В областта на прецизните измервания, трикоординатната измервателна машина е основното оборудване за контрол на качеството на продукта, а основата служи като основа за нейната стабилна работа. Нейните характеристики на термична деформация пряко определят точността на измерване. Гранитът и чугунът, като два основни базови материала, отдавна привличат много внимание заради разликите си в термичната деформация. С технологията за визуализация и детекция на термовизионните устройства можем директно да разкрием съществената разлика в термичната стабилност между двата материала, осигурявайки научна основа за избор на оборудване в прецизната производствена индустрия.
Термична деформация: „Невидимият убиец“, влияещ върху точността на трикоординатното измерване
Трикоординатната измервателна машина получава триизмерни данни чрез контакта на сондата с измервания обект. Всяка термична деформация на основата ще доведе до изместване на референтната точка на измерване. В индустриална среда фактори като генериране на топлина по време на работа на оборудването и колебания в температурата на околната среда могат да причинят термично разширение или свиване на основата. Леката термична деформация може да причини позиционни отклонения в измервателната сонда, което в крайна сметка да доведе до грешки в измерването. За индустрии с изключително високи изисквания за точност, като аерокосмическата и полупроводниковата промишленост, грешките, причинени от термична деформация, могат да доведат до бракуване на продукта или влошаване на производителността. Следователно, термичната стабилност на основата е от жизненоважно значение.
Термовизионен фотоапарат: Визуализира разликите в термичната деформация
Термовизионните камери могат да преобразуват разпределението на температурата върху повърхността на обекта във визуални изображения. Чрез анализ на температурните промени в различни области, те могат визуално да представят ситуацията на термична деформация. В експеримента избрахме гранитни и чугунени трикоординатни измервателни машини с еднакви спецификации, симулирахме генерирането на топлина по време на работа на оборудването в една и съща среда и използвахме термовизионна камера, за да запишем температурните промени и процесите на термична деформация и на двете.
Чугунена основа: Значителна термична деформация и обезпокоителна стабилност
Термовизионното изображение показва, че след 30 минути работа на чугунената основа, има значително неравномерно разпределение на повърхностната температура. Поради неравномерната топлопроводимост на чугуна, температурата в локалната област на основата се повишава бързо и разликата между най-високата и най-ниската температура може да достигне 8-10 ℃. Под действието на термично напрежение, чугунената основа претърпява малки деформации, видими с просто око. Високопрецизно измервателно оборудване установи, че промяната в линейния ѝ размер достига 0,02-0,03 мм. Тази деформация води до увеличаване на грешката в измерването до ±5 μm, което сериозно влияе на точността на измерване. Освен това, след като чугунената основа спре да работи, топлината се разсейва бавно и връщането в първоначалното ѝ състояние отнема от 1 до 2 часа, което значително ограничава непрекъснатия работен капацитет на оборудването.
Гранитна основа: Отличната термична стабилност осигурява точност на измерването
В рязък контраст, гранитната основа показва отлична термична стабилност по време на работа. Термовизионните изображения показват, че разпределението на повърхностната температура е равномерно. След един час работа максималната температурна разлика на повърхността на основата е само 1-2 ℃. Това се дължи на изключително ниския коефициент на термично разширение на гранита (5-7 ×10⁻⁶/℃) и отличната му равномерност на топлопроводимост. След тестване, линейното изменение на размерите на гранитната основа при същите работни условия е по-малко от 0,005 мм, а грешката в измерването може да се контролира в рамките на ±1 μm. Дори след продължителна непрекъсната работа, гранитната основа все още може да поддържа стабилна форма и след спиране на работата температурата бързо се връща в стабилно състояние, осигурявайки надеждна отправна точка за следващото измерване.
Чрез интуитивното представяне и сравнение на данните на термовизионната камера, предимството на гранита по отношение на термичната стабилност е очевидно. За производствените предприятия, които се стремят към високопрецизни измервания, изборът на трикоординатна измервателна машина с гранитна основа може ефективно да намали грешките при измерване, причинени от термична деформация, и да подобри точността и ефективността на проверката на продуктите. С насочването на производствената индустрия към висока прецизност и интелигентност, гранитните основи, с тяхната изключителна термична стабилност, със сигурност ще се превърнат в предпочитан материал за трикоординатни измервателни машини и дори по-прецизно оборудване, издигайки нивото на контрол на качеството в индустрията на ново ниво.
Време на публикуване: 13 май 2025 г.