تطبيق قياس الجرانيت بدقة

تقنية قياس الجرانيت - دقة تصل إلى الميكرون

يلبي الجرانيت متطلبات تقنيات القياس الحديثة في الهندسة الميكانيكية. وقد أظهرت الخبرة في تصنيع منصات القياس والاختبار وآلات قياس الإحداثيات أن للجرانيت مزايا واضحة مقارنةً بالمواد التقليدية. والسبب في ذلك هو كما يلي.

لا يزال تطور تكنولوجيا القياس في السنوات والعقود الأخيرة مثيرًا للاهتمام حتى اليوم. في البداية، كانت طرق القياس البسيطة، مثل لوحات القياس وطاولات القياس وطاولات الاختبار، كافية، ولكن مع مرور الوقت، ازدادت متطلبات جودة المنتج وموثوقية العملية. تتحدد دقة القياس بالهندسة الأساسية للصفيحة المستخدمة وعدم اليقين في قياس المجس. ومع ذلك، أصبحت مهام القياس أكثر تعقيدًا وديناميكية، ويجب أن تكون النتائج أكثر دقة. هذا يبشر ببزوغ فجر علم القياس المكاني.

الدقة تعني تقليل التحيز
تتكون آلة قياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد من نظام تحديد المواقع، ونظام قياس عالي الدقة، ومستشعرات تبديل أو قياس، ونظام تقييم، وبرنامج قياس. ولتحقيق دقة قياس عالية، يجب تقليل انحراف القياس إلى أدنى حد.

خطأ القياس هو الفرق بين القيمة المعروضة على جهاز القياس والقيمة المرجعية الفعلية للكمية الهندسية (معيار المعايرة). يبلغ خطأ قياس الطول E0 في آلات قياس الإحداثيات الحديثة (CMMs) 0.3 + L/1000 ميكرومتر (حيث L هو الطول المقاس). يؤثر تصميم جهاز القياس، والمسبار، واستراتيجية القياس، وقطعة العمل، والمستخدم تأثيرًا كبيرًا على انحراف قياس الطول. ويُعد التصميم الميكانيكي العامل المؤثر الأفضل والأكثر استدامة.

يُعدّ استخدام الجرانيت في علم القياس أحد العوامل المهمة التي تؤثر على تصميم آلات القياس. ويُعتبر الجرانيت مادةً ممتازةً تلبي المتطلبات الحديثة، إذ يُلبي أربعة متطلبات تُسهم في زيادة دقة النتائج:

1. استقرار ذاتي عالٍ
الجرانيت هو صخر بركاني يتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: الكوارتز والفلسبار والميكا، ويتشكل من خلال تبلور الصخور المنصهرة في القشرة الأرضية.
بعد آلاف السنين من "التقادم"، يتميز الجرانيت بنسيج متجانس وخالٍ من الإجهاد الداخلي. على سبيل المثال، يبلغ عمر الإمبالا حوالي 1.4 مليون سنة.
يتميز الجرانيت بصلابة عالية: 6 على مقياس موس و 10 على مقياس الصلابة.
2. مقاومة درجات الحرارة العالية
بالمقارنة بالمواد المعدنية، فإن الجرانيت لديه معامل تمدد أقل (حوالي 5 ميكرومتر/متر*كلفن) ومعدل تمدد مطلق أقل (على سبيل المثال الفولاذ α = 12 ميكرومتر/متر*كلفن).
تضمن الموصلية الحرارية المنخفضة للجرانيت (3 واط/م*ك) استجابة بطيئة لتقلبات درجة الحرارة مقارنة بالفولاذ (42-50 واط/م*ك).
3. تأثير ممتاز في تقليل الاهتزاز
بفضل بنيته المنتظمة، لا يحتوي الجرانيت على إجهاد متبقٍ. وهذا يقلل من الاهتزاز.
4. سكة توجيه ثلاثية الإحداثيات عالية الدقة
يستخدم الجرانيت، المصنوع من الحجر الصلب الطبيعي، كلوحة قياس ويمكن تشكيله بشكل جيد للغاية باستخدام أدوات الماس، مما ينتج عنه أجزاء آلات ذات دقة أساسية عالية.
من خلال الطحن اليدوي، يمكن تحسين دقة قضبان التوجيه إلى مستوى الميكرون.
أثناء عملية الطحن، يمكن مراعاة تشوهات الأجزاء التي تعتمد على الحمل.
ينتج عن ذلك سطح مضغوط للغاية، مما يسمح باستخدام أدلة المحامل الهوائية. تتميز أدلة المحامل الهوائية بدقة عالية نظرًا لجودة السطح العالية وحركة العمود بدون تلامس.

ختاماً:
تُعدّ الثبات المتأصل، ومقاومة درجات الحرارة، وتخميد الاهتزازات، ودقة قضيب التوجيه، من أهمّ الخصائص التي تجعل الجرانيت مادة مثالية لآلات القياس ثلاثية الأبعاد (CMM). ويُستخدم الجرانيت بشكل متزايد في تصنيع منصات القياس والاختبار، بالإضافة إلى استخدامه في آلات القياس ثلاثية الأبعاد للوحات القياس، وطاولات القياس، ومعدات القياس. كما يُستخدم الجرانيت في صناعات أخرى، مثل أدوات الآلات، وآلات وأنظمة الليزر، وآلات التصنيع الدقيق، وآلات الطباعة، والآلات البصرية، وأتمتة التجميع، ومعالجة أشباه الموصلات، وغيرها، وذلك نظرًا لمتطلبات الدقة المتزايدة للآلات ومكوناتها.