Graniitmasina alus on sageli usaldusväärse mõõtmise vaikne alus. Koordinaatmõõteseadmes, optilises kontrollisüsteemis, nägemis-mõõteplatvormis või laser-põhine metroloogiaseade võib enim tähelepanu pöörata anduritele ja tarkvarale. Kuid nende all olev mehaaniline tugistruktuur mõjutab otseselt geomeetrilist täpsust, korratavust, vibratsiooni käitumist ja pikaajalist stabiilsust.
Täppisgraniiti kasutatakse laialdaselt CMM-is ja optilistes mõõteseadmetes, kuna see võib pakkuda stabiilset, jäika, korrosioonikindla-, mitte-magnetilise ja täppis{2}}töödeldava vundamendi. Kui graniidist alus on õigesti valitud, toodetud, toetatud ja kontrollitud, aitab see seadmete ehitajatel luua töökindlaid võrdluspindu juhikutele, töölaudadele, sondidele, kaameratele, optikale, lineaarmootoritele, kodeerimissüsteemidele ja kinnitustele.
UNPARALLELED® toodab täppisgraniidist komponente,CMM graniidist aluskonstruktsioonid, graniidist metroloogiaalused, graniidist õhk-laagrisõlmed ja kohandatud graniidist masinaaluse lahendused tipptasemel-seadmete tootjatele. See artikkel selgitab, miks graniiti kasutatakse täppismõõtmisseadmetes ja mida insenerid peaksid graniitkonstruktsiooni valimisel arvestama.
Mõõtemasin on ainult nii stabiilne kui selle võrdlusseade
CMM mõõdab detaili geomeetriat, määrates koordinaadid kolme-mõõtmelises ruumis. Optiline mõõteseade tugineb stabiilsetele suhetele kaamera, objektiivi, valgusallika, lava, tooriku ja mõõtmistarkvara vahel. Mõlemal juhul aitab struktuurne alus määratleda füüsilise võrdlusraami.
Kui alus muudab koormuse mõjul kuju, reageerib kiiresti temperatuurimuutustele, edastab põrandalt vibratsiooni või laseb juhtteedel üksteise suhtes liikuda, võib masin kogeda mõõtmistulemusi. Mõju võib üldises töökojarakenduses olla väike, kuid see muutub üha olulisemaks, kui mõõtmistolerantsid muutuvad karmimaks.
CMM saab koordinaadil{0}}põhineva mõõtmise abil mõõta töödeldava detaili pikkust, laiust, sügavust, asukohta, kuju ja muid geomeetrilisi omadusi. Praktilises kasutuses sõltub tulemuse täpsus kogu mõõtesüsteemist: sondi jõudlusest, skaala tagasisidest, tarkvara kompensatsioonist, keskkonnakontrollist, kinnitusde konstruktsioonist, operaatori meetodist ja konstruktsioonimasina referentsi stabiilsusest.
Sel põhjusel tuleks graniidist masina alust käsitleda täpsuskomponendina-, mitte lihtsalt raske toena.
Miks graniit täppismetroloogias hästi toimib?
Graniidil on metroloogias pikk ajalugu, kuna see ühendab endas materjaliomadused, mis on kasulikud stabiilsete mõõtmisviidete jaoks. Seda saab töödelda tasaseks, sirgeks, paralleelseks ja risti asetsevateks võrdluspindadeks ning seejärel kasutada mehaaniliste ja optiliste mõõtesüsteemide alusena.
| Graniit Iseloomulik | Asjakohasus CMM-i ja optiliste seadmete jaoks | Tehnikakasu |
|---|---|---|
| Mõõtmete stabiilsus | Alus peab aja jooksul säilitama kriitilise geomeetria | Aitab säilitada seost telgede, kinnitusdetailide ja andurite vahel |
| Väiksem soojuspaisumine kui terasel | Temperatuuri muutus võib muuta masina geomeetriat | Aitab vähendada struktuurset reaktsiooni mõõdukatele keskkonnamuutustele |
| Madal soojusjuhtivus | Temperatuurihäired ei levi nii kiiresti kui paljudes metallides | Toetab järkjärgulisemat termilist käitumist kontrollitud keskkondades |
| Loomulik vibratsioonisummutus | Keskkonna ja masina{0}}tekitav vibratsioon võib mõõtmist häirida | Aitab vähendada edastatavat liikumist ja mõõtmismüra |
| Kõrge jäikus ja mass | Alus toetab juhtteid, lavasid, töölaudu ja liikuvaid konstruktsioone | Tagab täppiskoostude jaoks stabiilse koormustee |
| Korrosioonikindlus | Kontrollimisseadmed võivad kontrollitud ruumides töötada aastaid | Väldib paljusid metallkonstruktsioonidega seotud{0}}korrosioonikaitseprobleeme |
| Mitte{0}}magnetiline käitumine | Mõned andurid ja mõõtesüsteemid on tundlikud magnetilise mõju suhtes | Võib olla kasulik, kui magnetilisi häireid tuleb minimeerida |
| Täpne töödeldavus | Kriitilised tahud nõuavad kontrollitud geomeetriat | Toetab lapitud ja maandatud nullpunkti pindu, sisestusi, siine ja liideseid |
Saksa täppisinseneride{0}}allikas kirjeldab graniiti kui terasega võrreldes suhteliselt madala soojuspaisuvuse ja madala soojusjuhtivusega, samuti head vibratsiooni summutamist ja jääkpingevabadust. Need omadused on üks põhjusi, miks graniiti kasutatakse koordinaatmõõtmise ja täppisjuhtimise rakendustes.
See ei tähenda, et graniit eemaldab kõik mõõtmisvea allikad. Täielik süsteem nõuab endiselt õiget soojusjuhtimist, kalibreerimist, tugikonstruktsiooni, isoleerimist, telgede joondamist, tagasiside juhtimist ja kontrolli planeerimist. Graniit on väärtuslik, kuna see annab stabiilse platvormi, millel need teised täppissüsteemid töötavad.
Graniidi roll CMM-i struktuurides
CMM-i graniidist alus toetab tavaliselt mõõdetavat osa, kinnitussüsteemi ja masina liikuvat konstruktsiooni. Sõltuvalt CMM-i arhitektuurist võib graniiti kasutada laua, sillatoe, juhttee viite, samba aluse või integreeritud konstruktsioonisõlmena.
Alus peab jääma geomeetriliselt töökindlaks toorikute, kinnitusdetailide ja liikuvate masinaelementide kandmisel. See võib sisaldada täppis-maapindu, keermestatud sisestusi, kinnitusavasid, pukse, õhk-laagrite juhtteid, kaabli-marsruutimise funktsioone ja tugipunktide liideseid monteerimiseks.
UNPARALLELED® pakub graniidist komponente, mis on mõeldud koordinaatmõõtmismasinatele. Olemasolev CMM-i tooteteave tuvastab graniidist aluse kui konstruktsioonikomponendi, mis on mõeldud suure-täpsusega CMM-i mõõtmiseks, kusjuures kirjeldatud materiaalsete eeliste hulgas on ka jäikus, vibratsiooni{2}summutav käitumine ja töödeldavus.
CMM-i tootja jaoks võib graniidist alus täita korraga mitut funktsiooni:
- See määrab tooriku esmase mõõtmistasapinna.
- See toetab kinnitusplaate, klambreid, pesasid või modulaarseid töökinnitussüsteeme.
- See pakub juhikutele ja konstruktsioonielementidele kontrollitavaid paigalduspindu.
- See aitab kanda liikuvalt sillalt või portaalilt staatilisi ja dünaamilisi koormusi.
- See annab stabiilse võrdlusaluse masina kalibreerimisel ja vastuvõtmistestimisel.
- See toetab korduvat kokkupanekut masina transportimisel, hooldamisel või uuendamisel.
Hästi-disainitud CMM-i graniidist alus on seetõttu osa masina geomeetrilisest ahelast. Selle tähtsus suureneb, kui masina mõõtepiirkond laieneb, tolerantsid vähenevad või kui seadmed peavad töötama suure korratavusega pikkade tootmistsüklite jooksul.
Miks vajavad optilised mõõtemasinad stabiilset alust?
Optilised mõõtemasinad võivad komponente kontrollida ilma füüsilise kontaktita. Nad saavad kasutada kaameraid, teletsentrilisi läätsi, struktureeritud valgust, laserandureid, mikroskoope, interferomeetreid või muid optilisi süsteeme servade, profiilide, pinnaomaduste ja osade geomeetria mõõtmiseks.
Kuigi mõõtmine on kontaktivaba{0}}, ei sõltu see mehaanikast. Optiline tee sõltub kontrollitud suhetest läätse, valgusallika, anduri, tooriku ja liikumisfaasi vahel. Väike muutus baasgeomeetrias võib mõjutada fookust, kujutise asendit, lava joondamist või mitme mõõtetelje vahelist suhet.
Graniitmetroloogiabaas võib aidata seadmete ehitajatel luua stabiilseid paigaldusliideseid:
- Kaamera ja objektiivi komplektid
- Valgustus- ja taustvalgustuse moodulid
- Optilised andurid ja laserpead
- Täpsed XY etapid
- Pöördlauad ja tooriku kinnitused
- Lineaarkaalud ja kodeerimissüsteemid
- Liikumisjuhikud ja õhklaagrid
- Sondi või autofookuse moodulid
Optilise kontrollisüsteemi puhul ei pruugi kõige olulisem nõue olla aluse kogumass. Selle asemel võib see olla kaamera all oleva tööpinna stabiilsus, juhtraja-kinnituspinna sirgus, liikumistelgede vaheline paralleelsus või kinnitusdetaili korratavus.
Seetõttu peaksid insenerid kriitilised pinnad varakult tuvastama. Suur graniitkonstruktsioon ei vaja igal pinnal sama tolerantsi. Täppislihvimine ja kontrollimine tuleks keskenduda külgedele, mis mõjutavad otseselt optilist rada, lava liikumist, võrdlusaluseid ja lõplikku mõõtmistulemust.
Näide: graniidist alus optilise kontrollisüsteemi jaoks
Kaaluge seadmete tootjat, kes kavandab täppiselektrooniliste komponentide jaoks automatiseeritud optilise kontrolli masina. Masin sisaldab kaamerasüsteemi, teletsentrilist objektiivi, programmeeritavat valgustust, lineaarset-mootori XY-lava, Z-telje fookusmoodulit, kodeerija tagasisidet ja vaakumkinnitust osade hoidmiseks.
Seadmed peavad skannima suurt paneeli, säilitades samal ajal stabiilse pildikvaliteedi ja ühtlase asukohatäpsuse. Inseneride meeskond määrab kohandatud graniidist masina aluse tööpinnaga 2500 mm x 1500 mm.
Graniitkonstruktsioon võib nõuda:
- Maapinnaga kinnituspinnad kahe lineaarse juhiku jaoks
- Lineaarsete{0}}mootorikomponentide võrdluspinnad
- Keermestatud sisetükid kaamera-, valgustus- ja kaitsekoostude jaoks
- Lame ja stabiilne liides vaakumtöölauale
- Kaabli{0}}halduskanalid ja teenuste-juurdepääsufunktsioonid
- Määratud nullpunktid koodri skaala paigaldamiseks
- Liidesed jalgade tasandamiseks või vibratsiooni{0}}isolatsioonitugede jaoks
- Kontrollitud tasasus, sirgus, paralleelsus ja perpendikulaarsus kriitilistel pindadel
Esmapilgul võib see tunduda lihtsa graniidist platvormina. Tegelikkuses on see täppiskoostekomponent, mis peab kooskõlastama konstruktsiooni-, liikumis-, optika-, elektri-, soojus- ja paigaldusnõudeid.
Klient peab esitama põhijoonise, 3D-mudeli, rööbaste vahekauguse, liikuva massi, kiirendusprofiili, lubatud koormuse, kriitilised tolerantsid, tugikohad, eeldatava töötemperatuuri, puhtusenõuded ja ülevaatuse{1}}aruande ootused. Selle teabe põhjal saab tarnija hinnata, kas geomeetria, sisendite paigutus, materjali valik, tootmisprotsess ja kontrolliplaan on sobivad.
Graniit võrreldes metallmasina konstruktsioonidega
Täppisseadmetes saab kasutada malmi, keevitatud terast, alumiiniumi, mineraalvalu, keraamikat ja graniiti. Universaalset "parimat" materjali pole olemas. Sobiv valik sõltub koormusjuhtumist, töökeskkonnast, sihtmärgi täpsusest, soojustingimustest, tootmismeetodist, liikumisarhitektuurist, kulueesmärgist ja masina elutsüklist.
Graniit on aga sageli atraktiivne valik CMM-i ja optilise metroloogia seadmete jaoks, kuna see pakub kombinatsiooni stabiilsest geomeetriast, loomulikust summutusest, korrosioonikindlusest ja kaetud{0}}pinna võimekusest.
| Disaini kaalumine | Täpne graniit | Tüüpiline metallkonstruktsioon |
|---|---|---|
| Sisemine stress | Looduslikult vananenud kivil ei ole valmistamisel tekkivat valu ega keevitamise jääkpinget | Valatud, keevitatud või töödeldud metallid võivad vajada pinge{0}}vabastusprotsesse |
| Korrosiooni käitumine | Ei vaja tavapärast{0}}roostevastast katet | Teras ja malm vajavad tavaliselt korrosioonikaitset |
| Vibratsiooni käitumine | Pakub kasulikku loomulikku summutust | Olenevalt konstruktsioonist võib vajada täiendavaid summutusmeetmeid |
| Termiline reaktsioon | Üldiselt madalam paisumine ja aeglasem soojusülekanne kui terasel | Reageerib sageli kiiremini temperatuurimuutustele |
| Täpsed liidesed | Võib lihvida ja lappida; sisestusi saab integreerida | Saab täpselt töödelda, kuid võib vajada pinge{0}}leevendust ja korrosioonitõrjet |
| Remont ja modifitseerimine | Nõuab spetsialiseeritud graniidi töötlemist ja sisestustööd | Sõltuvalt konstruktsioonist võivad keevitamise ja töötlemise muudatused olla paremini juurdepääsetavad |
| Sobivad rakendused | CMM, optiline metroloogia, kontroll, pooljuht- ja stabiilsed liikumisplatvormid | Laias laastus sobib tööpinkide, automaatika, konstruktsiooniraamide ja dünaamiliste süsteemide jaoks |
Graniit ei ole igas rakenduses automaatselt parem. Masin, millel on suur löökkoormus, väga dünaamilised lõikejõud, sagedased konstruktsioonimuudatused või keerukas keevitatud geomeetria, võib vajada teist lahendust. Tugevaim inseneriotsus tuleb kogu masinasüsteemi hindamisel, mitte materjali valimisel ühest objektist.
Tootmine, kontroll ja integreerimine
Graniitkonstruktsioon on sama usaldusväärne kui selle valmistamise ja kontrollimise protsess. Tarnija peaks suutma arutada materjali valikut, komponentide käsitsemist, töötlemisjärjestust, täppislihvimist, lappimist, sisestuste paigaldamist, kontrollimeetodit, kalibreerimise jälgitavust, montaaživõimet, pakkimist ja tarnimist.
UNPARALLELED® peakorter asub Hiinas Jinanis, kust pääseb mugavalt Qingdao sadamasse. Ettevõttel on kaks tehast, mille pindala on ligikaudu 200 000 m², ja spetsiaalne toor-kivi laopind on ligikaudu 20 000 m².
Suurte täppiskomponentide puhul kinnitab UNPARALLELED®, et see suudab toetada üksikuid detaile kuni ligikaudu 100 tonni, pikkusega 20 m, laiusega 4000 mm ja paksusega 1000 mm vastavalt projekteerimis- ja tootmisnõuetele. Selle kliima{7}}kontrollitud ja niiskuse{8}}kontrollitud tootmis- ja kontrollialad hõlmavad spetsiaalset puhast montaažikeskkonda täppisgraniidist koostude jaoks.
Kontrollivõimalused hõlmavad Mahri, Mitutoyo, WYLERI, Renishaw ja teiste tunnustatud tarnijate seadmeid, mida toetab kalibreerimise jälgitavus. Need ressursid on olulised, kui graniidist komponendi tarnimisel tuleb järgida dokumenteeritud tasasuse, sirguse, perpendikulaarsuse, paralleelsuse, sisestuskoha asukoha või paigalduspinna nõudeid.
Valikuprotsess peaks sisaldama ka praktilisi küsimusi:
- Millised pinnad on funktsiooni{0}}kriitilised?
- Millised tugipunktide viited juhivad valmis koostu?
- Kuidas toetatakse graniitkonstruktsiooni töötlemise, tarnimise ja paigaldamise ajal?
- Millist ülevaatusaruannet on vastuvõtmiseks vaja?
- Kas tarnija paneb kokku juhikud, mootorid, õhklaagrid, optika või kinnitused?
- Kuidas kaitstakse valmis konstruktsiooni transpordi ajal löökide ja saastumise eest?
Taotlege kohandatud graniidimetroloogialahendust
CMM-i või optilise mõõteseadme puhul ei ole graniidist alus taustriistvara. See on mehaaniline referents, mis aitab masinal säilitada joonduse, korratavuse ja mõõtmistulemuste usaldusväärsuse.
UNPARALLELED® tarnib kohandatud täppisgraniidikomponente, CMM-i graniidist aluskonstruktsioone, graniidist metroloogilisi aluseid, graniidist pinnaplaate, graniidist õhk{0}}laagrite komplekte ja suuri graniidist masinaaluseid pooljuhtide, metroloogia-, laser-, optilise-inspektsiooni ja tipptasemel{{2} automaatikaseadmete jaoks.
Meie kvaliteedipoliitika on sirgjooneline: "Täppisäri ei saa kunagi olla liiga nõudlik." Meie pühendumus klientidele on sama otsene: "Ei petta. Ei mingit varjamist. Ei mingit eksitamist."
Tehnilise hinnangu või kohandatud hinnapakkumise taotlemiseks saatke oma joonised, tolerantsid, mõõtmed, laadimistingimused, juhiku- või liikumisnõuded, keskkonnatingimused, kontrollinõuded ja rakenduse üksikasjad. Meie insenerimeeskond võib teie projekti üle vaadata ja soovitada täpset graniidist konstruktsiooni, mis on loodud teie masina tegelike vajaduste järgi.