowania. Niewielkie odstępy powodują lekkie przesuwanie się elementów podczas-szybkiego startu-zatrzymywania i przyspieszania, co skutkuje dynamicznym odchyleniem od prostoliniowości i prostopadłości osi ruchu. Po trzecie, wiele części kumuluje tolerancje. Każdy komponent i grupa otworów na kołki ma tolerancje produkcyjne. Po ułożeniu w stos ogólny błąd testu porównawczego znacznie wzrasta. Inżynierowie mogą używać podkładek regulacyjnych wyłącznie w celu dokładnej regulacji podczas montażu. Sama regulacja podkładki powoduje błędy-wywołane przez człowieka. Cykle rozruchu stają się długie, a podkładki regulacyjne mają tendencję do przesuwania się po-długim okresie użytkowania.
Kluczową cechą błędów-wywoływanych przez luki jest zmienność. Wartości odchyleń różnią się między stanem-bez obciążenia a stanem z obciążeniem lub między temperaturą pokojową a warunkami lekko rozgrzanymi. Kompensacja oprogramowania nie może w pełni wyeliminować takich błędów dynamicznych. Właśnie dlatego wielu-producentów wysokiej klasy sprzętu precyzyjnego unika suwnic montowanych dzielnie.
2. Integralnie formowane suwnice granitowe: usuń powierzchnie połączeń i unikaj błędów szczelin
Integralnie uformowana suwnica granitowa jest obrabiana maszynowo z pojedynczego granitowego półwyrobu. Belka i podstawa stanowią jeden monolityczny element bez współpracujących połączeń. Zasadniczo eliminuje luki montażowe w przypadku montażu wieloelementowego. Po obróbce zgrubnej półfabrykat poddawany jest wielokrotnym cyklom starzenia statycznego, aby stopniowo uwolnić naprężenia wewnętrzne powstałe podczas wydobywania i obróbki zgrubnej. Ogólne płaszczyzny odniesienia, powierzchnie montażowe prowadnic, powierzchnie odniesienia optyczne i wszystkie otwory montażowe są przetwarzane w jednym ujednoliconym układzie współrzędnych w jednym układzie mocowania. Nie ma oddzielnej obróbki, po której następuje montaż wyosiowania, więc całkowicie unika się skumulowanych tolerancji wynikających ze szczelin montażowych i luzów sworzni.
W przeciwieństwie do dzielonych suwnic, pomiędzy komponentami nie występuje względne przesuwanie. Kiedy moduły ruchu generują uderzenie bezwładnościowe podczas ruchu-z dużą prędkością, cała brama działa jak pojedynczy sztywny korpus przenoszący obciążenia. Zależności geometryczne pomiędzy odniesieniami pozostają stałe, a dynamiczne błędy geometryczne są znacznie zmniejszone. W przypadku sprzętu wymagającego pozycjonowania z powtarzaniem na poziomie mikronowym-nano{4}}tak stabilne odniesienie jest trudne do osiągnięcia w przypadku struktur podzielonych.
3. Wyzwania procesowe i zapewnienie jakości integralnie formowanych suwnic granitowych
Suwnice monolityczne nakładają znacznie bardziej rygorystyczne wymagania na surowy materiał, sprzęt do przetwarzania, środowisko warsztatowe i kontrolę naprężeń niż komponenty dzielone. Surowe półfabrykaty muszą być gęste, wolne od-pęknięć i równomiernie-rozłożone minerały. Gorszy kamień ma tendencję do ulegania deformacji związanej ze starzeniem się w wyniku-obróbki monolitycznej o dużych rozmiarach, co powoduje uszkodzenie ogólnego wzorca. UNPARALLELED® wykorzystuje opatentowany czarny granit z minimalnymi pustymi przestrzeniami wewnętrznymi i jednolitymi właściwościami fizycznymi, odpowiedni do obróbki dużych monolitycznych półfabrykatów.
Wszystkie procesy wykańczania przeprowadzane są w warsztacie-o stałej-kontrolowanej wilgotności,-i odpornej na wibracje{2}}warsztacie. Podłogę wylewa się z grubego,{4}}twardego betonu z niezależnymi rowkami izolującymi drgania, które blokują wibracje zewnętrzne. Ciche suwnice pomostowe zapobiegają zakłóceniom podczas obróbki. Szlifowanie ogólnych płaszczyzn odniesienia, wykańczanie powierzchni odniesienia oraz obróbka otworów pozycjonujących i otworów montażowych są wykańczane w ramach jednego układu mocowania, co pozwala wyeliminować błędy pozycjonowania wynikające z powtarzającego się-ponownego mocowania.
Po obróbce stosowane są identyfikowalne przyrządy metrologiczne, w tym interferometry laserowe,-precyzyjne niwelatory elektroniczne i wskaźniki cyfrowe, do sprawdzania prostoliniowości, płaskości, prostopadłości i tolerancji położenia otworów w całej bramie. Inspekcja odbywa się zgodnie z międzynarodowymi normami dokładności, w tym DIN, ASME, JIS i GB, aby zagwarantować wzorcową dokładność suwnic monolitycznych.
4. Scenariusze zastosowań odpowiednie dla suwnic granitowych formowanych integralnie
Rozwiązania monolityczne niosą ze sobą wyższe koszty i są preferowane w przypadku sprzętu wymagającego wyjątkowo stabilnych wzorców dynamicznych. Ultraszybkie laserowe maszyny do mikro-obróbki,-wysoce precyzyjne współrzędnościowe maszyny pomiarowe CMM, platformy kontroli optycznej płytek półprzewodnikowych, urządzenia do precyzyjnego powlekania perowskitem i platformy ruchu XYZ z silnikami liniowymi są idealnymi kandydatami.
Maszyny te mają wspólne cechy: duże przyspieszenie ruchu, wysoką czułość na stabilność dynamiczną prostopadłości i prostoliniowości osi oraz zerową tolerancję przesunięcia wzorcowego pod obciążeniem. Integralnie uformowane suwnice granitowe eliminują poślizg powodowany szczelinami montażowymi, ograniczają-pracę przy uruchomieniu przy użyciu podkładek, skracają cykle montażu i kalibracji oraz znacznie zmniejszają ryzyko dryfu wzorca podczas długotrwałej-pracy, skracając przestoje na okresową kalibrację.
5. Kluczowe punkty przy wyborze materiału
Konstrukcja monolityczna jest ograniczona wymiarami półfabrykatów i przesuwem maszyny. W przypadku bardzo-szerokich suwnic należy wcześniej ocenić wykonalność zastosowania surowego kamienia. We wczesnych fazach projektu zespoły badawczo-rozwojowe sprzętu mogą komunikować się z inżynierami na temat-pełnego obciążenia maszyny, zakresu przesuwu, przyspieszenia i interfejsów montażowych, aby porównać konstrukcje monolityczne i dzielone.
Jeśli sprzęt wymaga dużej precyzji, dużego obciążenia dynamicznego i niskich-kosztów kalibracji długoterminowej, lepszym rozwiązaniem są integralnie formowane suwnice granitowe. UNPARALLELED® zapewnia kompleksowe usługi, w tym projektowanie schematów, zarządzanie naprężeniami, precyzyjną obróbkę monolityczną i fabryczną kontrolę metrologiczną zgodnie z rysunkami klienta i warunkami pracy. Eliminuje błędy dynamiczne wynikające z luk montażowych i zapewnia stabilne fizyczne wzorce dla precyzyjnych urządzeń automatyki.
Wniosek
Luki montażowe są nieodłącznym źródłem błędów dzielonych suwnic. W warunkach pracy z dużą-prędkością i-precyzyjnością luki zamieniają się w dynamiczny dryft wzorca. Integralnie uformowana suwnica granitowa jest wykonana z jednego litego bloku kamiennego bez powierzchni łączących. Zasadniczo usuwa luki montażowe, luzy sworzniowe i akumulację tolerancji w przypadku zespołów wieloczęściowych-. Dzięki najwyższej jakości podłożu granitowemu, kompletnym procedurom odprężania i środowisku obróbki odpornemu na-wibracje-temperaturowe, monolityczne suwnice granitowe zachowują z biegiem czasu stabilne odniesienia geometryczne, upraszczają uruchomienie maszyny i służą jako preferowana konstrukcja dla-wysokiej klasy precyzyjnego sprzętu, zapobiegająca błędom wynikającym z luk montażowych.