Mest avCmm maskiner (koordinera mätmaskiner) är gjorda avgranitkomponenter.
A Coordinate Measuring Machines (CMM) är en flexibel mätanordning och har utvecklat ett antal roller med tillverkningsmiljön, inklusive användning i det traditionella kvalitetslaboratoriet, och den nyare rollen att direkt stödja produktionen på tillverkningsgolvet i tuffare miljöer.Det termiska beteendet hos CMM-kodarvågar blir en viktig faktor mellan dess roller och tillämpning.
I en nyligen publicerad artikel av Renishaw diskuteras ämnet för flytande och bemästrade monteringstekniker för kodarskala.
Kodarvågar är effektivt antingen termiskt oberoende av sitt monteringssubstrat (flytande) eller termiskt beroende av substratet (mastered).En flytande skala expanderar och drar ihop sig enligt de termiska egenskaperna hos skalmaterialet, medan en behärskad skala expanderar och drar ihop sig i samma takt som det underliggande substratet.Monteringsteknikerna för mätning av skalan erbjuder en mängd fördelar för de olika mätapplikationerna: artikeln från Renishaw presenterar fallet där en bemästrad våg kan vara att föredra för laboratoriemaskiner.
CMM:er används för att fånga tredimensionella mätdata på bearbetade komponenter med hög precision, såsom motorblock och jetmotorblad, som en del av en kvalitetskontrollprocess.Det finns fyra grundläggande typer av koordinatmätmaskiner: bro, konsol, portal och horisontell arm.CMM:er av bryggtyp är de vanligaste.I en CMM-brokonstruktion är en Z-axelpinne monterad på en vagn som rör sig längs bron.Bron körs längs två styrbanor i Y-axelns riktning.En motor driver en skuldra på bron, medan den motsatta skuldran traditionellt är odriven: brostrukturen styrs/stöds vanligtvis på aerostatiska lager.Vagnen (X-axeln) och penseln (Z-axeln) kan drivas av en rem, skruv eller linjärmotor.CMM:er är utformade för att minimera icke-repeterbara fel eftersom dessa är svåra att kompensera i styrenheten.
Högpresterande CMM:er består av en granitbädd med hög termisk massa och en styv portal/brostruktur, med en fjäderpenna med låg tröghet på vilken en sensor är fäst för att mäta arbetsstyckets egenskaper.Den genererade data som används för att säkerställa att delar uppfyller förutbestämda toleranser.Linjära pulsgivare med hög precision är installerade på de separata X-, Y- och Z-axlarna som kan vara många meter långa på större maskiner.
En typisk CMM av granitbrygga som drivs i ett luftkonditionerat rum, med en medeltemperatur på 20 ±2 °C, där rumstemperaturen växlar tre gånger varje timme, tillåter graniten med hög termisk massa att hålla en konstant medeltemperatur på 20°C.En flytande linjär kodare av rostfritt stål installerad på varje CMM-axel skulle vara i stort sett oberoende av granitsubstratet och reagera snabbt på förändringar i lufttemperaturen på grund av dess höga värmeledningsförmåga och låga värmemassa, som är betydligt lägre än granitbordets termiska massa. .Detta skulle leda till en maximal expansion eller sammandragning av skalan över en typisk 3m-axel på cirka 60 µm.Denna expansion kan ge ett betydande mätfel som är svårt att kompensera på grund av dess tidsvarierande karaktär.
En substratbehärskad skala är det föredragna valet i detta fall: en behärskad skala skulle bara expandera med värmeutvidgningskoefficienten (CTE) för granitsubstratet och skulle därför uppvisa liten förändring som svar på små svängningar i lufttemperaturen.Långtidsförändringar i temperatur måste fortfarande beaktas och dessa kommer att påverka medeltemperaturen för ett substrat med hög termisk massa.Temperaturkompensation är enkel eftersom regulatorn bara behöver kompensera för maskinens termiska beteende utan att även ta hänsyn till kodarskalans termiska beteende.
Sammanfattningsvis är kodarsystem med substratbemästrade skalor en utmärkt lösning för precisions-CMM med låg CTE/hög termisk massa substrat och andra applikationer som kräver höga nivåer av metrologiprestanda.Fördelarna med bemästrade vågar inkluderar förenkling av termiska kompensationsregimer och potential för minskning av icke-repeterbara mätfel på grund av till exempel lufttemperaturvariationer i den lokala maskinmiljön.
Posttid: 2021-12-25