Mastering Para sa CMM Precision

Karamihan ngCmm na mga makina (coordinate pagsukat machine) ay ginawa ngmga bahagi ng granite.

Ang Coordinate Measuring Machines (CMM) ay isang nababaluktot na aparato sa pagsukat at nakabuo ng ilang mga tungkulin sa kapaligiran ng pagmamanupaktura, kabilang ang paggamit sa tradisyonal na kalidad na laboratoryo, at ang pinakahuling papel na direktang sumusuporta sa produksyon sa sahig ng pagmamanupaktura sa mas mahirap na kapaligiran.Ang thermal behavior ng CMM encoder scales ay nagiging isang mahalagang pagsasaalang-alang sa pagitan ng mga tungkulin at aplikasyon nito.

Sa isang kamakailang nai-publish na artikulo, ni Renishaw, ang paksa ng lumulutang at pinagkadalubhasaan na mga diskarte sa pag-mount ng encoder scale ay tinalakay.

Ang mga encoder scale ay epektibong thermally independent sa kanilang mounting substrate (floating) o thermally dependent sa substrate (mastered).Lumalawak at kumukunot ang isang lumulutang na sukat ayon sa mga thermal na katangian ng materyal na sukat, samantalang ang isang pinagkadalubhasaan na sukat ay lumalawak at kumukontra sa parehong bilis ng pinagbabatayan na substrate.Ang mga pamamaraan sa pag-mount ng sukatan ng pagsukat ay nag-aalok ng iba't ibang mga benepisyo para sa iba't ibang mga application ng pagsukat: ang artikulo mula sa Renishaw ay nagpapakita ng kaso kung saan ang isang mastered scale ay maaaring mas gusto na solusyon para sa mga makinang pang-laboratoryo.

Ang mga CMM ay ginagamit upang kumuha ng tatlong-dimensional na data ng pagsukat sa mataas na katumpakan, mga machined na bahagi, tulad ng mga bloke ng engine at jet engine blades, bilang bahagi ng proseso ng kontrol sa kalidad.Mayroong apat na pangunahing uri ng coordinate measuring machine: bridge, cantilever, gantry at horizontal arm.Ang mga CMM na uri ng tulay ay ang pinakakaraniwang lugar.Sa isang disenyo ng tulay ng CMM, naka-mount ang isang Z-axis quill sa isang karwahe na gumagalaw sa kahabaan ng tulay.Ang tulay ay hinihimok sa kahabaan ng dalawang guide-way sa direksyon ng Y-axis.Ang isang motor ay nagtutulak sa isang balikat ng tulay, habang ang kabaligtaran na balikat ay tradisyonal na hindi hinihimok: ang istraktura ng tulay ay karaniwang ginagabayan / sinusuportahan sa mga aerostatic na bearings.Ang karwahe (X-axis) at quill (Z-axis) ay maaaring itaboy ng sinturon, turnilyo o linear na motor.Ang mga CMM ay idinisenyo upang mabawasan ang mga hindi nauulit na mga error dahil ang mga ito ay mahirap na mabayaran sa controller.

Ang mga high-performance na CMM ay binubuo ng isang mataas na thermal mass granite bed at isang matigas na gantri / bridge structure, na may mababang inertia quill kung saan may nakakabit na sensor upang sukatin ang mga feature ng work-piece.Ang nabuong data na ginamit upang matiyak na ang mga bahagi ay nakakatugon sa mga paunang natukoy na pagpapaubaya.Ang mga high precision linear encoder ay naka-install sa magkahiwalay na X, Y at Z axes na maaaring maraming metro ang haba sa mas malalaking makina.

Isang tipikal na granite bridge-type na CMM na pinapatakbo sa isang naka-air condition na silid, na may average na temperatura na 20 ±2 °C, kung saan ang temperatura ng kuwarto ay umiikot nang tatlong beses bawat oras, ay nagpapahintulot sa high-thermal mass granite na mapanatili ang isang pare-parehong average na temperatura ng 20 °C.Ang isang lumulutang na linear na hindi kinakalawang na asero na encoder na naka-install sa bawat CMM axis ay higit na magiging independyente sa granite substrate at mabilis na tumugon sa mga pagbabago sa temperatura ng hangin dahil sa mataas na thermal conductivity nito at mababang thermal mass, na makabuluhang mas mababa kaysa sa thermal mass ng granite table. .Ito ay hahantong sa isang maximum na pagpapalawak o pag-urong ng sukat sa isang tipikal na 3m axis na humigit-kumulang 60 µm.Ang pagpapalawak na ito ay maaaring makagawa ng isang malaking error sa pagsukat na mahirap mabayaran dahil sa likas na pagkakaiba-iba nito sa oras.

Ang isang substrate mastered scale ay ang ginustong pagpipilian sa kasong ito: ang isang mastered scale ay lalawak lamang sa coefficient ng thermal expansion (CTE) ng granite substrate at, samakatuwid, ay magpapakita ng kaunting pagbabago bilang tugon sa maliliit na oscillations sa temperatura ng hangin.Dapat pa ring isaalang-alang ang mga pangmatagalang pagbabago sa temperatura at makakaapekto ang mga ito sa average na temperatura ng isang high-thermal mass substrate.Ang kompensasyon sa temperatura ay diretso dahil kailangan lang ng controller na magbayad para sa thermal behavior ng makina nang hindi rin isinasaalang-alang ang encoder scale thermal behavior.

Sa buod, ang mga encoder system na may substrate mastered scale ay isang mahusay na solusyon para sa mga precision CMM na may mababang CTE / mataas na thermal mass substrates at iba pang mga application na nangangailangan ng mataas na antas ng pagganap ng metrology.Kasama sa mga bentahe ng pinagkadalubhasaan na mga kaliskis ang pagpapasimple ng mga rehimen ng thermal compensation at potensyal para sa pagbabawas ng mga hindi nauulit na mga error sa pagsukat dahil sa, halimbawa, mga pagkakaiba-iba ng temperatura ng hangin sa kapaligiran ng lokal na makina.