Menguasai presisi CMM

Sebagian besarMesin CMM (Koordinat mesin pengukur) dibuat olehkomponen granit.

Mesin pengukur koordinat (CMM) adalah alat pengukur yang fleksibel dan telah mengembangkan sejumlah peran dengan lingkungan manufaktur, termasuk penggunaan di laboratorium kualitas tradisional, dan peran yang lebih baru untuk mendukung produksi langsung di lantai manufaktur di lingkungan yang lebih keras. Perilaku termal skala enkoder CMM menjadi pertimbangan penting antara peran dan aplikasinya.

Dalam artikel yang baru -baru ini diterbitkan, oleh Renishaw, subjek teknik pemasangan skala encoder mengambang dan dikuasai dibahas.

Skala encoder secara efektif baik secara termal independen dari substrat pemasangannya (mengambang) atau tergantung secara termal pada substrat (dikuasai). Skala mengambang mengembang dan kontrak sesuai dengan karakteristik termal dari bahan skala, sedangkan skala yang dikuasai berkembang dan kontrak pada tingkat yang sama dengan substrat yang mendasarinya. Teknik pemasangan skala pengukuran menawarkan berbagai manfaat untuk berbagai aplikasi pengukuran: Artikel dari Renishaw menyajikan kasus di mana skala yang dikuasai mungkin lebih disukai solusi untuk mesin laboratorium.

CMM digunakan untuk menangkap data pengukuran tiga dimensi pada presisi tinggi, komponen mesin, seperti blok mesin dan bilah mesin jet, sebagai bagian dari proses kontrol kualitas. Ada empat jenis dasar mesin pengukur koordinat: jembatan, kantilever, gantry dan lengan horizontal. CMM tipe jembatan adalah yang paling umum. Dalam desain jembatan CMM, pena sumbu Z dipasang pada kereta yang bergerak di sepanjang jembatan. Jembatan ini digerakkan sepanjang dua arah panduan ke arah sumbu y. Sebuah motor menggerakkan satu bahu jembatan, sedangkan bahu yang berlawanan secara tradisional tidak dibatalkan: struktur jembatan biasanya dipandu / didukung pada bantalan aerostatik. Kereta (sumbu x) dan quill (sumbu Z) dapat digerakkan oleh sabuk, sekrup atau motor linier. CMM dirancang untuk meminimalkan kesalahan yang tidak dapat diulang karena ini sulit untuk dikompensasi dalam pengontrol.

CMM berkinerja tinggi terdiri dari lapisan granit massa termal tinggi dan struktur gantry / jembatan yang kaku, dengan pena inersia rendah yang melekat pada sensor untuk mengukur fitur-fitur kerja. Data yang dihasilkan yang digunakan untuk memastikan bahwa bagian memenuhi toleransi yang telah ditentukan. Encoder linier presisi tinggi dipasang pada sumbu X, Y dan Z terpisah yang dapat berupa banyak meter pada mesin yang lebih besar.

CMM tipe jembatan granit khas yang dioperasikan di ruangan yang ber-AC, dengan suhu rata-rata 20 ± 2 ° C, di mana suhu kamar siklus tiga kali setiap jam, memungkinkan granit massa termal tinggi untuk mempertahankan suhu rata-rata konstan 20 ° C. Encoder stainless steel linear mengambang yang dipasang pada setiap sumbu CMM sebagian besar tidak tergantung pada substrat granit dan merespons dengan cepat terhadap perubahan suhu udara karena konduktivitas termal yang tinggi dan massa termal yang rendah, yang secara signifikan lebih rendah daripada massa termal dari tabel granit. Ini akan mengarah pada ekspansi maksimum atau kontraksi skala pada sumbu 3m khas sekitar 60 μm. Ekspansi ini dapat menghasilkan kesalahan pengukuran yang substansial yang sulit untuk dikompensasi karena sifatnya yang bervariasi waktu.

Skala Mastered Substrat adalah pilihan yang disukai dalam kasus ini: Skala yang dikuasai hanya akan berkembang dengan koefisien ekspansi termal (CTE) dari substrat granit dan oleh karena itu, akan menunjukkan sedikit perubahan dalam menanggapi osilasi kecil dalam suhu udara. Perubahan jangka panjang dalam suhu masih harus dipertimbangkan dan ini akan mempengaruhi suhu rata-rata substrat massa termal tinggi. Kompensasi suhu mudah karena pengontrol hanya perlu mengkompensasi perilaku termal mesin tanpa mempertimbangkan perilaku termal skala encoder.

Singkatnya, sistem encoder dengan skala mastered substrat adalah solusi yang sangat baik untuk CMM presisi dengan substrat massa termal rendah / tinggi dan aplikasi lain yang membutuhkan kinerja metrologi tingkat tinggi. Keuntungan dari skala yang dikuasai termasuk penyederhanaan rezim kompensasi termal dan potensi pengurangan kesalahan pengukuran yang tidak dapat diulang karena, misalnya, variasi suhu udara di lingkungan mesin lokal.