Cea mai mare parte aMașini CMM (mașini de măsurat în coordonate) sunt realizate decomponente din granit.
O mașină de măsurat în coordonate (CMM) este un dispozitiv de măsurare flexibil și a dezvoltat o serie de roluri în mediul de fabricație, inclusiv utilizarea în laboratorul tradițional de calitate și, mai recent, rolul de a sprijini direct producția în secția de producție în medii mai dure. Comportamentul termic al cântarelor encodere CMM devine o considerație importantă între rolurile și aplicațiile sale.
Într-un articol publicat recent de Renishaw, sunt discutate tehnicile de montare a scalei encoderului flotant și masterizat.
Cârligele encoderelor sunt practic fie independente termic de substratul lor de montare (plutitoare), fie dependente termic de substrat (masterizate). O scală plutitoare se extinde și se contractă în funcție de caracteristicile termice ale materialului scalei, în timp ce o scală masterizată se extinde și se contractă în aceeași viteză ca substratul subiacent. Tehnicile de montare a scalei de măsurare oferă o varietate de beneficii pentru diverse aplicații de măsurare: articolul de la Renishaw prezintă cazul în care o scală masterizată ar putea fi soluția preferată pentru mașinile de laborator.
Mașinile de măsurat în coordonate (CMM) sunt utilizate pentru a captura date de măsurare tridimensionale asupra componentelor prelucrate de înaltă precizie, cum ar fi blocurile motorului și palele motoarelor cu reacție, ca parte a unui proces de control al calității. Există patru tipuri de bază de mașini de măsurat în coordonate: punte, consolă, portal și braț orizontal. CMM-urile de tip punte sunt cele mai comune. Într-un design de punte CMM, o penă pe axa Z este montată pe un cărucior care se mișcă de-a lungul punții. Puntea este acționată de-a lungul a două ghidaje în direcția axei Y. Un motor acționează un umăr al punții, în timp ce umărul opus este în mod tradițional neacționat: structura punții este de obicei ghidată/susținută pe rulmenți aerostatici. Căruciorul (axa X) și penă (axa Z) pot fi acționate de o curea, un șurub sau un motor liniar. CMM-urile sunt proiectate pentru a minimiza erorile nerepetabile, deoarece acestea sunt dificil de compensat în controler.
Mașinile de măsurat în masă (CMM) de înaltă performanță sunt alcătuite dintr-un pat de granit cu masă termică mare și o structură rigidă de tip gantry/punte, cu o penă de inerție redusă la care este atașat un senzor pentru măsurarea caracteristicilor piesei de prelucrat. Datele generate sunt utilizate pentru a se asigura că piesele respectă toleranțe predeterminate. Encodere liniare de înaltă precizie sunt instalate pe axele separate X, Y și Z, care pot avea o lungime de mulți metri pe mașinile mai mari.
O mașină de măsurat în masă (CMM) tipică, de tip punte din granit, operată într-o cameră cu aer condiționat, cu o temperatură medie de 20 ± 2 °C, unde temperatura camerei se modifică de trei ori pe oră, permite granitului cu masă termică ridicată să mențină o temperatură medie constantă de 20 °C. Un encoder liniar plutitor din oțel inoxidabil, instalat pe fiecare axă CMM, ar fi în mare măsură independent de substratul de granit și ar răspunde rapid la schimbările de temperatură a aerului datorită conductivității sale termice ridicate și masei termice reduse, care este semnificativ mai mică decât masa termică a mesei de granit. Acest lucru ar duce la o expansiune sau contracție maximă a scalei pe o axă tipică de 3 m de aproximativ 60 µm. Această expansiune poate produce o eroare de măsurare substanțială, care este dificil de compensat din cauza naturii sale variabile în timp.
O scală masterizată a substratului este alegerea preferată în acest caz: o scală masterizată s-ar extinde doar odată cu coeficientul de dilatare termică (CTE) al substratului de granit și, prin urmare, ar prezenta mici modificări ca răspuns la oscilații mici ale temperaturii aerului. Modificările pe termen lung ale temperaturii trebuie luate în considerare, iar acestea vor afecta temperatura medie a unui substrat cu masă termică mare. Compensarea temperaturii este simplă, deoarece controlerul trebuie doar să compenseze comportamentul termic al mașinii, fără a lua în considerare și comportamentul termic al scalei encoderului.
În concluzie, sistemele de encodere cu scală masterizată pe substrat reprezintă o soluție excelentă pentru CMM-uri de precizie cu substraturi cu CTE scăzut / masă termică mare și alte aplicații care necesită niveluri ridicate de performanță metrologică. Avantajele scalelor masterizate includ simplificarea regimurilor de compensare termică și potențialul de reducere a erorilor de măsurare nerepetabile datorate, de exemplu, variațiilor temperaturii aerului în mediul local al mașinii.
Data publicării: 25 decembrie 2021