Una màquina de mesura de coordenades pot tenir escales d'alta-resolució, tecnologia de sondeig sofisticada i programari de mesura avançat, però els seus resultats encara depenen de l'estructura mecànica que hi ha sota aquests sistemes. La base de granit, les guies, els membres del pont, les columnes i les superfícies de muntatge de precisió estableixen el marc de referència físic per a cada coordenada X, Y i Z dels informes CMM.
És per això que les peces mecàniques de granit ultra-de precisió segueixen sent fonamentals per a les CMM pont, les MMC de pòrtic, els sistemes de mesura òptica i les màquines d'inspecció personalitzades. El granit no s'utilitza simplement perquè és pesat. El seu valor prové de l'estabilitat geomètrica-a llarg termini, la resposta tèrmica controlada, l'amortiment de vibracions, les superfícies mecanitzables de precisió- i la compatibilitat amb entorns de metrologia.
La referència mecànica darrere de cada mesura
Un CMM mesura la geometria d'una peça movent una sonda a través d'un sistema de coordenades definit. La sonda pot tocar una superfície, escanejar contínuament o recollir dades òptiques, però la màquina ha de saber exactament on es troben els seus eixos en cada moment.
Els components estructurals determinen si aquest sistema de coordenades es manté estable. Una base de CMM suporta la peça de treball i la fixació. Les guies defineixen el recorregut del pont o carruatge en moviment. Les columnes i les bigues mantenen l'esquadra entre eixos. Les superfícies de muntatge estableixen la relació entre codificadors, coixinets d'aire, components d'accionament i elements sensors.
La majoria de CMM fixes utilitzen una taula de granit gruixuda, plana i estable. Les màquines més grans també poden incorporar guies directament a la taula de granit, mentre que els conjunts de pont, braç i ploma porten els tres eixos de mesura. Per tant, molts dissenys-CMM d'ús general integren la seva estructura d'eix Y- amb una taula de granit en lloc de tractar el granit només com un suport de peça.mitutoyo+1
Per als gestors de qualitat i tècnics de laboratori, això té una conseqüència pràctica: la precisió declarada d'una CMM no es pot separar de l'estat dels seus components estructurals de referència. El desgast, la contaminació, l'anivellament deficient, els gradients tèrmics, les insercions danyades o el muntatge incorrecte poden influir en la cadena de mesura.
Per què el granit s'adapta a les estructures CMM
El granit de precisió s'adapta molt béPeces mecàniques CMMperquè és naturalment dens, rígid, no-magnètic, elèctricament no-conductor i resistent a la corrosió. Es pot esmolar amb precisió i lligar-se a mà-per produir superfícies de treball amb planitud, rectitud, paral·lelisme i quadrades controlades.
El granit tampoc té tensions residuals de la soldadura o la fosa de metall convencional. Això no vol dir que una estructura de granit no es mogui mai; tots els materials responen a la temperatura i la càrrega. Significa que el material no experimenta el mateix comportament d'alleujament de tensió-a llarg termini-que pot complicar algunes estructures metàl·liques fabricades o foses.
El comportament tèrmic és especialment important. Una estructura de referència no ha de reaccionar ràpidament als-canvis a curt termini de la temperatura ambient, el moviment del personal, la calor del motor, la il·luminació, el flux d'aire o la maquinària propera. Les dades de la indústria solen situar l'expansió tèrmica del granit en aproximadament 5 µm/m·K, en comparació amb aproximadament 12 µm/m·K per a l'acer; la seva conductivitat tèrmica molt més baixa també significa que respon més lentament als canvis de temperatura.reitz-natursteintechnik
Aquesta resposta més lenta pot ser valuosa a les sales de mesura on la temperatura de l'aire està controlada però no perfectament uniforme. Una base CMM de granit estable redueix la probabilitat que l'estructura mateixa esdevingui la font dominant de canvi geomètric-a curt termini. Tot i així, el granit pot desenvolupar gradients de temperatura, especialment en estructures grans. L'aire condicionat adequat, la ubicació racional de la màquina, els sensors tèrmics, els procediments d'escalfament-i la compensació del programari segueixen sent necessaris per a un treball exigent.
Planitud, rectitud i precisió de la guia
El rendiment de la CMM comença amb la geometria. Una placa de superfície de granit proporciona la dada de suport plana per a la peça i el suport, mentre que les guies de granit i els membres estructurals ajuden a mantenir l'alineació dels eixos en moviment.
El procés de mecanitzat és tan important com la matèria primera. Normalment, un component de granit de CMM es talla per formar, es fa-mecanitzat en brut, s'estabilitza, es rectifica de precisió i es lliga-a mà. Les insercions metàl·liques, els forats de muntatge, els canals d'aire, els casquilles roscades i les superfícies d'unió es col·loquen a partir de dades establertes. Cada pas s'ha de controlar perquè un error a la base es pot transferir a l'alineació del rail, el moviment del carro i, finalment, la posició de la sonda.
El granit és compatible amb el mecanitzat de diamants i el lligat manual, la qual cosa permet que les superfícies de guia es puguin refinar segons els requisits de nivell-micres. Aquesta és una de les raons per les quals s'utilitza el granit en sistemes de guia MMC d'alta-precisió, on la rectitud i la planitud són fonamentals per al moviment repetible dels eixos.reitz-natursteintechnik
En el nostre treball en conjunts de granit de precisió, el pla d'inspecció final sol ser discutit abans de començar la producció. Les grans bases de CMM sovint requereixen més que un informe de planitud. És possible que els clients necessitin paral·lelisme entre les superfícies de les guies, quadrades entre les dades verticals i horitzontals, verificació de la ubicació d'inserció o comprovacions de muntatge amb rails metàl·lics units. El mètode d'inspecció ha de coincidir amb la funció del component, no només amb el títol del dibuix.
Repetibilitat de la vibració, la massa i la mesura
Una CMM és sensible a la vibració del trànsit a peu, els sistemes d'aire-comprimit, les màquines-eina properes, els equips de manipulació i els seus propis eixos mòbils. La massa del granit i l'amortiment natural ajuden a crear una plataforma mecànica més silenciosa per al mesurament.
Això no substitueix una base adequada o un sistema d'aïllament{0}}de vibracions. Les CMM de pòrtic grans poden requerir estructures muntades a terra-, mentre que les màquines més petites poden utilitzar plaques de granit amb aïllament passiu o actiu. La base i el marc de suport s'han de seleccionar com a part de la instal·lació, perquè un excel·lent component de granit no pot compensar un sòl inestable o peus d'anivellament ajustats incorrectament.
El granit també és avantatjós en entorns on la interferència magnètica o la corrosió poden ser una preocupació. La seva naturalesa no-magnètica i no-conductora pot ser útil per al maquinari de mesura sensible, mentre que la seva resistència a l'òxid redueix els requisits de manteniment en comparació amb les superfícies fèrriques no protegides.
Des del bloc de granit fins al muntatge de CMM
Una base de granit CMM no és una llosa de pedra genèrica. La qualitat del material, la geometria, el disseny de la plaquita, la disposició del suport, la seqüència de mecanitzat i el procediment d'inspecció han d'ajustar-se a les condicions de funcionament de la màquina.
Per a una CMM de pont compacta, la base pot incloure superfícies de suport-de peça solapada, insercions incrustades per a accessoris i dades de guia de precisió. Una màquina de pòrtic més gran pot requerir rails llargs i paral·lels de granit, interfícies de terra, múltiples dades de muntatge, disposicions d'encaminament de cables-i juntes controlades a estructures metàl·liques. Els sistemes CMM òptics i d'escaneig també poden requerir acabats de baixa-reflectivitat, passadissos de cables protegits i interfícies de sensors col·locades amb cura.
UNPARALLELED® fabrica peces mecàniques de granit CMM personalitzades, incloses bases de granit, guies, estructures de ponts, columnes i components de muntatge, basant-se en els dibuixos del client i els requisits de mesura. L'objectiu pràctic no és tractar el granit com un producte autònom-, sinó proporcionar una estructura de referència controlada que es pugui integrar amb els rails, coixinets, accionaments, bàscules i accessoris del client.
Selecció i especificació de components de granit
Els compradors d'enginyeria haurien de definir el següent abans de sol·licitar un pressupost per a peces de granit CMM:
Les dimensions necessàries, la capacitat de càrrega i la disposició dels-punts de suport.
Toleràncies de planitud crítica, rectitud, paral·lelisme i quadratura.
Ubicacions de-cara de treball i superfícies no-de treball protegides.
Inseriu material, fil estàndard, espai, profunditat i{0}}extreu.
Interfícies d'encaminament de ferrocarril,-aeri, codificador, sensor i cable-.
Interval de temperatura de funcionament i mesura-les condicions de l'habitació.
Informe de calibratge necessari, traçabilitat, punts d'acceptació i mètode d'embalatge.
La millor estructura de granit CMM és una especificada com a part del pressupost de precisió total de la màquina. Quan el material, la geometria, les interfícies i els criteris d'inspecció estan alineats amb l'aplicació, les peces mecàniques de granit ultra-precises proporcionen la base estable que requereix una mesura de coordenades fiable.