Wybierasz materiał dla maszyny CMM: aluminium, granit czy ceramika?

Materiały konstrukcyjne o dużej stabilności termicznej. Należy upewnić się, że główne elementy konstrukcyjne maszyny są wykonane z materiałów mniej podatnych na wahania temperatury. Należy wziąć pod uwagę most (oś X maszyny), podpory mostu, szynę prowadzącą (oś Y maszyny), łożyska oraz belkę osi Z maszyny. Elementy te bezpośrednio wpływają na dokładność pomiarów i ruchów maszyny oraz stanowią podstawę maszyny współrzędnościowej.

Wiele firm produkuje te komponenty z aluminium ze względu na jego lekkość, obrabialność i stosunkowo niski koszt. Jednak materiały takie jak granit czy ceramika są znacznie lepsze dla współrzędnościowych maszyn pomiarowych ze względu na swoją stabilność termiczną. Oprócz tego, że aluminium rozszerza się prawie czterokrotnie bardziej niż granit, granit ma doskonałe właściwości tłumienia drgań i zapewnia doskonałe wykończenie powierzchni, po której mogą poruszać się łożyska. Granit jest od lat powszechnie akceptowanym standardem pomiarowym.

W przypadku maszyn współrzędnościowych granit ma jednak jedną wadę – jest ciężki. Problemem jest możliwość, ręcznie lub za pomocą serwomechanizmu, przesuwania granitowej maszyny współrzędnościowej wokół osi w celu wykonania pomiarów. Jedna z organizacji, The LS Starrett Co., znalazła interesujące rozwiązanie tego problemu: technologię Hollow Granite Technology.

Technologia ta wykorzystuje lite płyty i belki granitowe, które są produkowane i montowane w celu utworzenia pustych elementów konstrukcyjnych. Te puste konstrukcje ważą tyle samo, co aluminium, zachowując jednocześnie korzystne właściwości termiczne granitu. Starrett stosuje tę technologię zarówno do budowy mostu, jak i elementów nośnych. W podobny sposób firma wykorzystuje pustą ceramikę do budowy mostu na największych maszynach współrzędnościowych (CMM), gdy pusty granit jest niepraktyczny.

Łożyska. Prawie wszyscy producenci maszyn współrzędnościowych (CMM) porzucili stare systemy łożysk tocznych, wybierając znacznie lepsze systemy łożysk powietrznych. Systemy te nie wymagają kontaktu między łożyskiem a powierzchnią nośną podczas użytkowania, co skutkuje zerowym zużyciem. Ponadto łożyska powietrzne nie posiadają żadnych ruchomych części, a zatem nie generują hałasu ani wibracji.

Łożyska powietrzne mają jednak również swoje naturalne różnice. Najlepiej poszukać systemu, który wykorzystuje porowaty grafit jako materiał łożyskowy zamiast aluminium. Grafit w tych łożyskach pozwala sprężonemu powietrzu przepływać bezpośrednio przez naturalną porowatość grafitu, co skutkuje bardzo równomiernym rozprowadzeniem warstwy powietrza na powierzchni łożyska. Ponadto warstwa powietrza wytwarzana przez to łożysko jest niezwykle cienka – około 0,0002″. Z drugiej strony, konwencjonalne łożyska aluminiowe z otworami przelotowymi mają zazwyczaj szczelinę powietrzną o szerokości od 0,0010″ do 0,0030″. Mała szczelina powietrzna jest preferowana, ponieważ zmniejsza tendencję maszyny do odbijania się od poduszki powietrznej i zapewnia znacznie większą sztywność, dokładność i powtarzalność pracy maszyny.

Manualna czy DCC. Decyzja, czy kupić ręczną, czy automatyczną współrzędnościową maszynę pomiarową (CMM), jest dość prosta. Jeśli Twoje główne środowisko produkcyjne jest zorientowane na produkcję, zazwyczaj najlepszym rozwiązaniem w dłuższej perspektywie jest maszyna sterowana bezpośrednio komputerowo, chociaż początkowy koszt będzie wyższy. Manualne współrzędnościowe maszyny pomiarowe (CMM) są idealne, jeśli mają być używane głównie do kontroli jakości pierwszego artykułu lub inżynierii wstecznej. Jeśli wykonujesz często obie te czynności i nie chcesz kupować dwóch maszyn, rozważ współrzędnościową maszynę pomiarową (CMM) DCC z odłączanymi serwonapędami, umożliwiającą ręczne sterowanie w razie potrzeby.

Układ napędowy. Wybierając współrzędnościową maszynę pomiarową DCC, należy szukać maszyny bez histerezy (luzu zwrotnego) w układzie napędowym. Histereza negatywnie wpływa na dokładność i powtarzalność pozycjonowania maszyny. Napędy cierne wykorzystują wał napędowy z precyzyjnym pasem napędowym, co zapewnia zerową histerezę i minimalne drgania.


Czas publikacji: 19 stycznia 2022 r.