Masterizimi për precizionin CMM

Shumica eMakinat Cmm (makina matëse koordinative) janë bërë ngapërbërës graniti.

Një Makinë Matëse Koordinative (CMM) është një pajisje matëse fleksibile dhe ka zhvilluar një numër rolesh me mjedisin e prodhimit, duke përfshirë përdorimin në laboratorin tradicional të cilësisë, dhe rolin më të fundit të mbështetjes së drejtpërdrejtë të prodhimit në katin e prodhimit në mjedise më të ashpra. Sjellja termike e peshoreve të kodifikuesve CMM bëhet një konsideratë e rëndësishme midis roleve dhe zbatimit të saj.

Në një artikull të botuar së fundmi, nga Renishaw, diskutohet tema e teknikave të montimit të shkallës së enkoderit lundrues dhe të masterizuar.

Shkallët e koduesit janë në fakt ose termikisht të pavarura nga substrati i tyre i montimit (lundrues) ose termikisht të varura nga substrati (i masterizuar). Një shkallë lundruese zgjerohet dhe tkurret sipas karakteristikave termike të materialit të shkallës, ndërsa një shkallë e masterizuar zgjerohet dhe tkurret me të njëjtën shpejtësi si substrati themelor. Teknikat e montimit të shkallës matëse ofrojnë një sërë përfitimesh për aplikime të ndryshme matjeje: artikulli nga Renishaw paraqet rastin ku një shkallë e masterizuar mund të jetë zgjidhja e preferuar për makinat laboratorike.

CMM-të përdoren për të kapur të dhëna matjeje tre-dimensionale në komponentë të përpunuar me saktësi të lartë, siç janë blloqet e motorëve dhe tehet e motorëve reaktivë, si pjesë e një procesi kontrolli të cilësisë. Ekzistojnë katër lloje themelore të makinave matëse të koordinatave: ura, krahu kantilever, portal dhe krahu horizontal. CMM-të e tipit urë janë më të zakonshmet. Në një dizajn ure CMM, një pendë me bosht Z është montuar në një karrocë që lëviz përgjatë urës. Ura drejtohet përgjatë dy rrugëve udhëzuese në drejtimin e boshtit Y. Një motor drejton njërën shpatull të urës, ndërsa shpatulla e kundërt tradicionalisht nuk drejtohet: struktura e urës zakonisht drejtohet/mbështetet në kushineta aerostatike. Karroca (boshti X) dhe penda (boshti Z) mund të drejtohen nga një motor me rrip, vidë ose linear. CMM-të janë projektuar për të minimizuar gabimet e pakthyeshme pasi këto janë të vështira për t'u kompensuar në kontrollues.

CMM-të me performancë të lartë përbëhen nga një shtrat graniti me masë të lartë termike dhe një strukturë të ngurtë prej porte/urash, me një pendë me inerci të ulët në të cilën është bashkangjitur një sensor për të matur karakteristikat e pjesës së punës. Të dhënat e gjeneruara përdoren për të siguruar që pjesët përmbushin tolerancat e paracaktuara. Enkoderët linearë me precizion të lartë janë instaluar në boshtet e veçanta X, Y dhe Z të cilat mund të jenë shumë metra të gjata në makinat më të mëdha.

Një CMM tipik i tipit urë graniti që funksionon në një dhomë me ajër të kondicionuar, me një temperaturë mesatare prej 20 ± 2 °C, ku temperatura e dhomës ciklon tre herë në orë, lejon që graniti me masë të lartë termike të mbajë një temperaturë mesatare konstante prej 20 °C. Një enkoder linear çeliku inox lundrues i instaluar në secilin bosht CMM do të ishte kryesisht i pavarur nga substrati i granitit dhe do të reagonte shpejt ndaj ndryshimeve në temperaturën e ajrit për shkak të përçueshmërisë së tij të lartë termike dhe masës së ulët termike, e cila është dukshëm më e ulët se masa termike e tryezës së granitit. Kjo do të çonte në një zgjerim ose tkurrje maksimale të shkallës mbi një bosht tipik 3m prej afërsisht 60 µm. Ky zgjerim mund të prodhojë një gabim të konsiderueshëm matjeje i cili është i vështirë për t'u kompensuar për shkak të natyrës së tij të ndryshueshme në kohë.

Një shkallë e masterizuar e substratit është zgjedhja e preferuar në këtë rast: një shkallë e masterizuar do të zgjerohej vetëm me koeficientin e zgjerimit termik (CTE) të substratit të granitit dhe, për këtë arsye, do të shfaqte pak ndryshim në përgjigje të luhatjeve të vogla në temperaturën e ajrit. Ndryshimet afatgjata të temperaturës duhet të merren ende në konsideratë dhe këto do të ndikojnë në temperaturën mesatare të një substrati me masë të lartë termike. Kompensimi i temperaturës është i drejtpërdrejtë pasi kontrolluesi duhet të kompensojë vetëm sjelljen termike të makinës pa marrë parasysh edhe sjelljen termike të shkallës së koduesit.

Si përmbledhje, sistemet e kodifikuesve me shkallë të masterizuara të substratit janë një zgjidhje e shkëlqyer për CMM precize me substrate me CTE të ulët / masë të lartë termike dhe aplikime të tjera që kërkojnë nivele të larta të performancës metrologjike. Avantazhet e shkallëve të masterizuara përfshijnë thjeshtimin e regjimeve të kompensimit termik dhe potencialin për zvogëlimin e gabimeve të matjes që nuk përsëriten për shkak të, për shembull, ndryshimeve të temperaturës së ajrit në mjedisin lokal të makinës.