إتقان دقة CMM

معظمآلات سم (آلات قياس التنسيق) مصنوعة من قبلمكونات الجرانيت.

تعد آلات القياس الإحداثية (CMM) جهاز قياس مرن وقد طورت عددًا من الأدوار مع بيئة التصنيع، بما في ذلك الاستخدام في مختبر الجودة التقليدي، والدور الأحدث المتمثل في دعم الإنتاج بشكل مباشر على أرضية التصنيع في البيئات الأكثر قسوة.يصبح السلوك الحراري لمقاييس التشفير CMM أحد الاعتبارات المهمة بين أدواره وتطبيقه.

في مقال نشر مؤخرًا بقلم رينيشو، تمت مناقشة موضوع تقنيات تركيب مقياس التشفير العائم والمتقن.

تكون موازين التشفير إما مستقلة حراريًا عن الركيزة المتصاعدة (العائمة) أو تعتمد حراريًا على الركيزة (متقنة).يتوسع المقياس العائم وينكمش وفقًا للخصائص الحرارية لمادة المقياس، بينما يتوسع المقياس المتقن وينكمش بنفس معدل الركيزة الأساسية.توفر تقنيات تركيب ميزان القياس مجموعة متنوعة من الفوائد لتطبيقات القياس المختلفة: تعرض المقالة من Renishaw الحالة التي قد يكون فيها المقياس المتقن هو الحل المفضل للآلات المعملية.

تُستخدم أجهزة CMM لالتقاط بيانات قياس ثلاثية الأبعاد على مكونات آلية عالية الدقة، مثل كتل المحرك وشفرات المحرك النفاث، كجزء من عملية مراقبة الجودة.هناك أربعة أنواع أساسية من آلات قياس الإحداثيات: الجسر، والناتئ، والجسر، والذراع الأفقي.تعد أجهزة CMM من نوع الجسر هي الأكثر شيوعًا.في تصميم جسر CMM، يتم تثبيت ريشة المحور Z على عربة تتحرك على طول الجسر.يتم دفع الجسر على طول طريقين إرشاديين في اتجاه المحور Y.يقوم المحرك بتحريك كتف واحد من الجسر، في حين أن الكتف المقابل يكون غير متحرك بشكل تقليدي: يتم توجيه / دعم هيكل الجسر عادةً على محامل هوائية.يمكن قيادة النقل (المحور السيني) والريشة (المحور Z) بواسطة حزام أو برغي أو محرك خطي.تم تصميم CMMs لتقليل الأخطاء غير المتكررة حيث يصعب تعويضها في وحدة التحكم.

تشتمل أجهزة CMM عالية الأداء على طبقة من الجرانيت ذات كتلة حرارية عالية وهيكل جسري/جسر صلب، مع ريشة منخفضة القصور الذاتي متصلة بمستشعر لقياس ميزات قطعة العمل.البيانات التي تم إنشاؤها تستخدم للتأكد من أن الأجزاء تلبي التفاوتات المحددة مسبقًا.يتم تركيب أجهزة تشفير خطية عالية الدقة على محاور X وY وZ المنفصلة والتي يمكن أن يصل طولها إلى عدة أمتار في الأجهزة الأكبر حجمًا.

يتم تشغيل CMM نموذجي من نوع جسر الجرانيت في غرفة مكيفة، بمتوسط ​​درجة حرارة 20 ±2 درجة مئوية، حيث تدور درجة حرارة الغرفة ثلاث مرات كل ساعة، مما يسمح للجرانيت ذو الكتلة الحرارية العالية بالحفاظ على متوسط ​​درجة حرارة ثابتة 20 درجة مئوية.سيكون جهاز التشفير الخطي العائم المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ والمثبت على كل محور CMM مستقلاً إلى حد كبير عن الركيزة الجرانيتية ويستجيب بسرعة للتغيرات في درجة حرارة الهواء بسبب الموصلية الحرارية العالية والكتلة الحرارية المنخفضة، وهي أقل بكثير من الكتلة الحرارية لطاولة الجرانيت .وهذا من شأنه أن يؤدي إلى أقصى قدر من التوسع أو الانكماش في المقياس على محور 3 أمتار نموذجي يبلغ حوالي 60 ميكرومتر.يمكن أن يؤدي هذا التوسع إلى خطأ كبير في القياس يصعب تعويضه بسبب طبيعته المتغيرة بمرور الوقت.

يعد المقياس المتقن للركيزة هو الخيار المفضل في هذه الحالة: المقياس المتقن سوف يتوسع فقط مع معامل التمدد الحراري (CTE) لركيزة الجرانيت، وبالتالي، سيظهر تغيرًا طفيفًا استجابة للتذبذبات الصغيرة في درجة حرارة الهواء.لا يزال يتعين أخذ التغيرات طويلة المدى في درجة الحرارة بعين الاعتبار، وسوف تؤثر هذه التغيرات على متوسط ​​درجة حرارة الركيزة ذات الكتلة الحرارية العالية.يعد تعويض درجة الحرارة أمرًا مباشرًا حيث أن وحدة التحكم تحتاج فقط إلى تعويض السلوك الحراري للجهاز دون مراعاة السلوك الحراري لمقياس التشفير.

باختصار، تعد أنظمة التشفير ذات المقاييس المتقنة للركيزة حلاً ممتازًا لأجهزة CMM الدقيقة ذات ركائز منخفضة CTE / ذات كتلة حرارية عالية والتطبيقات الأخرى التي تتطلب مستويات عالية من أداء القياس.تشمل مزايا المقاييس المتقنة تبسيط أنظمة التعويض الحراري وإمكانية تقليل أخطاء القياس غير المتكررة بسبب، على سبيل المثال، تغيرات درجة حرارة الهواء في بيئة الماكينة المحلية.