Mastering pentru precizie CMM

MajoritateaMașini Cmm (mașini de măsurat în coordonate) sunt realizate decomponente de granit.

O mașină de măsurare în coordonate (CMM) este un dispozitiv de măsurare flexibil și a dezvoltat o serie de roluri cu mediul de producție, inclusiv utilizarea în laboratorul tradițional de calitate și rolul mai recent de a susține direct producția la nivelul producției în medii mai dure.Comportamentul termic al scalelor codificatorului CMM devine o considerație importantă între rolurile și aplicarea acestuia.

Într-un articol publicat recent de Renishaw, este discutat subiectul tehnicilor de montare la scară a codificatorului flotant și stăpânit.

Cântarele codificatorului sunt efectiv fie independente termic de substratul lor de montare (plutitoare), fie dependente termic de substrat (masterizat).O scară plutitoare se extinde și se contractă în funcție de caracteristicile termice ale materialului de scară, în timp ce o scară stăpânită se extinde și se contractă în același ritm ca substratul de bază.Tehnicile de montare a cântarelor de măsurare oferă o varietate de beneficii pentru diferitele aplicații de măsurare: articolul de la Renishaw prezintă cazul în care o cântare stăpânită ar putea fi soluția preferată pentru mașinile de laborator.

CMM-urile sunt utilizate pentru a capta date de măsurare tridimensionale pe componente prelucrate de înaltă precizie, cum ar fi blocurile motoare și paletele motoarelor cu reacție, ca parte a unui proces de control al calității.Există patru tipuri de bază de mașini de măsurare a coordonatelor: pod, cantilever, portal și braț orizontal.CMM-urile de tip punte sunt cele mai comune.Într-un design de pod CMM, o pipă cu axa Z este montată pe un cărucior care se mișcă de-a lungul podului.Podul este condus de-a lungul a două căi de ghidare în direcția axei Y.Un motor antrenează un umăr al podului, în timp ce umărul opus nu este antrenat în mod tradițional: structura podului este de obicei ghidată/sprijinită pe rulmenți aerostatici.Căruciorul (axa X) și suportul (axa Z) pot fi antrenate de o curea, șurub sau motor liniar.CMM-urile sunt proiectate pentru a minimiza erorile nerepetabile, deoarece acestea sunt dificil de compensat în controler.

CMM-urile de înaltă performanță cuprind un pat de granit cu masă termică ridicată și o structură rigidă de tip portal / pod, cu o pipă cu inerție redusă la care este atașat un senzor pentru a măsura caracteristicile piesei de prelucrat.Datele generate sunt folosite pentru a se asigura că piesele îndeplinesc toleranțe predeterminate.Codificatoarele liniare de înaltă precizie sunt instalate pe axele X, Y și Z separate, care pot avea o lungime de mulți metri pe mașinile mai mari.

Un CMM tipic de tip pod de granit, care funcționează într-o cameră cu aer condiționat, cu o temperatură medie de 20 ± 2 °C, unde temperatura camerei circulă de trei ori la fiecare 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 parte independent de substratul de granit și ar răspunde rapid la schimbările de temperatură a aerului datorită conductivității sale termice ridicate și a masei termice scăzute, care este semnificativ mai mică decât masa termică a mesei de granit. .Acest lucru ar duce la o expansiune sau o contracție maximă a scalei pe o axă tipică de 3 m de aproximativ 60 µm.Această expansiune poate produce o eroare substanțială de măsurare care este dificil de compensat datorită naturii variabile în timp.

O scară stăpânită pe substrat este alegerea preferată în acest caz: o scară stăpânită s-ar extinde numai cu coeficientul de dilatare termică (CTE) al substratului de granit și, prin urmare, ar prezenta puține schimbări ca răspuns la mici oscilații ale temperaturii aerului.Schimbările de temperatură pe termen lung trebuie încă luate în considerare și acestea vor afecta temperatura medie a unui substrat cu masă termică ridicată.Compensarea temperaturii este simplă, deoarece controlerul trebuie doar să compenseze comportamentul termic al mașinii, fără a lua în considerare și comportamentul termic al scalei codificatorului.

Pe scurt, sistemele de codificatoare cu scale stăpânite pe substrat sunt o soluție excelentă pentru CMM-uri de precizie cu substraturi CTE scăzute/masă termică mare și alte aplicații care necesită niveluri ridicate de performanță metrologică.Avantajele scalelor stăpânite includ simplificarea regimurilor de compensare termică și potențialul de reducere a erorilor de măsurare nerepetabile datorate, de exemplu, variațiilor de temperatură a aerului în mediul local al mașinii.