Mastering za CMM Precision

VećinaCmm strojevi (koordinatni mjerni strojevi) izrađujegranitne komponente.

Koordinatni mjerni strojevi (CMM) su fleksibilni mjerni uređaj i razvio je brojne uloge u proizvodnom okruženju, uključujući upotrebu u tradicionalnom laboratoriju kvalitete i noviju ulogu izravne podrške proizvodnji u proizvodnom pogonu u oštrijim okruženjima.Toplinsko ponašanje ljestvice CMM kodera postaje važno razmatranje između njegove uloge i primjene.

U nedavno objavljenom članku Renishawa raspravlja se o plutajućim i ovladanim tehnikama montaže skale kodera.

Skale enkodera su zapravo toplinski neovisne o svojoj podlozi za montiranje (plutajuće) ili toplinski ovisne o podlozi (masterizirane).Plutajuća ljuska se širi i skuplja u skladu s toplinskim karakteristikama materijala ljuski, dok se nadvladana ljuska širi i skuplja istom brzinom kao i temeljna podloga.Tehnike ugradnje mjerne ljestvice nude niz prednosti za različite primjene mjerenja: članak tvrtke Renishaw predstavlja slučaj kada bi mjerna ljestvica mogla biti poželjno rješenje za laboratorijske strojeve.

CMM se koriste za snimanje trodimenzionalnih mjernih podataka na visoko preciznim, strojno obrađenim komponentama, kao što su blokovi motora i lopatice mlaznih motora, kao dio procesa kontrole kvalitete.Četiri su osnovna tipa koordinatnog mjernog stroja: mostni, konzolni, portalni i horizontalni krak.CMM tipa mosta su najčešći.U konstrukciji CMM mosta, pilo osi Z postavljeno je na kolica koja se kreću duž mosta.Most se vozi po dvije vodilice u smjeru osi Y.Motor pokreće jedan krak mosta, dok je suprotni krak tradicionalno nepokretan: konstrukcija mosta obično je vođena/oslonjena na aerostatičke ležajeve.Kolica (X-os) i pinola (Z-os) mogu se pokretati remenom, vijčanim ili linearnim motorom.CMM su dizajnirani da minimiziraju neponovljive pogreške jer ih je teško kompenzirati u regulatoru.

CMM-ovi visokih performansi sastoje se od granitnog ležaja visoke toplinske mase i krute konstrukcije portala/mosta, s pinolom niske inercije na koji je pričvršćen senzor za mjerenje značajki obratka.Generirani podaci koji se koriste kako bi se osiguralo da dijelovi zadovoljavaju unaprijed određene tolerancije.Linearni enkoderi visoke preciznosti instalirani su na zasebnim X, Y i Z osi koje mogu biti dugačke mnogo metara na većim strojevima.

Tipični CMM tipa granitnog mosta koji radi u klimatiziranoj prostoriji, s prosječnom temperaturom od 20 ±2 °C, gdje se sobna temperatura mijenja tri puta svakih sat vremena, dopušta granitu visoke toplinske mase da održava stalnu prosječnu temperaturu od 20 °C.Plutajući linearni enkoder od nehrđajućeg čelika instaliran na svakoj CMM osi bio bi uvelike neovisan o granitnoj podlozi i brzo bi reagirao na promjene temperature zraka zbog svoje visoke toplinske vodljivosti i niske toplinske mase, koja je znatno niža od toplinske mase granitnog stola .To bi dovelo do maksimalnog širenja ili skupljanja ljestvice preko tipične osi od 3 m od približno 60 µm.Ovo proširenje može proizvesti značajnu pogrešku mjerenja koju je teško kompenzirati zbog svoje vremenski promjenjive prirode.

U ovom slučaju preferirani izbor je prevladana ljestvica supstrata: prevladana ljestvica proširila bi se samo s koeficijentom toplinske ekspanzije (CTE) granitne podloge i stoga bi pokazala malu promjenu kao odgovor na male oscilacije temperature zraka.I dalje se moraju uzeti u obzir dugoročne promjene temperature koje će utjecati na prosječnu temperaturu supstrata s visokom toplinskom masom.Temperaturna kompenzacija je jednostavna jer kontroler treba samo kompenzirati toplinsko ponašanje stroja bez uzimanja u obzir termičkog ponašanja skale kodera.

Ukratko, sustavi enkodera sa ljestvicama upravljanim supstratom izvrsno su rješenje za precizne CMM s niskim CTE/podlogama visoke toplinske mase i druge primjene koje zahtijevaju visoke razine mjeriteljskih performansi.Prednosti ovladanih ljestvica uključuju pojednostavljenje režima toplinske kompenzacije i potencijal za smanjenje neponovljivih pogrešaka mjerenja zbog, na primjer, varijacija temperature zraka u lokalnom okruženju stroja.