Współrzędnościowa maszyna pomiarowa może być wyposażona w skale-o wysokiej rozdzielczości, zaawansowaną technologię sondowania i zaawansowane oprogramowanie pomiarowe, ale jej wyniki nadal zależą od struktury mechanicznej tych systemów. Granitowa podstawa, prowadnice, elementy mostu, kolumny i precyzyjne powierzchnie montażowe ustanawiają fizyczne ramy odniesienia dla każdej współrzędnej X, Y i Z raportów CMM.
Właśnie dlatego ultra-precyzyjne części mechaniczne z granitu pozostają centralnym elementem mostowych maszyn współrzędnościowych, bramowych maszyn współrzędnościowych, optycznych systemów pomiarowych i niestandardowych maszyn kontrolnych. Granitu nie używa się tylko dlatego, że jest ciężki. Jego wartość wynika z{{3}terminowej stabilności geometrycznej, kontrolowanej reakcji termicznej, tłumienia drgań,-precyzyjnej obróbki powierzchni oraz kompatybilności ze środowiskami metrologicznymi.
Mechaniczne odniesienie leżące u podstaw każdego pomiaru
Maszyna współrzędnościowa mierzy geometrię części, przesuwając sondę przez zdefiniowany układ współrzędnych. Sonda może dotykać powierzchni, skanować w sposób ciągły lub zbierać dane optyczne, ale maszyna musi w każdym momencie dokładnie wiedzieć, gdzie znajdują się jej osie.
Elementy konstrukcyjne określają, czy ten układ współrzędnych pozostaje stabilny. Podstawa maszyny współrzędnościowej podtrzymuje przedmiot obrabiany i uchwyt. Prowadnice wyznaczają ścieżkę ruchu ruchomego mostu lub wózka. Słupy i belki zachowują prostopadłość pomiędzy osiami. Powierzchnie montażowe ustalają powiązanie między enkoderami, łożyskami powietrznymi, elementami napędowymi i elementami czujnikowymi.
Większość stacjonarnych maszyn współrzędnościowych wykorzystuje gruby, płaski i stabilny stół granitowy. Większe maszyny mogą również zawierać prowadnice bezpośrednio w granitowym stole, podczas gdy zespoły mostu, ramienia i pinoli przenoszą trzy osie pomiarowe. Dlatego wiele-konstrukcji CMM ogólnego przeznaczenia integruje swoją-oś Y z granitowym stołem, zamiast traktować granit wyłącznie jako podporę przedmiotu obrabianego.mitutoyo+1
Dla menedżerów ds. jakości i techników laboratoryjnych ma to praktyczne konsekwencje: deklarowanej dokładności maszyny współrzędnościowej nie można oddzielić od stanu jej konstrukcyjnych elementów odniesienia. Zużycie, zanieczyszczenie, złe wypoziomowanie, gradienty termiczne, uszkodzone wkładki lub nieprawidłowy montaż mogą mieć wpływ na łańcuch pomiarowy.
Dlaczego granit pasuje do konstrukcji CMM
Precyzyjny granit doskonale się do tego nadajeCzęści mechaniczne CMMponieważ jest naturalnie gęsty, sztywny,-niemagnetyczny,-elektrycznie nieprzewodzący i odporny na korozję. Można go precyzyjnie szlifować i ręcznie{{3}docierać, aby uzyskać powierzchnie robocze o kontrolowanej płaskości, prostoliniowości, równoległości i prostopadłości.
Granit nie ma również naprężeń szczątkowych powstałych w wyniku spawania lub konwencjonalnego odlewania metali. Nie oznacza to, że granitowa konstrukcja nigdy się nie porusza; wszystkie materiały reagują na temperaturę i obciążenie. Oznacza to, że materiał nie ulega takiemu samemu-długoterminowemu-odprężeniu, które może komplikować niektóre konstrukcje wykonane lub odlewane z metalu.
Szczególnie ważne jest zachowanie termiczne. Konstrukcja referencyjna nie może szybko reagować-na krótkoterminowe zmiany temperatury otoczenia, ruchu personelu, ciepła silnika, oświetlenia, przepływu powietrza lub pobliskich maszyn. Dane branżowe zwykle podają, że rozszerzalność cieplna granitu wynosi około 5 µm/m·K, w porównaniu z około 12 µm/m·K w przypadku stali; jego znacznie niższa przewodność cieplna oznacza również, że wolniej reaguje na zmiany temperatury.reitz-natursteintechnik
Ta wolniejsza reakcja może być przydatna w pomieszczeniach pomiarowych, w których temperatura powietrza jest kontrolowana, ale nie jest idealnie jednolita. Stabilna granitowa podstawa maszyny współrzędnościowej zmniejsza prawdopodobieństwo, że sama konstrukcja stanie się dominującym źródłem-krótkoterminowych zmian geometrycznych. Mimo to w granicie mogą występować gradienty temperatury, szczególnie w dużych konstrukcjach. W przypadku wymagającej pracy nadal niezbędna jest właściwa klimatyzacja, rozsądne rozmieszczenie maszyny, czujniki termiczne,-procedury nagrzewania i kompensacja oprogramowania.
Płaskość, prostość i dokładność prowadnic
Wydajność maszyny CMM zaczyna się od geometrii. Granitowa płyta powierzchniowa zapewnia płaską podstawę podporową dla części i osprzętu, podczas gdy granitowe prowadnice i elementy konstrukcyjne pomagają utrzymać wyrównanie ruchomych osi.
Proces obróbki jest równie ważny jak surowiec. Element granitowy maszyny współrzędnościowej jest zwykle przycinany do kształtu,-poddawany obróbce zgrubnej, stabilizowany, precyzyjnie szlifowany i-docierany ręcznie. Metalowe wkładki, otwory montażowe, kanały powietrzne, tuleje gwintowane i powierzchnie łączące są następnie ustawiane na podstawie ustalonych punktów odniesienia. Każdy krok musi być kontrolowany, ponieważ błąd w podstawie może zostać przeniesiony na ustawienie szyn, ruch wózka i ostatecznie położenie sondy.
Granit nadaje się do obróbki diamentów i docierania ręcznego, co pozwala na uszlachetnienie powierzchni prowadzących do wymagań na poziomie mikronów-. Jest to jeden z powodów, dla których granit jest używany w-systemach prowadnic CMM o wysokiej dokładności, gdzie prostoliniowość i płaskość mają kluczowe znaczenie dla powtarzalnego ruchu osi.reitz-natursteintechnik
W naszej pracy nad precyzyjnymi zespołami granitowymi ostateczny plan kontroli jest zwykle omawiany przed rozpoczęciem produkcji. Duże podstawy maszyn współrzędnościowych często wymagają czegoś więcej niż tylko raportu płaskości. Klienci mogą potrzebować równoległości między powierzchniami prowadnic, prostopadłości między pionowymi i poziomymi odniesieniami, weryfikacji lokalizacji wkładki lub kontroli montażu z klejonymi szynami metalowymi. Metoda kontroli musi odpowiadać funkcji komponentu, a nie tylko tytułowi rysunku.
Wibracje, masa i powtarzalność pomiarów
Maszyna współrzędnościowa jest wrażliwa na wibracje powodowane przez ruch pieszy,-systemy sprężonego powietrza, pobliskie obrabiarki, sprzęt do obsługi i własne ruchome osie. Masa granitu i naturalne tłumienie pomagają stworzyć cichszą mechaniczną platformę pomiarową.
Nie zastępuje to odpowiedniego fundamentu ani systemu-izolacji wibracyjnej. Duże portalowe maszyny współrzędnościowe mogą wymagać-konstrukcji montowanych na podłodze, podczas gdy mniejsze maszyny mogą wykorzystywać płyty granitowe z izolacją pasywną lub aktywną. W ramach montażu należy dobrać podstawę i ramę nośną, ponieważ doskonały element granitowy nie jest w stanie zrekompensować niestabilnej podłogi ani źle ustawionych nóżek poziomujących.
Granit jest również korzystny w miejscach, w których problemem mogą być zakłócenia magnetyczne lub korozja. Jego nie-magnetyczny i nieprzewodzący- charakter może być pomocny w przypadku wrażliwego sprzętu pomiarowego, a jego odporność na rdzę zmniejsza wymagania konserwacyjne w porównaniu z niezabezpieczonymi powierzchniami żelaznymi.
Od bloku granitowego po montaż CMM
Podstawa granitowa CMM nie jest typową płytą kamienną. Jakość materiału, geometria, konstrukcja płytki, układ podpór, kolejność obróbki i procedura kontroli muszą odpowiadać warunkom pracy maszyny.
W przypadku kompaktowej maszyny współrzędnościowej z mostem podstawa może zawierać docierane-powierzchnie podparcia przedmiotu obrabianego, osadzone wkładki do mocowania i precyzyjne punkty odniesienia prowadnic. Większa maszyna bramowa może wymagać długich, równoległych szyn granitowych, łączników podłogowych, wielu punktów odniesienia,- elementów do prowadzenia kabli i kontrolowanych połączeń z konstrukcjami metalowymi. Optyczne i skanujące systemy współrzędnościowe mogą ponadto wymagać wykończeń o niskim-odbiciu światła, chronionych przejść kablowych i starannie rozmieszczonych interfejsów czujników.
UNPARALLELED® produkuje niestandardowe części mechaniczne z granitu CMM, w tym podstawy granitowe, prowadnice, konstrukcje mostowe, kolumny i elementy montażowe, w oparciu o rysunki klienta i wymagania pomiarowe. Praktyczny nacisk nie polega na traktowaniu granitu jako-samodzielnego produktu, ale na zapewnieniu kontrolowanej struktury referencyjnej, którą można zintegrować z szynami, łożyskami, napędami, wagami i osprzętem klienta.
Wybieranie i określanie komponentów granitowych
Przed złożeniem zapytania o wycenę części granitowych CMM powinni określić następujące kwestie:
Wymagane wymiary, nośność i układ-punktów podparcia.
Krytyczne tolerancje płaskości, prostoliniowości, równoległości i prostopadłości.
Lokalizacje-twarzy roboczych i chronione-powierzchnie niepracujące.
Materiał wkładki, standard gwintu, odstępy, głębokość i wymagania dotyczące-wyciągania.
Interfejsy do prowadzenia-szyny, łożyska powietrznego, enkodera, czujnika i{1}}kabla.
Zakres temperatury roboczej i warunki-pokoju pomiarowego.
Wymagany raport kalibracji, identyfikowalność, punkty akceptacji i metoda pakowania.
Najlepsza struktura granitu CMM to taka, która jest określona w ramach budżetu pełnej dokładności maszyny. Gdy materiał, geometria, interfejsy i kryteria kontroli są dostosowane do zastosowania, ultraprecyzyjne części mechaniczne z granitu zapewniają stabilną podstawę wymaganą przez niezawodny pomiar współrzędnych.