تسلط برای دقت CMM

بیشترماشین های CMM (دستگاه های اندازه گیری مختصات) توسط ساخته شده استاجزای گرانیتی.

دستگاه های اندازه گیری مختصات (CMM) یک وسیله اندازه گیری انعطاف پذیر است و نقش های زیادی را با محیط تولید از جمله استفاده در آزمایشگاه با کیفیت سنتی و نقش جدیدتر حمایت مستقیم از تولید در کف تولید در محیط های سخت تر ایجاد کرده است. رفتار حرارتی مقیاس رمزگذار CMM به یک نکته مهم بین نقش ها و کاربردهای آن تبدیل می شود.

در مقاله ای که اخیراً منتشر شده است ، توسط Renishaw ، موضوع تکنیک های نصب مقیاس رمزگذار شناور و مستر شده بحث شده است.

مقیاس رمزگذار به طور موثری یا از نظر حرارتی مستقل از بستر نصب آنها (شناور) یا از نظر حرارتی وابسته به بستر (تسلط) است. یک مقیاس شناور با توجه به ویژگی های حرارتی مواد مقیاس ، گسترش می یابد و منقبض می شود ، در حالی که یک مقیاس تسلط شده با همان نرخ بستر زیرین گسترش می یابد و قراردادها می شود. تکنیک های نصب مقیاس اندازه گیری مزایای متنوعی را برای برنامه های مختلف اندازه گیری ارائه می دهد: مقاله از Renishaw موردی را ارائه می دهد که در آن ممکن است یک مقیاس تسلط برای ماشین های آزمایشگاهی ترجیح داده شود.

CMMS برای ضبط داده های اندازه گیری سه بعدی در مورد دقیق ، قطعات ماشینکاری شده مانند بلوک های موتور و تیغه های موتور جت به عنوان بخشی از یک فرآیند کنترل کیفیت استفاده می شود. چهار نوع اصلی دستگاه اندازه گیری مختصات وجود دارد: پل ، کانسیلر ، گانتری و بازوی افقی. CMM های نوع پل رایج ترین هستند. در یک طرح پل CMM ، یک کوئل محور z روی کالسکه ای نصب شده است که در امتداد پل حرکت می کند. این پل در امتداد دو راه راهنما در جهت محور y رانده می شود. یک موتور یک شانه از پل را درایو می کند ، در حالی که شانه مخالف به طور سنتی غیرقانونی است: ساختار پل به طور معمول بر روی یاتاقان های آئروستاتیک هدایت می شود. کالسکه (محور x) و Quill (محور z) ممکن است توسط یک کمربند ، پیچ یا موتور خطی رانده شوند. CMM ها برای به حداقل رساندن خطاهای غیر قابل تکرار طراحی شده اند زیرا جبران این موارد در کنترلر دشوار است.

CMM های با کارایی بالا شامل یک بستر گرانیتی جرم حرارتی بالا و یک ساختار محکم / پلنگ / پل است که دارای یک قطعه بی تحرک کم است که به آن یک سنسور برای اندازه گیری ویژگی های قطعه کار متصل است. داده های تولید شده برای اطمینان از تحمل قطعات از پیش تعیین شده استفاده می شود. رمزگذارهای خطی با دقت بالا بر روی محورهای جداگانه X ، Y و Z نصب شده اند که می توانند در ماشین های بزرگتر به طول بسیاری باشند.

یک CMM از نوع پل گرانیتی معمولی در یک اتاق تهویه مطبوع ، با میانگین دمای 2 20 20 درجه سانتیگراد ، که در آن دمای اتاق هر ساعت سه بار چرخه می گیرد ، اجازه می دهد تا گرانیت جرم با حرارت بالا را حفظ کند تا دمای متوسط ​​ثابت 20 درجه سانتیگراد را حفظ کند. یک رمزگذار فولاد ضد زنگ شناور که بر روی هر محور CMM نصب شده است ، تا حد زیادی مستقل از بستر گرانیتی خواهد بود و به دلیل هدایت حرارتی بالا و جرم حرارتی کم ، که به طور قابل توجهی پایین تر از جرم حرارتی جدول گرانیت است ، به سرعت در برابر تغییر در دمای هوا پاسخ می دهد. این امر منجر به حداکثر انبساط یا انقباض مقیاس در یک محور معمولی 3M تقریباً 60 میکرومتر می شود. این گسترش می تواند یک خطای اندازه گیری قابل توجهی ایجاد کند که جبران آن به دلیل ماهیت متغیر زمان آن دشوار است.

یک مقیاس تسلط بستر انتخابی ارجح در این مورد است: یک مقیاس تسلط فقط با ضریب انبساط حرارتی (CTE) بستر گرانیتی گسترش می یابد و بنابراین ، تغییر کمی در پاسخ به نوسانات کوچک در دمای هوا نشان می دهد. تغییرات طولانی مدت در دما هنوز باید در نظر گرفته شود و اینها بر میانگین دمای یک بستر جرم با حرارت بالا تأثیر می گذارد. جبران دما ساده است زیرا کنترل کننده فقط نیاز به جبران رفتار حرارتی دستگاه دارد بدون اینکه رفتار حرارتی مقیاس رمزگذار را نیز در نظر بگیرد.

به طور خلاصه ، سیستم های رمزگذار با مقیاس های تسلط بستر یک راه حل عالی برای CMM های دقیق با بسترهای جرم حرارتی کم CTE / بالا و سایر برنامه های کاربردی هستند که نیاز به سطح بالایی از عملکرد اندازه گیری دارند. مزایای مقیاس های تسلط شامل ساده سازی رژیم های جبران حرارتی و پتانسیل کاهش خطاهای اندازه گیری غیر قابل تکرار به دلیل مثال ، تغییرات دمای هوا در محیط دستگاه محلی است.