Ovladavanje za CMM preciznost

VečinaCmm mašine (koordinatne merne mašine) su napraviligranitne komponente.

Koordinatne mjerne mašine (CMM) su fleksibilni mjerni uređaji i razvili su brojne uloge u proizvodnom okruženju, uključujući upotrebu u tradicionalnoj laboratoriji kvaliteta i noviju ulogu direktne podrške proizvodnji na proizvodnom podu u težim okruženjima.Termičko ponašanje skala CMM enkodera postaje važno razmatranje između njegove uloge i primjene.

U nedavno objavljenom članku Renishawa, raspravlja se o temi plutajućih i savladanih tehnika montaže skale enkodera.

Skala enkodera je efektivno ili termički nezavisna od svoje montažne podloge (plutajuće) ili termički zavisna od podloge (savladana).Plutajuća skala se širi i skuplja u skladu sa termičkim karakteristikama materijala ljuske, dok se ovladana skala širi i skuplja istom brzinom kao i osnovni supstrat.Tehnike ugradnje mjerne vage nude niz prednosti za različite primjene mjerenja: članak iz Renishawa predstavlja slučaj gdje bi savladana vaga mogla biti poželjno rješenje za laboratorijske strojeve.

CMM se koriste za hvatanje trodimenzionalnih podataka mjerenja na visoko preciznim, mašinski obrađenim komponentama, kao što su blokovi motora i lopatice mlaznog motora, kao dio procesa kontrole kvaliteta.Postoje četiri osnovna tipa koordinatnih mjernih mašina: most, konzolni, portalni i horizontalni krak.CMM tipa mosta su najčešći.U dizajnu CMM mosta, pero sa Z ose je montirano na kolica koja se kreće duž mosta.Most se vozi po dvije vodilice u smjeru Y osi.Motor pokreće jedno rame mosta, dok je suprotno rame tradicionalno nepokrenuto: konstrukcija mosta je tipično vođena / oslonjena na aerostatske ležajeve.Nosač (X-osa) i pero (Z-osa) mogu se pokretati remenom, vijkom ili linearnim motorom.CMM su dizajnirani da minimiziraju neponovljive greške jer ih je teško kompenzirati u kontroleru.

CMM visokih performansi se sastoje od granita velike termičke mase i čvrste konstrukcije portala/mosta, sa niskom inercijom na kojoj je pričvršćen senzor za merenje karakteristika radnog komada.Generirani podaci koji se koriste kako bi se osiguralo da dijelovi zadovoljavaju unaprijed određene tolerancije.Visoko precizni linearni enkoderi su instalirani na odvojenim X, Y i Z osama koje mogu biti duge mnogo metara na većim mašinama.

Tipični CMM tipa granitnog mosta koji radi u klimatizovanoj prostoriji, sa prosječnom temperaturom od 20 ±2 °C, gdje se sobna temperatura mijenja tri puta svaki sat, omogućava granitu visoke toplinske mase da održava konstantnu prosječnu temperaturu od 20 °C.Plutajući linearni enkoder od nehrđajućeg čelika instaliran na svakoj osi CMM-a bio bi u velikoj mjeri neovisan od granitne podloge i brzo bi reagirao na promjene temperature zraka zbog svoje visoke toplinske provodljivosti i niske toplinske mase, koja je znatno niža od toplinske mase granitnog stola. .Ovo bi dovelo do maksimalnog širenja ili kontrakcije skale preko tipične 3m ose od približno 60 µm.Ovo proširenje može proizvesti značajnu grešku mjerenja koju je teško kompenzirati zbog njene vremenski promjenjive prirode.

U ovom slučaju preferirani je izbor svladana skala podloge: masterirana skala bi se samo proširila s koeficijentom toplinskog širenja (CTE) granitne podloge i stoga bi pokazala male promjene kao odgovor na male oscilacije temperature zraka.I dalje se moraju uzeti u obzir dugoročne promjene temperature koje će utjecati na prosječnu temperaturu podloge visoke toplinske mase.Temperaturna kompenzacija je jednostavna jer kontroler samo treba da kompenzira termičko ponašanje mašine, a da pritom ne uzme u obzir termičko ponašanje skale enkodera.

Ukratko, enkoderski sistemi sa skalama koje su ovladane supstratom su odlično rešenje za precizne CMM sa niskim CTE / visokom termičkom masom podloge i druge aplikacije koje zahtevaju visok nivo metroloških performansi.Prednosti savladanih vaga uključuju pojednostavljenje režima termičke kompenzacije i potencijal za smanjenje neponovljivih grešaka merenja zbog, na primer, varijacija temperature vazduha u okruženju lokalne mašine.