De meeste vanCmm-machines (coördinaatmeetmachines) zijn gemaakt doorgranieten componenten.
Een coördinatenmeetmachine (CMM) is een flexibel meetapparaat en heeft een aantal rollen ontwikkeld in de productieomgeving, waaronder gebruik in het traditionele kwaliteitslaboratorium, en de meer recente rol van het direct ondersteunen van de productie op de productievloer in zwaardere omgevingen.Het thermische gedrag van CMM-encoderweegschalen wordt een belangrijke overweging tussen de rol en toepassing ervan.
In een onlangs gepubliceerd artikel van Renishaw wordt het onderwerp van montagetechnieken voor zwevende en beheerste encoderschalen besproken.
Encoderweegschalen zijn effectief thermisch onafhankelijk van hun montagesubstraat (zwevend) of thermisch afhankelijk van het substraat (mastered).Een zwevende schaal zet uit en krimpt in overeenstemming met de thermische eigenschappen van het schaalmateriaal, terwijl een beheerste schaal in dezelfde mate uitzet en samentrekt als het onderliggende substraat.De montagetechnieken voor meetschalen bieden een verscheidenheid aan voordelen voor de verschillende meettoepassingen: het artikel van Renishaw presenteert het geval waarin een beheerste weegschaal de voorkeursoplossing zou kunnen zijn voor laboratoriummachines.
CMM's worden gebruikt om driedimensionale meetgegevens vast te leggen op machinaal bewerkte componenten met hoge precisie, zoals motorblokken en straalmotorbladen, als onderdeel van een kwaliteitscontroleproces.Er zijn vier basistypen coördinatenmeetmachines: brug, cantilever, portaal en horizontale arm.CMM's van het brugtype zijn de meest voorkomende.Bij een CMM-brugontwerp wordt een Z-as-as gemonteerd op een wagen die langs de brug beweegt.De brug wordt langs twee geleidingsbanen in de Y-asrichting aangedreven.Een motor drijft één schouder van de brug aan, terwijl de tegenoverliggende schouder traditioneel niet aangedreven is: de brugconstructie wordt doorgaans geleid / ondersteund op aerostatische lagers.De wagen (X-as) en de as (Z-as) kunnen worden aangedreven door een riem, schroef of lineaire motor.CMM's zijn ontworpen om niet-herhaalbare fouten te minimaliseren, aangezien deze moeilijk te compenseren zijn in de controller.
Hoogwaardige CMM's bestaan uit een granieten bed met een hoge thermische massa en een stijve portaal-/brugstructuur, met een veer met lage traagheid waaraan een sensor is bevestigd om de kenmerken van het werkstuk te meten.De gegenereerde gegevens worden gebruikt om ervoor te zorgen dat onderdelen aan vooraf bepaalde toleranties voldoen.Op de afzonderlijke X-, Y- en Z-assen zijn zeer nauwkeurige lineaire encoders geïnstalleerd, die op grotere machines vele meters lang kunnen zijn.
Een typische CMM van het granieten brugtype, die wordt gebruikt in een kamer met airconditioning, met een gemiddelde temperatuur van 20 ± 2 °C, waar de kamertemperatuur drie keer per uur verandert, zorgt ervoor dat het graniet met een hoge thermische massa een constante gemiddelde temperatuur van 20 °C.Een zwevende lineaire roestvrijstalen encoder geïnstalleerd op elke CMM-as zou grotendeels onafhankelijk zijn van het granieten substraat en snel reageren op veranderingen in de luchttemperatuur vanwege de hoge thermische geleidbaarheid en de lage thermische massa, die aanzienlijk lager is dan de thermische massa van de granieten tafel .Dit zou leiden tot een maximale uitzetting of inkrimping van de schaal over een typische as van 3 m van ongeveer 60 µm.Deze uitzetting kan een aanzienlijke meetfout veroorzaken, die moeilijk te compenseren is vanwege de tijdsvariërende aard ervan.
In dit geval heeft een substraatgestuurde schaal de voorkeur: een beheerste schaal zou alleen uitzetten met de thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) van het granieten substraat en zou daarom weinig verandering vertonen als reactie op kleine schommelingen in de luchttemperatuur.Er moet nog steeds rekening worden gehouden met temperatuurveranderingen op langere termijn, en deze zullen de gemiddelde temperatuur van een substraat met hoge thermische massa beïnvloeden.Temperatuurcompensatie is eenvoudig omdat de controller alleen het thermische gedrag van de machine hoeft te compenseren zonder ook rekening te houden met het thermische gedrag op encoderschaal.
Samenvattend zijn encodersystemen met substraatgestuurde schalen een uitstekende oplossing voor precisie-CMM's met substraten met lage CTE/hoge thermische massa en andere toepassingen die hoge niveaus van metrologische prestaties vereisen.De voordelen van beheerste schalen omvatten vereenvoudiging van thermische compensatieregimes en de mogelijkheid voor vermindering van niet-herhaalbare meetfouten als gevolg van bijvoorbeeld luchttemperatuurvariaties in de lokale machineomgeving.
Posttijd: 25 december 2021