بیشترِماشین‌های سی‌ام‌‌ام (ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات) ساخته شده توسطاجزای گرانیتی.
ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات (CMM) یک دستگاه اندازه‌گیری انعطاف‌پذیر است و نقش‌های متعددی را در محیط تولید، از جمله استفاده در آزمایشگاه کیفیت سنتی و نقش جدیدتر پشتیبانی مستقیم از تولید در کف تولید در محیط‌های سخت‌تر، ایجاد کرده است. رفتار حرارتی مقیاس‌های رمزگذار CMM به یک ملاحظه مهم بین نقش‌ها و کاربرد آن تبدیل می‌شود.
در مقاله‌ای که اخیراً توسط رنیشاو منتشر شده است، موضوع تکنیک‌های نصب انکودر شناور و حرفه‌ای مورد بحث قرار گرفته است.
مقیاس‌های انکودر عملاً یا از نظر حرارتی مستقل از بستر نصب خود هستند (شناور) یا از نظر حرارتی وابسته به بستر هستند (مستطیلی). یک مقیاس شناور مطابق با ویژگی‌های حرارتی ماده مقیاس منبسط و منقبض می‌شود، در حالی که یک مقیاس مستطیلی با همان سرعت بستر زیرین منبسط و منقبض می‌شود. تکنیک‌های نصب مقیاس اندازه‌گیری مزایای متنوعی را برای کاربردهای مختلف اندازه‌گیری ارائه می‌دهند: مقاله‌ای از Renishaw موردی را ارائه می‌دهد که در آن یک مقیاس مستطیلی ممکن است راه‌حل ترجیحی برای دستگاه‌های آزمایشگاهی باشد.
CMM ها برای ثبت داده‌های اندازه‌گیری سه‌بعدی روی اجزای ماشینکاری‌شده با دقت بالا، مانند بلوک‌های موتور و پره‌های موتور جت، به عنوان بخشی از فرآیند کنترل کیفیت استفاده می‌شوند. چهار نوع اساسی دستگاه اندازه‌گیری مختصات وجود دارد: پل، کنسول، گانتری و بازوی افقی. CMM های نوع پل رایج‌ترین نوع هستند. در طراحی پل CMM، یک تیغه محور Z بر روی یک کالسکه نصب می‌شود که در امتداد پل حرکت می‌کند. پل در امتداد دو مسیر راهنما در جهت محور Y حرکت می‌کند. یک موتور یک شانه پل را می‌چرخاند، در حالی که شانه مقابل به طور سنتی بدون محرک است: ساختار پل معمولاً توسط یاتاقان‌های آئرواستاتیک هدایت/پشتیبانی می‌شود. کالسکه (محور X) و تیغه (محور Z) ممکن است توسط یک تسمه، پیچ یا موتور خطی هدایت شوند. CMM ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که خطاهای غیرقابل تکرار را به حداقل برسانند زیرا جبران این خطاها در کنترل‌کننده دشوار است.
CMM های با کارایی بالا شامل یک بستر گرانیتی با جرم حرارتی بالا و یک ساختار گنتری/پل سفت و سخت هستند، با یک تیغه با اینرسی کم که به آن یک حسگر برای اندازه‌گیری ویژگی‌های قطعه کار متصل است. داده‌های تولید شده برای اطمینان از مطابقت قطعات با تلرانس‌های از پیش تعیین شده استفاده می‌شوند. انکودرهای خطی با دقت بالا روی محورهای جداگانه X، Y و Z نصب می‌شوند که در ماشین‌های بزرگتر می‌توانند چندین متر طول داشته باشند.
یک CMM معمولی از نوع پل گرانیتی که در یک اتاق دارای تهویه مطبوع با دمای متوسط 20 ± 2 درجه سانتیگراد کار می‌کند، جایی که دمای اتاق سه بار در ساعت تغییر می‌کند، به گرانیت با جرم حرارتی بالا اجازه می‌دهد تا دمای متوسط ثابت 20 درجه سانتیگراد را حفظ کند. یک رمزگذار خطی شناور از جنس فولاد ضد زنگ که روی هر محور CMM نصب شده است، تا حد زیادی مستقل از زیرلایه گرانیت خواهد بود و به دلیل رسانایی حرارتی بالا و جرم حرارتی کم آن، که به طور قابل توجهی کمتر از جرم حرارتی میز گرانیتی است، به سرعت به تغییرات دمای هوا پاسخ می‌دهد. این امر منجر به حداکثر انبساط یا انقباض مقیاس در یک محور معمولی 3 متری تقریباً 60 میکرومتر می‌شود. این انبساط می‌تواند خطای اندازه‌گیری قابل توجهی ایجاد کند که به دلیل ماهیت متغیر با زمان آن، جبران آن دشوار است.
در این مورد، یک مقیاس کنترل‌شده روی زیرلایه، انتخاب ارجح است: یک مقیاس کنترل‌شده فقط با ضریب انبساط حرارتی (CTE) زیرلایه گرانیتی منبسط می‌شود و بنابراین، در پاسخ به نوسانات کوچک در دمای هوا، تغییر کمی نشان می‌دهد. تغییرات بلندمدت دما همچنان باید در نظر گرفته شوند و این تغییرات بر میانگین دمای یک زیرلایه با جرم حرارتی بالا تأثیر می‌گذارند. جبران دما ساده است زیرا کنترل‌کننده فقط باید رفتار حرارتی دستگاه را بدون در نظر گرفتن رفتار حرارتی مقیاس انکودر جبران کند.
به طور خلاصه، سیستم‌های انکودر با مقیاس‌های کنترل‌شده روی زیرلایه، یک راه حل عالی برای CMM های دقیق با زیرلایه‌های با CTE پایین/جرم حرارتی بالا و سایر کاربردهایی هستند که به سطوح بالایی از عملکرد اندازه‌گیری نیاز دارند. مزایای مقیاس‌های کنترل‌شده شامل ساده‌سازی رژیم‌های جبران حرارتی و پتانسیل کاهش خطاهای اندازه‌گیری غیرقابل تکرار به دلیل، به عنوان مثال، تغییرات دمای هوا در محیط دستگاه محلی است.
زمان ارسال: ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱