Das meiste vonCMM -Maschinen (Koordinatenmessmaschinen) werden gemacht vonGranitkomponenten.
Eine Koordinatenmessmaschinen (CMM) ist ein flexibles Messgerät und hat eine Reihe von Rollen mit der Fertigungsumgebung entwickelt, einschließlich der Verwendung im traditionellen Qualitätslabor und der neueren Rolle bei der direkten Unterstützung der Produktion auf dem Produktionsboden in härteren Umgebungen. Das thermische Verhalten von CMM -Encoder -Skalen wird zu einer wichtigen Überlegung zwischen seinen Rollen und ihrer Anwendung.
In einem kürzlich veröffentlichten Artikel von Renishaw wird das Thema schwimmende und gemeisterte Encoder -Skala -Montage -Techniken erörtert.
Encoder -Skalen sind effektiv entweder thermisch unabhängig von ihrem Montagesubstrat (schwebend) oder thermisch vom Substrat (gemeistert) abhängig. Eine schwimmende Skala erweitert und schuldet sich nach den thermischen Eigenschaften des Skalierungsmaterials aus, während eine gemeisterte Skala mit dem gleichen Preis wie das zugrunde liegende Substrat erweitert und zusammenbringt. Die Montagestechniken der Messskala bieten eine Vielzahl von Vorteilen für die verschiedenen Messanwendungen: Der Artikel von Renishaw zeigt den Fall, in dem eine gemeisterte Skala für Labormaschinen bevorzugt werden kann.
CMMs werden verwendet, um dreidimensionale Messdaten zu hohen Präzision, bearbeiteten Komponenten wie Motorblöcken und Düsenmotorenklingen als Teil eines Qualitätsregelungsprozesses zu erfassen. Es gibt vier grundlegende Arten von Koordinatenmessmaschinen: Brücke, Ausleger, Geldbörsen und horizontaler Arm. Bridge-CMMs sind am häufigsten. In einem CMM-Brückendesign wird eine Z-Achse-Quill auf einem Wagen montiert, der sich entlang der Brücke bewegt. Die Brücke wird in zwei Führungswegen in der y-Achse-Richtung entlang gefahren. Ein Motor treibt eine Schulter der Brücke an, während die gegenüberliegende Schulter traditionell undriviert ist: Die Brückenstruktur wird typischerweise auf aerostatischen Lagern geführt / getragen. Der Wagen (X-Achse) und die Feder (Z-Achse) können von einem Gürtel, einer Schraube oder einem linearen Motor angetrieben werden. CMMs sind so ausgelegt, dass nicht wiederholbare Fehler minimiert werden, da diese im Controller schwer auszugleichen sind.
Hochleistungs-CMMs umfassen ein Granitbett mit hoher Wärmemasse und eine steife Struktur / Brückenstruktur mit einer niedrigen Trägheit, an der ein Sensor angebracht ist, um die Merkmale des Arbeitsplatzes zu messen. Die generierten Daten, mit denen sichergestellt wird, dass Teile vorgegebene Toleranzen erfüllen. Hochgenauige lineare Encoder werden auf den separaten X-, Y- und Z -Achsen installiert, die auf größeren Maschinen viele Meter lang sein können.
Ein typischer CMM-CMM vom Granitbrücken, der in einem klimatisierten Raum betrieben wird, mit einer Durchschnittstemperatur von 20 ± 2 ° C, wobei die Raumtemperatur dreimal pro Stunde zykliert, ermöglicht es dem hochthermischen Massengranit, eine konstante Durchschnittstemperatur von 20 ° C aufrechtzuerhalten. Ein auf jeder CMM -Achse installierter linearer Edelstahl -Encoder ist weitgehend unabhängig vom Granit -Substrat und reagiert aufgrund seiner hohen thermischen Leitfähigkeit und niedrigen thermischen Masse, die signifikant niedriger ist als die thermische Masse der Granittabelle, schnell auf Änderungen der Lufttemperatur. Dies würde zu einer maximalen Expansion oder Kontraktion der Skala über eine typische 3 -m -Achse von ungefähr 60 µm führen. Diese Ausdehnung kann zu einem erheblichen Messfehler führen, der aufgrund dieser zeitlich variierenden Natur schwer auszugleichen ist.
Eine Meisterskala von Substrat ist in diesem Fall die bevorzugte Wahl: Eine gemeisterte Skala würde sich nur mit dem Koeffizienten der thermischen Expansion (CTE) des Granit -Substrats ausdehnen und würde daher in Reaktion auf kleine Schwingungen in der Lufttemperatur nur geringe Änderungen aufweisen. Langfristige Temperaturänderungen müssen weiterhin berücksichtigt werden, und diese beeinflussen die Durchschnittstemperatur eines hochthermischen Massensubstrats. Die Temperaturkompensation ist unkompliziert, da der Controller das thermische Verhalten der Maschine nur auskompensieren muss, ohne auch das thermische Verhalten der Encoder -Skala zu berücksichtigen.
Zusammenfassend sind Encodersysteme mit Substrat gemeisterte Skalen eine hervorragende Lösung für Präzisions -CMMs mit niedrigem CTE / hohen thermischen Massensubstraten und anderen Anwendungen, die eine hohe Metrologieleistung erfordern. Die Vorteile von gemeisterten Skalen umfassen die Vereinfachung der thermischen Kompensationsregime und das Potenzial für die Verringerung der nicht wiederholbaren Messfehler aufgrund von Lufttemperaturschwankungen in der lokalen Maschinenumgebung.
Postzeit: Dez.-25-2021