Technologia pomiaru granitu – dokładność do mikrona
Granit spełnia wymagania nowoczesnej technologii pomiarowej w inżynierii mechanicznej. Doświadczenie w produkcji stanowisk pomiarowych i kontrolnych oraz współrzędnościowych maszyn pomiarowych pokazało, że granit ma wyraźną przewagę nad materiałami tradycyjnymi. Powód jest następujący.
Rozwój techniki pomiarowej w ostatnich latach i dekadach nadal budzi emocje. Początkowo wystarczały proste metody pomiarowe, takie jak deski pomiarowe, stoły pomiarowe, stanowiska testowe itp., ale z czasem wymagania dotyczące jakości produktu i niezawodności procesu stawały się coraz wyższe. Dokładność pomiaru zależy od podstawowej geometrii użytego arkusza oraz niepewności pomiaru danej sondy. Jednak zadania pomiarowe stają się coraz bardziej złożone i dynamiczne, a wyniki muszą być coraz dokładniejsze. Zwiastuje to narodziny metrologii współrzędnych przestrzennych.
Dokładność oznacza minimalizowanie stronniczości
Współrzędnościowa maszyna pomiarowa 3D składa się z systemu pozycjonowania, systemu pomiarowego o wysokiej rozdzielczości, czujników przełączających lub pomiarowych, systemu oceny oraz oprogramowania pomiarowego. Aby osiągnąć wysoką dokładność pomiaru, odchyłka pomiaru musi być minimalna.
Błąd pomiaru to różnica między wartością wyświetlaną przez przyrząd pomiarowy a rzeczywistą wartością odniesienia wielkości geometrycznej (wzorca kalibracji). Błąd pomiaru długości E0 nowoczesnych współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM) wynosi 0,3+L/1000 µm (L to mierzona długość). Konstrukcja przyrządu pomiarowego, sondy, strategia pomiaru, przedmiot obrabiany i użytkownik mają znaczący wpływ na odchyłkę pomiaru długości. Konstrukcja mechaniczna jest najlepszym i najbardziej trwałym czynnikiem wpływającym.
Zastosowanie granitu w metrologii jest jednym z ważnych czynników wpływających na konstrukcję maszyn pomiarowych. Granit doskonale spełnia współczesne wymagania, ponieważ spełnia cztery wymagania, które zwiększają dokładność wyników:
1. Wysoka stabilność wewnętrzna
Granit to skała wulkaniczna składająca się z trzech głównych składników: kwarcu, skalenia i miki, powstająca w wyniku krystalizacji stopionych skał w skorupie ziemskiej.
Po tysiącach lat „starzenia” granit ma jednolitą teksturę i nie wykazuje naprężeń wewnętrznych. Na przykład impale mają około 1,4 miliona lat.
Granit ma dużą twardość: 6 w skali Mohsa i 10 w skali twardości.
2. Odporność na wysoką temperaturę
W porównaniu do materiałów metalicznych granit ma niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej (ok. 5 µm/m*K) i niższą bezwzględną szybkość rozszerzalności cieplnej (np. stal α = 12 µm/m*K).
Niska przewodność cieplna granitu (3 W/m*K) zapewnia wolniejszą reakcję na wahania temperatury w porównaniu ze stalą (42–50 W/m*K).
3. Bardzo dobry efekt redukcji drgań
Dzięki jednorodnej strukturze granit nie wykazuje naprężeń szczątkowych. To redukuje wibracje.
4. Trójwspółrzędna szyna prowadząca o wysokiej precyzji
Granit, naturalny twardy kamień, wykorzystywany jest jako płyta pomiarowa i bardzo dobrze poddaje się obróbce za pomocą narzędzi diamentowych, co pozwala na uzyskanie części maszyn o wysokiej precyzji.
Dzięki ręcznemu szlifowaniu dokładność prowadnic można zoptymalizować do poziomu mikronów.
Podczas szlifowania można uwzględnić odkształcenia części zależne od obciążenia.
W rezultacie powstaje silnie ściśnięta powierzchnia, co umożliwia zastosowanie prowadnic z łożyskami powietrznymi. Prowadnice z łożyskami powietrznymi charakteryzują się wysoką dokładnością dzięki wysokiej jakości powierzchni i bezkontaktowemu ruchowi wału.
Podsumowując:
Naturalna stabilność, odporność na temperaturę, tłumienie drgań i precyzja szyny prowadzącej to cztery główne cechy, które czynią granit idealnym materiałem do współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM). Granit jest coraz częściej wykorzystywany w produkcji stanowisk pomiarowych i testowych, a także w maszynach CMM do produkcji płyt pomiarowych, stołów pomiarowych i sprzętu pomiarowego. Granit jest również wykorzystywany w innych gałęziach przemysłu, takich jak obrabiarki, maszyny i systemy laserowe, mikroobróbka, maszyny drukarskie, maszyny optyczne, automatyzacja montażu, obróbka półprzewodników itp., ze względu na rosnące wymagania dotyczące precyzji maszyn i ich podzespołów.
Czas publikacji: 18-01-2022