В области точных измерений трехкоординатная измерительная машина является основным оборудованием для контроля качества продукции, а основание служит основой для ее стабильной работы. Ее термодеформационные характеристики напрямую определяют точность измерений. Гранит и чугун, как два основных базовых материала, давно привлекают большое внимание своими различиями в термодеформации. С помощью технологии визуализации обнаружения тепловизоров мы можем напрямую выявить существенную разницу в термостабильности между ними, обеспечивая научную основу для выбора оборудования в отрасли точного производства.
Термическая деформация: «невидимый убийца», влияющий на точность трехкоординатных измерений
Трехкоординатная измерительная машина получает трехмерные данные посредством контакта зонда с измеряемым объектом. Любая тепловая деформация основания приведет к смещению отсчета измерения. В промышленной среде такие факторы, как выделение тепла во время работы оборудования и колебания температуры окружающей среды, могут вызвать тепловое расширение или сжатие основания. Небольшая тепловая деформация может вызвать позиционные отклонения измерительного зонда, что в конечном итоге приведет к ошибкам измерения. Для отраслей с чрезвычайно высокими требованиями к точности, таких как аэрокосмическая и полупроводниковая, ошибки, вызванные тепловой деформацией, могут привести к браку продукции или ухудшению производительности. Поэтому тепловая стабильность основания имеет жизненно важное значение.
Тепловизор: визуализирует различия в тепловой деформации.
Тепловизоры могут преобразовывать распределение температуры на поверхности объекта в визуальные изображения. Анализируя изменения температуры в различных областях, они могут наглядно представлять ситуацию термодеформации. В эксперименте мы выбрали гранитные и чугунные основания трехкоординатной измерительной машины одинаковой спецификации, смоделировали выделение тепла при работе оборудования в одинаковой среде и использовали тепловизор для регистрации изменений температуры и процессов термодеформации обоих.
Чугунное основание: значительная термическая деформация и вызывающая беспокойство устойчивость
Тепловизионное изображение показывает, что после того, как чугунное основание находится в эксплуатации в течение 30 минут, наблюдается значительное неравномерное распределение температуры поверхности. Из-за неравномерной теплопроводности чугуна температура в локальной области основания быстро растет, и разница между самой высокой и самой низкой температурой может достигать 8-10 ℃. Под действием термического напряжения чугунное основание претерпевает крошечные деформации, видимые невооруженным глазом. Высокоточным измерительным оборудованием было обнаружено, что изменение его линейного размера достигло 0,02-0,03 мм. Эта деформация приведет к увеличению погрешности измерения до ±5 мкм, что серьезно повлияет на точность измерения. Кроме того, после того, как чугунное основание перестает работать, тепло рассеивается медленно, и для возврата в исходное состояние требуется до 1-2 часов, что значительно ограничивает непрерывную работоспособность оборудования.
Гранитное основание: отличная термостойкость обеспечивает точность измерений.
В резком контрасте гранитное основание демонстрирует превосходную термическую стабильность во время работы. Тепловизионные изображения показывают, что распределение температуры поверхности равномерное. После одного часа работы максимальная разница температур на поверхности основания составляет всего 1-2 ℃. Это объясняется чрезвычайно низким коэффициентом теплового расширения гранита (5-7 × 10⁻⁶/℃) и его превосходной однородностью теплопроводности. После испытания линейные размерные изменения гранитного основания при тех же рабочих условиях составляют менее 0,005 мм, а погрешность измерения можно контролировать в пределах ±1 мкм. Даже после длительной непрерывной работы гранитное основание может по-прежнему сохранять стабильную форму, а после прекращения работы температура быстро возвращается в стабильное состояние, обеспечивая надежную точку отсчета для следующего измерения.
Благодаря интуитивному представлению и сравнению данных тепловизора преимущество гранита в термостойкости очевидно. Для производственных предприятий, которые стремятся к высокоточным измерениям, выбор трехкоординатной измерительной машины с гранитным основанием может эффективно снизить погрешности измерений, вызванные тепловой деформацией, и повысить точность и эффективность проверки продукции. Поскольку обрабатывающая промышленность движется в сторону высокой точности и интеллекта, гранитные основания с их выдающейся термостойкостью обязательно станут предпочтительным материалом для трехкоординатных измерительных машин и еще более точного оборудования, выводя уровень контроля качества в отрасли на новую высоту.
Время публикации: 13 мая 2025 г.