CMM -tarkkuuden hallinta

Suurin osaCMM -koneet (koordinoi mittauskoneet) tehdäängraniittikomponentit.

Koordinaattimittauskoneet (CMM) on joustava mittauslaite, ja se on kehittänyt useita rooleja valmistusympäristössä, mukaan lukien käyttö perinteisessä laatulaboratoriossa, ja viimeisimmän roolin tuotannon tuotannon tukemisessa tuotantokerroksessa ankarammissa ympäristöissä. CMM -kooderi -asteikkojen lämpökäyttäytymisestä tulee tärkeä näkökohta sen roolien ja sovelluksen välillä.

Äskettäin julkaistussa artikkelissa, kirjoittanut Renishaw, keskustellaan kelluvan ja masteroidun kooderin asteikon asennustekniikoiden aiheesta.

Kooderi -asteikot ovat tehokkaasti joko lämpöä riippumattomia asennusalustansa (kelluvista) tai lämpötiloista riippuen substraatista (masteroitu). Kelluva asteikko laajenee ja supistuu asteikon materiaalin lämpöominaisuuksien mukaisesti, kun taas masteroitu asteikko laajenee ja supistuu samalla nopeudella kuin taustalla oleva substraatti. Mittausasteikon kiinnitystekniikat tarjoavat erilaisia ​​etuja erilaisille mittaussovelluksille: Renishaw'n artikkeli esittelee tapauksen, jossa masteroitu asteikko voi olla suositeltava ratkaisu laboratoriokoneille.

CMMS: ää käytetään kolmiulotteisten mittaustietojen sieppaamiseen korkean tarkkuuden, koneistettujen komponenttien, kuten moottorilohkojen ja suihkumoottorin terien, osana laadunvalvontaprosessia. Koordinaattimittauskoneessa on neljä perustyyppiä: silta, uloke, vaakasuora käsivarsi. Siltatyyppiset CMM: t ovat yleisimpiä. CMM-sillan suunnittelussa z-akselin quill on asennettu sillan varrella liikkuvaan vaunuun. Silta ajaa kahta opas-tietä Y-akselin suuntaan. Moottori ajaa sillan yhtä olkapäätä, kun taas päinvastainen olkapää on perinteisesti lahjoittamaton: siltarakenne on tyypillisesti ohjattu / tuettu aerostaattisissa laakereissa. Vaunu (x-akseli) ja quill (z-akseli) voidaan ajaa hihnalla, ruuvilla tai lineaarisella moottorilla. CMMS on suunniteltu minimoimaan toistettavissa olevat virheet, koska niitä on vaikea kompensoida ohjaimessa.

Suorituskykyiset CMM: t käsittävät korkean lämmön massan graniittikerroksen ja jäykän pora- / siltarakenteen, jolla on matala hitauskinaus, johon on kiinnitetty anturi työkappaleen ominaisuuksien mittaamiseksi. Luodut tiedot, joita käytetään varmistamaan, että osat täyttävät ennalta määrätyt toleranssit. Erittäin tarkkoja lineaarisia koodereita on asennettu erillisiin X-, Y- ja Z -akseleille, jotka voivat olla paljon metriä pitkiä suurempiin koneisiin.

Tyypillinen graniitti-siltatyyppinen CMM, jota käytetään ilmastoidussa huoneessa, keskilämpötila on 20 ± 2 ° C, missä huoneenlämpötilat syklivät kolme kertaa tunnissa, sallii korkean lämpöä massan graniitin ylläpitää vakiona keskimääräistä lämpötilaa 20 ° C. Jokaiseen CMM -akseliin asennettu kelluva lineaarinen ruostumattomasta teräksestä valmistettu kooderi olisi suurelta osin riippumaton graniittialustasta ja reagoi nopeasti ilman lämpötilan muutoksiin sen korkean lämmönjohtavuuden ja matalan lämpömassan vuoksi, mikä on huomattavasti alhaisempi kuin graniittitaulukon lämpömassa. Tämä johtaisi asteikon maksimaaliseen laajentumiseen tai supistumiseen tyypillisellä 3M -akselilla, joka on noin 60 um. Tämä laajennus voi tuottaa huomattavan mittausvirheen, jota on vaikea kompensoida sen vuoksi, että se on aikaa muuttavan luonteen.

Substraatin hallitsema asteikko on tässä tapauksessa edullinen valinta: masteroitu asteikko laajenee vain graniittialustan lämpölaajennuksen (CTE) kanssa, ja siksi se osoittaisi vain vähän muutoksia vasteena pienille värähtelyille ilman lämpötilassa. Lämpötilan pidemmän aikavälin muutokset on edelleen otettava huomioon, ja ne vaikuttavat korkean lämpöä massasubstraatin keskilämpötilaan. Lämpötilan kompensointi on suoraviivaista, koska ohjaimen on vain kompensoitava koneen lämpökäyttäytymistä ottamatta huomioon myös kooderiasteikon lämpökäyttäytymistä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että substraatin hallitsemat asteikkojen kooderijärjestelmät ovat erinomainen ratkaisu tarkkuus CMM: iin, joilla on alhainen CTE / korkea lämpömassa substraatit ja muut sovellukset, jotka vaativat suurta metrologian suorituskykyä. Masteroitujen asteikkojen etuihin sisältyy lämpökompensointijärjestelmien yksinkertaistaminen ja potentiaali vähentää toistumattomia mittausvirheitä, jotka johtuvat esimerkiksi ilman lämpötilan vaihtelusta paikallisessa koneympäristössä.