Повечето отCMM машини (координатно-измервателни машини) са направени отгранитни компоненти.
Координатните измервателни машини (CMM) са гъвкави измервателни устройства и са развили редица роли в производствената среда, включително употреба в традиционната лаборатория за качество и по-новата роля за директно подпомагане на производството в производствения цех в по-сурови условия. Термичното поведение на скалите на енкодерите на CMM се превръща във важен фактор при определяне на ролите и приложението им.
В наскоро публикувана статия от Renishaw се обсъжда темата за плаващите и усъвършенстваните техники за монтаж на скали за енкодер.
Скалите на енкодера са ефективно или термично независими от монтажния си субстрат (плаващи), или термично зависими от субстрата (мастерирани). Плаващата скала се разширява и свива според термичните характеристики на материала на скалата, докато мастерираната скала се разширява и свива със същата скорост като подлежащия субстрат. Техниките за монтаж на измервателни скали предлагат разнообразни предимства за различните приложения на измерване: статията от Renishaw представя случай, при който мастерираната скала може да бъде предпочитано решение за лабораторни машини.
Координатно-измервателните машини (CMM) се използват за заснемане на триизмерни измервателни данни върху високопрецизни, обработени компоненти, като например блокове на двигатели и лопатки на реактивни двигатели, като част от процеса на контрол на качеството. Съществуват четири основни типа координатно-измервателни машини: мостови, конзолни, портални и с хоризонтално рамо. Мостовите CMM са най-разпространени. При мостовата конструкция на CMM, пинола по оста Z е монтирана върху каретка, която се движи по моста. Мостът се задвижва по две направляващи в посока на оста Y. Двигател задвижва едното рамо на моста, докато противоположното рамо традиционно е незадвижвано: конструкцията на моста обикновено се води/поддържа върху аеростатични лагери. Каретката (ос X) и пинолата (ос Z) могат да се задвижват от ремъчен, винтов или линеен двигател. CMM са проектирани да минимизират неповтарящите се грешки, тъй като те са трудни за компенсиране в контролера.
Високопроизводителните CMM се състоят от гранитно легло с висока топлинна маса и твърда портална/мостова конструкция с нискоинерционна пинола, към която е прикрепен сензор за измерване на характеристиките на детайла. Генерираните данни се използват, за да се гарантира, че частите отговарят на предварително определени допуски. Високопрецизни линейни енкодери са инсталирани на отделните оси X, Y и Z, които могат да бъдат дълги много метри при по-големи машини.
Типична CMM от гранитен мост, работеща в климатизирано помещение със средна температура от 20 ±2 °C, където температурата в помещението се променя три пъти на всеки час, позволява на гранита с висока топлинна маса да поддържа постоянна средна температура от 20 °C. Плаващ линеен енкодер от неръждаема стомана, инсталиран на всяка ос на CMM, би бил до голяма степен независим от гранитната основа и би реагирал бързо на промените в температурата на въздуха поради високата си топлопроводимост и ниската си топлинна маса, която е значително по-ниска от топлинната маса на гранитната маса. Това би довело до максимално разширение или свиване на скалата по типична 3-метрова ос от приблизително 60 µm. Това разширение може да доведе до значителна грешка в измерването, която е трудно да се компенсира поради променливия му във времето характер.
В този случай предпочитаният избор е скала с предварително зададена скала на субстрата: тя би се разширявала само с коефициента на термично разширение (КТР) на гранитния субстрат и следователно би показвала малка промяна в отговор на малки колебания в температурата на въздуха. Дългосрочните промени в температурата все още трябва да се вземат предвид и те ще повлияят на средната температура на субстрат с висока топлинна маса. Температурната компенсация е лесна, тъй като контролерът трябва само да компенсира термичното поведение на машината, без да взема предвид и термичното поведение на скалата на енкодера.
В обобщение, енкодерните системи с управлявани скали за субстрати са отлично решение за прецизни КИМ с ниски КТР / висока топлинна маса на субстрати и други приложения, изискващи високи нива на метрологична производителност. Предимствата на управляваните скали включват опростяване на режимите на термична компенсация и потенциал за намаляване на неповтарящи се грешки в измерването, дължащи се например на вариации в температурата на въздуха в локалната машинна среда.
Време на публикуване: 25 декември 2021 г.