Mastering Per a Precisione CMM

A maiò parte diMacchine CMM (macchine di misurazione a coordinate) sò fatti dacumpunenti di granitu.

Una Macchina di Misura à Coordinate (CMM) hè un dispositivu di misurazione flessibile è hà sviluppatu una quantità di roli cù l'ambiente di fabricazione, cumpresu l'usu in u laburatoriu di qualità tradiziunale, è u rolu più recente di supportu direttu di a pruduzzione in u pianu di fabricazione in ambienti più difficili. U cumpurtamentu termicu di e bilance di l'encoder CMM diventa una cunsiderazione impurtante trà i so roli è l'applicazione.

In un articulu publicatu pocu fà, da Renishaw, si tratta di e tecniche di montaggio di scala di encoder flottante è masterizzata.

E scale di l'encoder sò effettivamente termicamente indipendenti da u so substratu di muntatura (flottanti) o termicamente dipendenti da u substratu (maestrate). Una scala flottante si espande è si contrae secondu e caratteristiche termiche di u materiale di a scala, mentre chì una scala maestrata si espande è si contrae à listessa velocità chè u substratu sottostante. E tecniche di muntatura di a scala di misurazione offrenu una varietà di vantaghji per e diverse applicazioni di misurazione: l'articulu di Renishaw presenta u casu induve una scala maestrata puderia esse a suluzione preferita per e macchine di laburatoriu.

E CMM sò aduprate per catturà dati di misurazione tridimensionali nantu à cumpunenti machinati d'alta precisione, cum'è i blocchi di u mutore è e pale di i motori à reazione, cum'è parte di un prucessu di cuntrollu di qualità. Ci sò quattru tipi basi di macchine di misurazione à coordinate: ponte, cantilever, gantry è bracciu urizzuntale. E CMM di tipu ponte sò e più cumuni. In un disignu di ponte CMM, una canna di l'asse Z hè muntata nantu à un carru chì si move longu u ponte. U ponte hè guidatu longu duie guide in a direzzione di l'asse Y. Un mutore guida una spalla di u ponte, mentre chì a spalla opposta hè tradiziunalmente senza guida: a struttura di u ponte hè tipicamente guidata / supportata da cuscinetti aerostatici. U carru (asse X) è a canna di l'asse Z) ponu esse guidati da una cinghia, una vite o un mutore lineare. E CMM sò cuncepite per minimizà l'errori micca ripetibili, postu chì questi sò difficiuli da cumpensà in u controller.

E CMM d'alte prestazioni sò cumposte da un lettu di granitu à alta massa termica è da una struttura rigida à portale/ponte, cù una penna à bassa inerzia à a quale hè attaccatu un sensore per misurà e caratteristiche di u pezzu. I dati generati sò aduprati per assicurà chì i pezzi rispettanu tolleranze predeterminate. L'encoder lineari d'alta precisione sò installati nantu à l'assi X, Y è Z separati chì ponu esse lunghi parechji metri nantu à e macchine più grande.

Una CMM tipica di tipu ponte di granitu operata in una stanza climatizzata, cù una temperatura media di 20 ± 2 °C, induve a temperatura ambiente cambia trè volte ogni ora, permette à u granitu à alta massa termica di mantene una temperatura media costante di 20 °C. Un encoder lineare flottante in acciaio inox installatu nantu à ogni asse CMM seria largamente indipendente da u sustratu di granitu è ​​​​reagirebbe rapidamente à i cambiamenti di temperatura di l'aria per via di a so alta conducibilità termica è a so bassa massa termica, chì hè significativamente più bassa di a massa termica di a tavola di granitu. Questu porterebbe à una espansione o cuntrazione massima di a scala nantu à un asse tipicu di 3 m di circa 60 µm. Questa espansione pò pruduce un errore di misurazione sustanziale chì hè difficiule da cumpensà per via di a so natura variabile in u tempu.

Una scala masterizzata di u substratu hè a scelta preferita in questu casu: una scala masterizzata si espanderia solu cù u coefficientu di dilatazione termica (CTE) di u substratu di granitu è, dunque, mostrerebbe pochi cambiamenti in risposta à piccule oscillazioni di a temperatura di l'aria. I cambiamenti di temperatura à longu andà devenu ancu esse cunsiderati è questi influenzeranu a temperatura media di un substratu di massa termica elevata. A compensazione di a temperatura hè simplice postu chì u controller hà solu bisognu di cumpensà u cumpurtamentu termicu di a macchina senza ancu cunsiderà u cumpurtamentu termicu di a scala di l'encoder.

In riassuntu, i sistemi di encoder cù scale masterizzate per substratu sò una suluzione eccellente per e CMM di precisione cù substrati à bassu CTE / massa termica elevata è altre applicazioni chì richiedenu alti livelli di prestazioni metrologiche. I vantaghji di e scale masterizzate includenu a simplificazione di i regimi di compensazione termica è u putenziale di riduzione di l'errori di misurazione non ripetibili dovuti, per esempiu, à variazioni di a temperatura di l'aria in l'ambiente lucale di a macchina.