Granitkomponenten werden häufig in der Präzisionsfertigung eingesetzt. Die Ebenheit ist ein wichtiger Indikator und wirkt sich direkt auf die Leistung und Produktqualität aus. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung in die Methode, Ausrüstung und den Prozess zur Erkennung der Ebenheit von Granitkomponenten.
I. Nachweismethoden
1. Flachkristall-Interferenzmethode: Geeignet für die hochpräzise Ebenheitsprüfung von Granitbauteilen, wie z. B. optischen Instrumentenbasen oder ultrapräzisen Messplattformen. Der Flachkristall (ein optisches Glaselement mit sehr hoher Ebenheit) wird dicht an das zu prüfende Granitbauteil auf der Ebene angebracht. Dabei wird das Prinzip der Lichtwelleninterferenz genutzt. Wenn Licht durch den Flachkristall und die Oberfläche des Granitbauteils fällt, bilden sich Interferenzstreifen. Ist die Ebene des Bauteils vollkommen eben, sind die Interferenzstreifen parallele, gerade Linien mit gleichmäßigem Abstand. Ist die Ebene konkav und konvex, verbiegen und verformen sich die Streifen. Der Ebenheitsfehler wird anhand der folgenden Formel anhand des Biegegrads und des Abstands der Streifen berechnet. Die Genauigkeit kann bis in den Nanometerbereich reichen, und selbst geringe Ebenenabweichungen können präzise erkannt werden.
2. Elektronisches Nivellierverfahren: Wird häufig bei großen Granitbauteilen wie Werkzeugmaschinenbetten oder großen Portalbearbeitungsplattformen verwendet. Die elektronische Wasserwaage wird auf die Oberfläche des Granitbauteils gelegt, um den Messpunkt auszuwählen und sich entlang des spezifischen Messpfads zu bewegen. Die elektronische Wasserwaage misst die Winkeländerung zwischen sich selbst und der Schwerkraftrichtung in Echtzeit über den internen Sensor und wandelt sie in Ebenheitsabweichungsdaten um. Beim Messen ist es notwendig, ein Messraster zu erstellen, Messpunkte in einem bestimmten Abstand in X- und Y-Richtung auszuwählen und die Daten jedes Punkts aufzuzeichnen. Durch die Analyse von Datenverarbeitungssoftware kann die Oberflächenebenheit von Granitbauteilen angepasst werden, und die Messgenauigkeit erreicht Mikrometerniveau, was den Anforderungen der Ebenheitserkennung großer Bauteile in den meisten Industrieszenarien gerecht wird.
3. CMM-Erkennungsmethode: Eine umfassende Ebenheitserkennung kann an komplex geformten Granitkomponenten durchgeführt werden, wie z. B. Granitsubstraten für speziell geformte Gussformen. Das CMM bewegt sich durch den dreidimensionalen Raum mithilfe der Sonde und berührt die Oberfläche der Granitkomponente, um die Koordinaten der Messpunkte zu ermitteln. Die Messpunkte werden gleichmäßig auf der Komponentenebene verteilt und das Messgitter wird erstellt. Das Gerät erfasst automatisch die Koordinatendaten jedes Punkts. Durch den Einsatz professioneller Messsoftware wird der Ebenheitsfehler anhand der Koordinatendaten berechnet. So kann nicht nur die Ebenheit erkannt, sondern auch Komponentengröße, Form- und Positionstoleranz sowie andere mehrdimensionale Informationen ermittelt werden. Die Messgenauigkeit variiert je nach Gerät und liegt im Allgemeinen zwischen wenigen Mikrometern und mehreren zehn Mikrometern. Sie ist hochflexibel und eignet sich für eine Vielzahl von Arten der Granitkomponentenerkennung.
II. Vorbereitung der Prüfgeräte
1. Hochpräziser Flachkristall: Wählen Sie den entsprechenden Präzisions-Flachkristall entsprechend den Anforderungen an die Erkennungsgenauigkeit von Granitkomponenten aus. Beispielsweise muss für die Erkennung von Ebenheit im Nanomaßstab ein hochpräziser Flachkristall mit einem Ebenheitsfehler innerhalb weniger Nanometer ausgewählt werden. Der Durchmesser des Flachkristalls sollte etwas größer sein als die Mindestgröße der zu prüfenden Granitkomponente, um eine vollständige Abdeckung des Erkennungsbereichs zu gewährleisten.
2. Elektronische Wasserwaage: Wählen Sie eine elektronische Wasserwaage, deren Messgenauigkeit den Erkennungsanforderungen entspricht, z. B. eine elektronische Wasserwaage mit einer Messgenauigkeit von 0,001 mm/m, die für hochpräzise Erkennung geeignet ist. Gleichzeitig wird eine passende magnetische Tischbasis vorbereitet, damit die elektronische Wasserwaage fest auf der Oberfläche des Granitbauteils haftet. Außerdem werden Datenerfassungskabel und Computerdatenerfassungssoftware bereitgestellt, um eine Echtzeitaufzeichnung und -verarbeitung der Messdaten zu ermöglichen.
3. Koordinatenmessgerät: Je nach Größe und Formkomplexität der Granitkomponenten muss die passende Größe des Koordinatenmessgeräts gewählt werden. Große Komponenten erfordern große Hubmessgeräte, während komplexe Formen Geräte mit hochpräzisen Sonden und leistungsstarker Messsoftware erfordern. Vor der Erkennung wird das KMG kalibriert, um die Genauigkeit der Sonde und der Koordinatenpositionierung sicherzustellen.
Testverfahren
1. Flachkristall-Interferometrie-Verfahren:
◦ Reinigen Sie die Oberfläche der zu prüfenden Granitkomponenten und die flache Kristalloberfläche, wischen Sie sie mit wasserfreiem Ethanol ab, um Staub, Öl und andere Verunreinigungen zu entfernen und sicherzustellen, dass die beiden Teile dicht und ohne Spalt zusammenpassen.
Legen Sie den flachen Kristall langsam auf die Oberfläche des Granitelements und drücken Sie leicht, bis die beiden vollständig aufeinandertreffen und Blasen oder ein Verkippen vermieden werden.
◦ In einer Dunkelkammerumgebung wird eine monochromatische Lichtquelle (z. B. eine Natriumlampe) verwendet, um den flachen Kristall vertikal zu beleuchten, die Interferenzstreifen von oben zu beobachten und die Form, Richtung und den Krümmungsgrad der Streifen aufzuzeichnen.
◦ Berechnen Sie anhand der Interferenzstreifendaten den Ebenheitsfehler mithilfe der entsprechenden Formel und vergleichen Sie ihn mit den Ebenheitstoleranzanforderungen der Komponente, um festzustellen, ob sie qualifiziert ist.
2. Elektronischer Füllstandsmessprozess:
◦ Auf der Oberfläche des Granitbauteils wird ein Messraster gezeichnet, um die Position des Messpunkts zu bestimmen, und der Abstand der benachbarten Messpunkte wird entsprechend den Größen- und Genauigkeitsanforderungen des Bauteils angemessen festgelegt, im Allgemeinen 50–200 mm.
◦ Installieren Sie eine elektronische Wasserwaage auf einem magnetischen Tischfuß und befestigen Sie sie am Startpunkt des Messgitters. Starten Sie die elektronische Wasserwaage und zeichnen Sie die anfängliche Ebenheit auf, sobald die Daten stabil sind.
◦ Bewegen Sie die elektronische Wasserwaage Punkt für Punkt entlang des Messpfads und erfassen Sie die Ebenheitsdaten an jedem Messpunkt, bis alle Messpunkte gemessen sind.
◦ Importieren Sie die Messdaten in die Datenverarbeitungssoftware, verwenden Sie die Methode der kleinsten Quadrate und andere Algorithmen, um die Ebenheit anzupassen, erstellen Sie den Ebenheitsfehlerbericht und bewerten Sie, ob die Ebenheit der Komponente dem Standard entspricht.
3. Erkennungsprozess von CMM:
◦ Legen Sie das Granitbauteil auf den KMG-Arbeitstisch und befestigen Sie es mithilfe der Vorrichtung fest, um sicherzustellen, dass sich das Bauteil während der Messung nicht verschiebt.
◦ Entsprechend der Form und Größe des Bauteils wird der Messpfad in der Messsoftware geplant, um die Verteilung der Messpunkte zu bestimmen und so eine vollständige Abdeckung der zu prüfenden Ebene und eine gleichmäßige Verteilung der Messpunkte sicherzustellen.
◦ Starten Sie das KMG, bewegen Sie die Sonde entsprechend dem geplanten Pfad, kontaktieren Sie die Oberflächenmesspunkte der Granitkomponente und erfassen Sie automatisch die Koordinatendaten jedes Punkts.
◦ Nach Abschluss der Messung analysiert und verarbeitet die Messsoftware die gesammelten Koordinatendaten, berechnet den Ebenheitsfehler, erstellt einen Prüfbericht und stellt fest, ob die Ebenheit des Bauteils dem Standard entspricht.
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Veröffentlichungszeit: 28. März 2025