การเรียนรู้เพื่อความแม่นยำของ CMM

ส่วนใหญ่เครื่องซีเอ็ม (ประสานงานเครื่องวัด) จัดทำโดยส่วนประกอบหินแกรนิต.

เครื่องวัดพิกัด (CMM) เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดที่มีความยืดหยุ่น และได้พัฒนาบทบาทหลายประการกับสภาพแวดล้อมการผลิต รวมถึงการใช้ในห้องปฏิบัติการคุณภาพแบบดั้งเดิม และบทบาทล่าสุดในการสนับสนุนการผลิตโดยตรงในโรงงานผลิตในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงยิ่งขึ้นพฤติกรรมทางความร้อนของเครื่องชั่งตัวเข้ารหัส CMM กลายเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญระหว่างบทบาทและการใช้งาน

ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้โดย Renishaw จะมีการพูดคุยถึงหัวข้อของเทคนิคการติดตั้งสเกลตัวเข้ารหัสแบบลอยตัวและแบบเชี่ยวชาญ

เครื่องชั่งเข้ารหัสมีประสิทธิภาพทั้งขึ้นอยู่กับความร้อนจากซับสเตรตในการติดตั้ง (ลอย) หรือขึ้นอยู่กับความร้อนขึ้นอยู่กับซับสเตรต (มาสเตอร์)เครื่องชั่งแบบลอยตัวจะขยายและหดตัวตามคุณลักษณะทางความร้อนของวัสดุของเครื่องชั่ง ในขณะที่เครื่องชั่งแบบเชี่ยวชาญจะขยายและหดตัวในอัตราเดียวกันกับวัสดุตั้งต้นที่อยู่ด้านล่างเทคนิคการติดตั้งสเกลการวัดให้ประโยชน์มากมายสำหรับการใช้งานการวัดต่างๆ บทความจาก Renishaw นำเสนอกรณีที่เครื่องชั่งที่ชำนาญอาจเป็นทางเลือกสำหรับเครื่องจักรในห้องปฏิบัติการ

CMM ใช้เพื่อเก็บข้อมูลการวัดสามมิติบนส่วนประกอบที่มีความแม่นยำสูง เช่น เสื้อสูบและใบพัดเครื่องยนต์ไอพ่น โดยเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการควบคุมคุณภาพเครื่องวัดพิกัดพื้นฐานมีสี่ประเภท: สะพาน คานยื่น โครงสำหรับตั้งสิ่งของ และแขนแนวนอนCMM แบบบริดจ์เป็นเรื่องธรรมดาที่สุดในการออกแบบสะพาน CMM ปากกาขนนกแกน Z จะติดตั้งอยู่บนแท่นเลื่อนที่เคลื่อนที่ไปตามสะพานสะพานถูกขับเคลื่อนไปตามทางนำสองทางในทิศทางแกน Yมอเตอร์จะขับเคลื่อนไหล่ข้างหนึ่งของสะพาน ในขณะที่ไหล่ด้านตรงข้ามมักจะไม่ได้ขับเคลื่อน โดยทั่วไปโครงสร้างของสะพานจะถูกนำทาง/รองรับบนแบริ่งแอโรสแตติกแคร่ (แกน X) และปากกาขนนก (แกน Z) อาจขับเคลื่อนด้วยสายพาน สกรู หรือมอเตอร์เชิงเส้นตรงCMM ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถทำซ้ำได้ เนื่องจากเป็นการยากที่จะชดเชยในคอนโทรลเลอร์

CMM ประสิทธิภาพสูงประกอบด้วยฐานหินแกรนิตที่มีมวลความร้อนสูงและโครงสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของ/สะพานที่แข็ง พร้อมด้วยปากกาความเฉื่อยต่ำซึ่งติดตั้งเซ็นเซอร์ไว้เพื่อวัดคุณลักษณะของชิ้นงานข้อมูลที่สร้างขึ้นใช้เพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่กำหนดไว้ล่วงหน้าตัวเข้ารหัสเชิงเส้นความแม่นยำสูงได้รับการติดตั้งบนแกน X, Y และ Z ที่แยกจากกัน ซึ่งอาจมีความยาวหลายเมตรบนเครื่องจักรขนาดใหญ่

CMM แบบสะพานหินแกรนิตทั่วไปที่ทำงานในห้องปรับอากาศ โดยมีอุณหภูมิเฉลี่ย 20 ±2 °C ซึ่งอุณหภูมิห้องจะหมุนเวียนสามครั้งต่อชั่วโมง อนุญาตให้หินแกรนิตมวลความร้อนสูงสามารถรักษาอุณหภูมิเฉลี่ยคงที่ที่ 20 องศาเซลเซียสตัวเข้ารหัสสเตนเลสสตีลเชิงเส้นแบบลอยที่ติดตั้งบนแกน CMM แต่ละตัวจะเป็นอิสระจากพื้นผิวหินแกรนิตเป็นส่วนใหญ่ และตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีค่าการนำความร้อนสูงและมวลความร้อนต่ำ ซึ่งต่ำกว่ามวลความร้อนของโต๊ะหินแกรนิตอย่างมีนัยสำคัญ .สิ่งนี้จะนำไปสู่การขยายหรือการหดตัวสูงสุดของสเกลเหนือแกน 3 ม. โดยทั่วไปที่ประมาณ 60 µmการขยายตัวนี้อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดที่สำคัญซึ่งยากต่อการชดเชยเนื่องจากลักษณะที่แปรผันตามเวลา

มาตราส่วนมาสเตอร์ของซับสเตรตเป็นตัวเลือกที่ต้องการในกรณีนี้ มาตราส่วนมาสเตอร์จะขยายตามค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ของซับสเตรตหินแกรนิตเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ จะแสดงการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในการตอบสนองต่อความผันผวนเล็กน้อยของอุณหภูมิอากาศการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในระยะยาวยังต้องได้รับการพิจารณา และสิ่งเหล่านี้จะส่งผลต่ออุณหภูมิเฉลี่ยของซับสเตรตที่มีมวลความร้อนสูงการชดเชยอุณหภูมิตรงไปตรงมา เนื่องจากตัวควบคุมจำเป็นต้องชดเชยพฤติกรรมทางความร้อนของเครื่องเท่านั้น โดยไม่ต้องคำนึงถึงพฤติกรรมทางความร้อนของสเกลตัวเข้ารหัสด้วย

โดยสรุป ระบบเข้ารหัสที่มีสเกลควบคุมซับสเตรตเป็นโซลูชันที่ยอดเยี่ยมสำหรับ CMM ที่มีความแม่นยำซึ่งมี CTE ต่ำ/ซับสเตรตที่มีมวลความร้อนสูง และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการประสิทธิภาพด้านมาตรวิทยาในระดับสูงข้อดีของเครื่องชั่งที่เชี่ยวชาญ ได้แก่ การลดความซับซ้อนของระบบการชดเชยความร้อน และศักยภาพในการลดข้อผิดพลาดในการวัดที่ไม่สามารถทำซ้ำได้ เนื่องจาก ตัวอย่างเช่น ความแปรผันของอุณหภูมิอากาศในสภาพแวดล้อมของเครื่องจักรในพื้นที่