Làm chủ độ chính xác của CMM

Hầu hếtMáy Cmm (máy đo tọa độ) được thực hiện bởithành phần đá granit.

Máy đo tọa độ (CMM) là một thiết bị đo lường linh hoạt và đã phát triển nhiều vai trò trong môi trường sản xuất, bao gồm sử dụng trong phòng thí nghiệm chất lượng truyền thống, và gần đây hơn là hỗ trợ trực tiếp sản xuất tại xưởng trong môi trường khắc nghiệt hơn. Đặc tính nhiệt của cân mã hóa CMM trở thành một yếu tố quan trọng cần cân nhắc giữa vai trò và ứng dụng của nó.

Trong một bài viết mới xuất bản của Renishaw, chủ đề về kỹ thuật gắn bộ mã hóa nổi và thành thạo đã được thảo luận.

Thang đo mã hóa về cơ bản là độc lập về nhiệt với đế gắn (nổi) hoặc phụ thuộc nhiệt vào đế (đã được xử lý). Thang đo nổi giãn nở và co lại theo đặc tính nhiệt của vật liệu thang đo, trong khi thang đo đã được xử lý giãn nở và co lại với cùng tốc độ với đế. Các kỹ thuật lắp đặt thang đo mang lại nhiều lợi ích cho các ứng dụng đo lường khác nhau: bài viết từ Renishaw trình bày trường hợp thang đo đã được xử lý có thể là giải pháp ưu tiên cho các thiết bị phòng thí nghiệm.

CMM được sử dụng để thu thập dữ liệu đo ba chiều trên các thành phần gia công có độ chính xác cao, chẳng hạn như khối động cơ và cánh quạt động cơ phản lực, như một phần của quy trình kiểm soát chất lượng. Có bốn loại máy đo tọa độ cơ bản: cầu, công xôn, cổng trục và tay ngang. CMM kiểu cầu là phổ biến nhất. Trong thiết kế cầu CMM, một ống trục trục Z được gắn trên một giá đỡ di chuyển dọc theo cầu. Cầu được dẫn động dọc theo hai đường dẫn hướng theo hướng trục Y. Một động cơ dẫn động một vai của cầu, trong khi vai đối diện theo truyền thống không được dẫn động: cấu trúc cầu thường được dẫn hướng/hỗ trợ trên các ổ trục khí động. Giá đỡ (trục X) và ống trục (trục Z) có thể được dẫn động bằng dây đai, vít hoặc động cơ tuyến tính. CMM được thiết kế để giảm thiểu các lỗi không lặp lại vì những lỗi này khó bù trong bộ điều khiển.

Máy CMM hiệu suất cao bao gồm một bệ đá granit chịu nhiệt cao và một cấu trúc cổng/cầu cứng, với một ống trụ quán tính thấp được gắn cảm biến để đo các đặc điểm của chi tiết gia công. Dữ liệu được tạo ra được sử dụng để đảm bảo các chi tiết đáp ứng dung sai được xác định trước. Bộ mã hóa tuyến tính có độ chính xác cao được lắp đặt trên các trục X, Y và Z riêng biệt, có thể dài hàng mét trên các máy lớn hơn.

Một máy CMM kiểu cầu đá granit điển hình hoạt động trong phòng có điều hòa nhiệt độ, với nhiệt độ trung bình 20 ± 2 °C, trong đó nhiệt độ phòng thay đổi ba lần mỗi giờ, cho phép đá granit có khối lượng nhiệt cao duy trì nhiệt độ trung bình không đổi ở mức 20 °C. Một bộ mã hóa tuyến tính bằng thép không gỉ nổi được lắp đặt trên mỗi trục CMM sẽ phần lớn độc lập với nền đá granit và phản ứng nhanh chóng với những thay đổi về nhiệt độ không khí do độ dẫn nhiệt cao và khối lượng nhiệt thấp, thấp hơn đáng kể so với khối lượng nhiệt của bàn đá granit. Điều này sẽ dẫn đến sự giãn nở hoặc co lại tối đa của thang đo trên một trục 3m điển hình vào khoảng 60 µm. Sự giãn nở này có thể tạo ra sai số đo đáng kể, khó bù trừ do bản chất thay đổi theo thời gian của nó.


Sự thay đổi nhiệt độ của lớp đá granit CMM (3) và thang đo mã hóa (2) so với nhiệt độ không khí phòng (1)

Trong trường hợp này, thang đo mastered (đã được hiệu chỉnh) là lựa chọn ưu tiên: thang đo mastered chỉ giãn nở theo hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của nền đá granit và do đó sẽ ít thay đổi khi nhiệt độ không khí dao động nhỏ. Những thay đổi nhiệt độ dài hạn vẫn cần được xem xét và chúng sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ trung bình của nền có khối lượng nhiệt lớn. Việc bù nhiệt khá đơn giản vì bộ điều khiển chỉ cần bù cho hành vi nhiệt của máy mà không cần xem xét đến hành vi nhiệt của thang đo encoder.

Tóm lại, hệ thống mã hóa với thang đo mastered nền là giải pháp tuyệt vời cho các máy đo tọa độ CMM chính xác với CTE thấp/khối lượng nhiệt cao và các ứng dụng khác đòi hỏi hiệu suất đo lường cao. Ưu điểm của thang đo mastered bao gồm việc đơn giản hóa chế độ bù nhiệt và tiềm năng giảm thiểu sai số đo lường không lặp lại do, ví dụ, sự thay đổi nhiệt độ không khí trong môi trường máy móc cục bộ.


Thời gian đăng: 25-12-2021