Мастеринг за CMM прецизност

Повеќето одCMM машини (машини за мерење на координати) се направени одгранитни компоненти.

Машините за мерење на координати (CMM) се флексибилен мерен уред и имаат развиено голем број улоги во производствената средина, вклучувајќи употреба во традиционалната лабораторија за квалитет, како и поновата улога на директна поддршка на производството на производствениот кат во потешки средини. Термичкото однесување на вагите за кодирање на CMM станува важен фактор помеѓу нивните улоги и примена.

Во неодамна објавена статија од Ренишо, се дискутира темата за техниките за монтирање на скала на лебдечки и мастерни кодери.

Кодерските скали се ефикасно или термички независни од нивната монтажна подлога (лебдечка) или термички зависни од подлогата (мастерирана). Лебдечката скала се шири и собира според термичките карактеристики на материјалот на скалата, додека мастерираната скала се шири и собира со иста брзина како и основната подлога. Техниките за монтирање на мерни скали нудат различни придобивки за различните мерни апликации: статијата од Ренишо го претставува случајот каде што мастерираната скала може да биде претпочитано решение за лабораториски машини.

CMM се користат за снимање на тродимензионални податоци од мерења на високопрецизни, машински обработени компоненти, како што се блокови на мотори и лопатки на млазни мотори, како дел од процесот на контрола на квалитетот. Постојат четири основни типа на машини за мерење на координати: мост, конзола, портална и хоризонтална рака. CMM-тип на мост се најчести. Во дизајнот на CMM мост, перо на Z-оската е монтирано на носач што се движи по мостот. Мостот се движи по два водилки во насока на Y-оската. Мотор го движи едното рамо на мостот, додека спротивното рамо традиционално е немоторизирано: структурата на мостот обично се води/поткрепува на аеростатски лежишта. Носачот (X-оска) и перото (Z-оска) може да се движат со ремен, завртка или линеарен мотор. CMM се дизајнирани да ги минимизираат неповторливите грешки бидејќи тие тешко се компензираат во контролерот.

Високо-перформансните CMM се состојат од гранитна подлога со висока термичка маса и цврста портална/мостовска структура, со перо со ниска инерција на која е прикачен сензор за мерење на карактеристиките на обработуваниот дел. Генерираните податоци се користат за да се осигури дека деловите ги исполнуваат однапред одредените толеранции. Линеарни енкодери со висока прецизност се инсталирани на одделните X, Y и Z оски кои можат да бидат долги многу метри на поголеми машини.

Типичен CMM од типот на гранитен мост кој работи во климатизирана просторија, со просечна температура од 20 ± 2 °C, каде што собната температура циклира три пати на час, му овозможува на гранитот со висока термичка маса да одржува константна просечна температура од 20 °C. Пловечки линеарен енкодер од не'рѓосувачки челик инсталиран на секоја оска на CMM би бил во голема мера независен од гранитната подлога и брзо би реагирал на промените во температурата на воздухот поради неговата висока топлинска спроводливост и ниска топлинска маса, која е значително пониска од топлинската маса на гранитната маса. Ова би довело до максимално ширење или контракција на скалата преку типична оска од 3 метри од приближно 60 µm. Ова ширење може да предизвика значителна грешка во мерењето која е тешко да се компензира поради неговата временски променлива природа.

Во овој случај, мастеризирана скала од подлога е преферираниот избор: мастеризираната скала би се проширила само со коефициентот на термичка експанзија (CTE) на гранитната подлога и затоа би покажала мала промена како одговор на мали осцилации на температурата на воздухот. Сепак, мора да се земат предвид и подолготрајните промени во температурата, кои ќе влијаат на просечната температура на подлога со висока термичка маса. Температурната компензација е едноставна бидејќи контролерот треба само да компензира за термичкото однесување на машината, без да го земе предвид и термичкото однесување на скалата на кодерот.

Накратко, системите за кодирање со мастерирани скали на подлогата се одлично решение за прецизни CMM со низок CTE / висока термичка маса на подлоги и други апликации кои бараат високи нивоа на метролошки перформанси. Предностите на мастерираните скали вклучуваат поедноставување на режимите на термичка компензација и потенцијал за намалување на неповторливите грешки во мерењето поради, на пример, варијации на температурата на воздухот во локалната машинска средина.