WiększośćMaszyny CMM (współrzędnościowe maszyny pomiarowe) są wykonane przezelementy granitowe.
Współrzędnościowe maszyny pomiarowe (CMM) to elastyczne urządzenie pomiarowe, które rozwinęło szereg ról w środowisku produkcyjnym, w tym zastosowanie w tradycyjnym laboratorium jakości, a także nowszą rolę bezpośredniego wsparcia produkcji na hali produkcyjnej w trudniejszych warunkach. Zachowanie termiczne skal enkoderów CMM staje się ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy wyborze ról i zastosowań.
W niedawno opublikowanym artykule firmy Renishaw omówiono tematykę technik montażu pływających i wzorcowanych liniałów enkoderów.
Skale enkoderów są w zasadzie albo termicznie niezależne od podłoża montażowego (pływające), albo termicznie zależne od podłoża (zmapowane). Skala pływająca rozszerza się i kurczy zgodnie z charakterystyką cieplną materiału skali, podczas gdy skala zmapowana rozszerza się i kurczy w tym samym tempie co podłoże. Techniki montażu skali pomiarowej oferują szereg korzyści dla różnych zastosowań pomiarowych: artykuł firmy Renishaw przedstawia przypadek, w którym zmapowana skala może być preferowanym rozwiązaniem dla maszyn laboratoryjnych.
Współrzędnościowe maszyny pomiarowe służą do rejestrowania trójwymiarowych danych pomiarowych na precyzyjnych, obrabianych maszynowo elementach, takich jak bloki silników i łopatki silników odrzutowych, jako część procesu kontroli jakości. Istnieją cztery podstawowe typy współrzędnościowych maszyn pomiarowych: mostowa, wspornikowa, bramowa i pozioma. Mostowe maszyny pomiarowe są najpowszechniejsze. W konstrukcji mostowej CMM, pióro osi Z jest zamontowane na wózku, który porusza się wzdłuż mostu. Most jest napędzany wzdłuż dwóch prowadnic w kierunku osi Y. Silnik napędza jedno ramię mostu, podczas gdy przeciwległe ramię jest tradycyjnie nienapędzane: konstrukcja mostu jest zazwyczaj prowadzona / podparta na łożyskach aerostatycznych. Wózek (oś X) i pióro (oś Z) mogą być napędzane paskiem, śrubą lub silnikiem liniowym. Współrzędnościowe maszyny pomiarowe są zaprojektowane tak, aby zminimalizować niepowtarzalne błędy, ponieważ trudno je skompensować w sterowniku.
Wysokowydajne CMM składają się z granitowego łoża o wysokiej masie cieplnej i sztywnej konstrukcji gantry/mostu z piórem o niskiej bezwładności, do którego przymocowany jest czujnik do pomiaru cech przedmiotu obrabianego. Wygenerowane dane służą do zapewnienia, że części spełniają ustalone tolerancje. Wysokoprecyzyjne enkodery liniowe są instalowane na oddzielnych osiach X, Y i Z, które mogą mieć wiele metrów długości w przypadku większych maszyn.
Typowy granitowy mostowy CMM obsługiwany w klimatyzowanym pomieszczeniu, ze średnią temperaturą 20 ±2 °C, gdzie temperatura w pomieszczeniu zmienia się trzy razy na godzinę, pozwala granitowi o wysokiej masie termicznej na utrzymanie stałej średniej temperatury 20 °C. Pływający liniowy enkoder ze stali nierdzewnej zainstalowany na każdej osi CMM byłby w dużej mierze niezależny od podłoża granitowego i szybko reagowałby na zmiany temperatury powietrza ze względu na wysoką przewodność cieplną i niską masę cieplną, która jest znacznie niższa niż masa cieplna stołu granitowego. Prowadziłoby to do maksymalnego rozszerzenia lub skurczenia skali na typowej osi 3 m wynoszącej około 60 µm. To rozszerzenie może powodować znaczny błąd pomiaru, który jest trudny do skompensowania ze względu na jego zmienną w czasie naturę.
W tym przypadku preferowanym wyborem jest skala opanowana przez podłoże: skala opanowana rozszerzałaby się tylko wraz ze współczynnikiem rozszerzalności cieplnej (CTE) granitowego podłoża i dlatego wykazywałaby niewielkie zmiany w odpowiedzi na niewielkie wahania temperatury powietrza. Należy nadal brać pod uwagę długoterminowe zmiany temperatury, które wpłyną na średnią temperaturę podłoża o wysokiej masie cieplnej. Kompensacja temperatury jest prosta, ponieważ sterownik musi jedynie kompensować zachowanie termiczne maszyny, nie biorąc pod uwagę zachowania termicznego skali enkodera.
Podsumowując, systemy enkoderów z wzorcowymi skalami podłoża są doskonałym rozwiązaniem dla precyzyjnych CMM z niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej / podłożami o dużej masie termicznej i innych zastosowań wymagających wysokiego poziomu wydajności metrologicznej. Zalety wzorcowych skal obejmują uproszczenie reżimów kompensacji termicznej i potencjał redukcji niepowtarzalnych błędów pomiarowych spowodowanych na przykład zmianami temperatury powietrza w lokalnym środowisku maszyny.
Czas publikacji: 25-12-2021