Obvladovanje za natančnost CMM

VečinaCMM stroji (Koordinirajte merilne stroje) izdelujejoGranitne komponente.

Koordinatni merilni stroji (CMM) so prilagodljiva merilna naprava in je razvila številne vloge s proizvodnim okoljem, vključno z uporabo v tradicionalnem kakovostnem laboratoriju in novejšo vlogo neposredne podpore proizvodnji na proizvodnem dnu v strožjih okoljih. Toplotno obnašanje lestvic CMM dajalnikov postane pomemben upoštevanje med njegovimi vlogami in uporabo.

V nedavno objavljenem članku Renishaw je obravnavana tema plavajočih in obvladanih tehnik pritrditve lestvice dajalnikov.

Lestvice dajalnikov so dejansko toplotno neodvisne od njihove namestitvene podlage (plavajoče) ali toplotno odvisne od podlage (obvladane). Plavajoča lestvica se širi in sklene v skladu s toplotnimi značilnostmi materiala lestvice, medtem ko se obvladana lestvica širi in se pogodi po enaki hitrosti kot osnovna podlaga. Tehnike pritrditve merilne lestvice ponujajo različne prednosti za različne merilne aplikacije: Članek iz Renishawa predstavlja primer, kjer je lahko obvladana lestvica prednostna rešitev za laboratorijske stroje.

CMM se kot del postopka nadzora kakovosti uporabljajo za zajem tridimenzionalnih merilnih podatkov o visoki natančnosti, obdelanih komponentah, kot so bloki motorjev in rezila motornih motorjev. Obstajajo štiri osnovne vrste koordinatnega merilnega stroja: most, konzola, gantry in vodoravna roka. CMM-ji mostu so najpogostejši. V zasnovi mostu CMM je na vozičku, ki se premika vzdolž mostu, nameščena osi z osi. Most se poganja po dveh vodnikih v smeri osi y. Motor poganja eno ramo mostu, medtem ko je nasprotna ramena tradicionalno neomejena: struktura mostu je običajno vodena / podprta na aerostatičnih ležajih. Prevoz (osi X) in Quill (Z-os) lahko poganjata pas, vijak ali linearni motor. CMM -ji so zasnovani tako, da zmanjšajo ne ponovljive napake, saj jih je v regulatorju težko nadomestiti.

Visokozmogljivi CMM-ji obsegajo visoko toplotno masno granitno ležišče in trdo strukturo gantry / mostov, z nizko inercijsko odejo, ki je pritrjena senzor za merjenje lastnosti delovnega dela. Ustvarjeni podatki, ki se uporabljajo za zagotovitev, da deli izpolnjujejo vnaprej določene tolerance. Na ločenih osi X, Y in Z, ki so lahko dolge veliko metrov na večjih strojih, so nameščeni z visokimi natančnimi linearnimi dajalniki.

Tipičen CMM tipa granitnega mostu, ki deluje v klimatizirani sobi, s povprečno temperaturo 20 ± 2 ° C, kjer sobna temperatura vsako uro ciklira trikrat, omogoča visoko-thermalni masni granit, da ohrani konstantno povprečno temperaturo 20 ° C. Plavajoči linearni dajalnik iz nerjavečega jekla, nameščen na vsaki osi CMM, bi bil v veliki meri neodvisen od granitnega substrata in se hitro odziva na spremembe temperature zraka zaradi visoke toplotne prevodnosti in nizke toplotne mase, ki je bistveno nižja od toplotne mase tabele granita. To bi privedlo do največje širitve ali krčenja lestvice na tipični 3M osi približno 60 µm. Ta širitev lahko povzroči znatno merilno napako, ki jo je težko nadomestiti zaradi časovno spreminjajoče se narave.

V tem primeru je najprimernejša izbira podlaga, obvladana lestvica: obvladana lestvica bi se razširila le s koeficientom toplotne ekspanzije (CTE) granitnega substrata in bi zato pokazala malo spremembe kot odgovor na majhna nihanja temperature zraka. Še dolgoročne spremembe temperature je treba še vedno upoštevati in te bodo vplivale na povprečno temperaturo visoko termičnega masnega substrata. Temperaturna kompenzacija je preprosta, saj mora krmilnik nadomestiti le toplotno obnašanje stroja, ne da bi upoštevali tudi toplotno vedenje lestvice dajalnika.

Če povzamemo, so sistemi dajalnikov z obvladanimi lestvicami odlična rešitev za natančne CMM z nizkimi CTE / visokimi toplotnimi masnimi substrati in drugimi aplikacijami, ki zahtevajo visoko raven učinkovitosti metrologije. Prednosti obvladanih lestvic vključujejo poenostavitev režimov toplotnega kompenzacije in potencial za zmanjšanje neoblikovanih napak meritev zaradi nihanj temperature zraka v lokalnem strojnem okolju.