تطبيق قياس الجرانيت الدقيق

تقنية قياس الجرانيت - دقيقة حتى الميكرون

يُلبي الجرانيت متطلبات تقنيات القياس الحديثة في الهندسة الميكانيكية. وقد أثبتت الخبرة في تصنيع منصات القياس والاختبار وآلات قياس الإحداثيات أن الجرانيت يتميز بمزايا فريدة مقارنةً بالمواد التقليدية. والسبب هو:

لا يزال تطور تكنولوجيا القياس في السنوات والعقود الأخيرة مثيرًا للاهتمام حتى يومنا هذا. في البداية، كانت أساليب القياس البسيطة، مثل ألواح القياس ومناضد القياس ومناضد الاختبار، كافية، ولكن مع مرور الوقت، ازدادت متطلبات جودة المنتج وموثوقية العملية. تُحدد دقة القياس من خلال الهندسة الأساسية للورقة المستخدمة وعدم يقين القياس للمسبار المعني. ومع ذلك، أصبحت مهام القياس أكثر تعقيدًا وديناميكية، ويجب أن تصبح النتائج أكثر دقة. وهذا يُبشر ببزوغ فجر علم القياس الإحداثي المكاني.

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

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

يُعد استخدام الجرانيت في علم القياس أحد العوامل المهمة المؤثرة في تصميم آلات القياس. يُعد الجرانيت مادة ممتازة لتلبية المتطلبات الحديثة، إذ يلبي أربعة متطلبات تُحسّن دقة النتائج:

1. استقرار عالي متأصل
الجرانيت هو صخرة بركانية تتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: الكوارتز والفلسبار والميكا، وتتكون من تبلور الصخور المنصهرة في القشرة الأرضية.
بعد آلاف السنين من "الشيخوخة"، يتمتع الجرانيت بملمس موحد وخالٍ من أي إجهاد داخلي. على سبيل المثال، يبلغ عمر الإمبالا حوالي 1.4 مليون سنة.
يتمتع الجرانيت بصلابة كبيرة: 6 على مقياس موس و 10 على مقياس الصلابة.
2. مقاومة درجات الحرارة العالية
بالمقارنة مع المواد المعدنية، يتمتع الجرانيت بمعامل تمدد أقل (حوالي 5 ميكرومتر/م*ك) ومعدل تمدد مطلق أقل (على سبيل المثال الفولاذ α = 12 ميكرومتر/م*ك).
تضمن الموصلية الحرارية المنخفضة للجرانيت (3 واط / م * ك) استجابة بطيئة لتقلبات درجات الحرارة مقارنة بالصلب (42-50 واط / م * ك).
3. تأثير جيد جدًا لتقليل الاهتزاز
بفضل بنيته المتجانسة، لا يُخلف الجرانيت أي إجهاد متبقي، مما يُقلل الاهتزازات.
4. سكة توجيه ثلاثية الإحداثيات بدقة عالية
الجرانيت، المصنوع من الحجر الصلب الطبيعي، يستخدم كلوحة قياس ويمكن تصنيعه بشكل جيد للغاية باستخدام أدوات الماس، مما ينتج عنه أجزاء آلية ذات دقة أساسية عالية.
من خلال الطحن اليدوي، يمكن تحسين دقة قضبان التوجيه إلى مستوى الميكرون.
أثناء عملية الطحن، من الممكن أخذ تشوهات الأجزاء المعتمدة على الحمل بعين الاعتبار.
ينتج عن ذلك سطح مضغوط للغاية، مما يسمح باستخدام أدلة محمل هوائي. تتميز أدلة المحامل الهوائية بدقة عالية بفضل جودة سطحها العالية وحركة العمود غير التلامسية.

ختاماً:
إن ثبات سكة التوجيه، ومقاومتها للحرارة، وتخميد الاهتزازات، ودقتها هي الخصائص الرئيسية الأربع التي تجعل الجرانيت مادة مثالية لآلات قياس الإحداثيات (CMM). يُستخدم الجرانيت بشكل متزايد في تصنيع مناضد القياس والاختبار، بالإضافة إلى ألواح وطاولات القياس ومعدات القياس في آلات قياس الإحداثيات (CMM). 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، نظرًا لتزايد متطلبات الدقة للآلات ومكوناتها.