БольшинствоШМ машины (координатно-измерительные машины) сделаныгранитные компоненты.
Координатно-измерительные машины (КИМ) представляют собой гибкое измерительное устройство, которое имеет ряд функций в производственной среде, включая использование в традиционных лабораториях качества, а также более недавнюю роль непосредственной поддержки производства на производственном участке в более суровых условиях.Термическое поведение шкал энкодера КИМ становится важным фактором при выборе между его ролью и применением.
В недавно опубликованной статье компании Renishaw обсуждаются плавающие и освоенные методы установки шкалы энкодера.
Шкалы энкодера фактически либо термически не зависят от монтажной подложки (плавающие), либо термически зависят от подложки (основные).Плавающая накипь расширяется и сжимается в зависимости от тепловых характеристик материала накипи, тогда как освоенная накипь расширяется и сжимается с той же скоростью, что и основная подложка.Методы установки измерительных весов предлагают множество преимуществ для различных измерительных приложений: в статье Renishaw представлен случай, когда проверенные весы могут быть предпочтительным решением для лабораторных машин.
КИМ используются для сбора данных трехмерных измерений на высокоточных обработанных компонентах, таких как блоки двигателей и лопатки реактивных двигателей, в рамках процесса контроля качества.Существует четыре основных типа координатно-измерительных машин: мостовые, консольные, портальные и горизонтальные.КИМ мостового типа являются наиболее распространенными.В конструкции моста КИМ пиноль оси Z установлена на каретке, которая перемещается по мосту.Мост движется по двум направляющим в направлении оси Y.Двигатель приводит в движение одно плечо моста, тогда как противоположное плечо традиционно не приводится в движение: конструкция моста обычно направляется/поддерживается аэростатическими подшипниками.Каретка (ось X) и пиноль (ось Z) могут приводиться в движение ремнем, винтом или линейным двигателем.КИМ предназначены для минимизации неповторяющихся ошибок, поскольку их трудно компенсировать в контроллере.
Высокопроизводительные КИМ состоят из гранитной кровати с высокой термической массой и жесткой портальной/мостовой конструкции с малоинерционной пинолью, к которой прикреплен датчик для измерения характеристик заготовки.Сгенерированные данные используются для обеспечения соответствия деталей заранее заданным допускам.Высокоточные линейные энкодеры устанавливаются на отдельных осях X, Y и Z, длина которых на более крупных машинах может достигать многих метров.
Типичная гранитная КИМ мостового типа, работающая в кондиционированном помещении со средней температурой 20 ± 2 °C, где температура в помещении колеблется три раза в час, позволяет граниту с высокой термической массой поддерживать постоянную среднюю температуру 20 °С.Плавающий линейный энкодер из нержавеющей стали, установленный на каждой оси КИМ, будет в значительной степени независим от гранитного основания и быстро реагирует на изменения температуры воздуха благодаря своей высокой теплопроводности и низкой тепловой массе, которая значительно ниже тепловой массы гранитного стола. .Это приведет к максимальному расширению или сжатию шкалы по типичной 3-метровой оси, равной примерно 60 мкм.Это расширение может привести к существенной ошибке измерения, которую трудно компенсировать из-за ее изменяющегося во времени характера.
В этом случае предпочтительным выбором является освоенная шкала подложки: освоенная шкала будет расширяться только в зависимости от коэффициента теплового расширения (КТР) гранитной подложки и, следовательно, будет мало меняться в ответ на небольшие колебания температуры воздуха.Все равно необходимо учитывать долгосрочные изменения температуры, и они повлияют на среднюю температуру подложки с высокой теплоемкостью.Температурная компенсация проста, поскольку контроллеру необходимо компенсировать только тепловое поведение машины, не принимая во внимание тепловое поведение шкалы энкодера.
Таким образом, системы энкодеров со шкалами, адаптированными к подложке, являются отличным решением для прецизионных КИМ с подложками с низким КТР/высокой термической массой и для других применений, требующих высокого уровня метрологических характеристик.К преимуществам освоенных весов относятся упрощение режимов термокомпенсации и возможность уменьшения неповторяющихся ошибок измерения, связанных, например, с изменением температуры воздуха в локальной среде машины.
Время публикации: 25 декабря 2021 г.