A maioría deMáquinas CMM (máquinas de medición por coordenadas) están feitas porcompoñentes de granito.
Unha máquina de medición por coordenadas (CMM) é un dispositivo de medición flexible e desenvolveu unha serie de funcións no entorno de fabricación, incluíndo o seu uso no laboratorio de calidade tradicional e a función máis recente de apoio directo á produción na planta de fabricación en entornos máis agresivos. O comportamento térmico das básculas do codificador CMM convértese nunha consideración importante entre as súas funcións e a súa aplicación.
Nun artigo publicado recentemente por Renishaw, trátase o tema das técnicas de montaxe de básculas de encoder flotantes e masterizadas.
As escalas dos codificadores son, en efecto, termicamente independentes do seu substrato de montaxe (flotantes) ou termicamente dependentes do substrato (masterizadas). Unha escala flotante expándese e contráese segundo as características térmicas do material da escala, mentres que unha escala masterizada expándese e contráese á mesma velocidade que o substrato subxacente. As técnicas de montaxe da escala de medición ofrecen unha variedade de vantaxes para as diversas aplicacións de medición: o artigo de Renishaw presenta o caso no que unha escala masterizada podería ser a solución preferida para máquinas de laboratorio.
As CMM utilízanse para capturar datos de medición tridimensionais en compoñentes mecanizados de alta precisión, como bloques de motor e palas de motores a reacción, como parte dun proceso de control de calidade. Existen catro tipos básicos de máquinas de medición por coordenadas: ponte, en voladizo, pórtico e brazo horizontal. As CMM de tipo ponte son as máis comúns. Nun deseño de ponte CMM, unha canle do eixe Z está montada nun carro que se move ao longo da ponte. A ponte é accionada ao longo de dúas guías na dirección do eixe Y. Un motor acciona un ombro da ponte, mentres que o ombro oposto tradicionalmente non está accionado: a estrutura da ponte normalmente está guiada/soportada sobre rolamentos aerostáticos. O carro (eixe X) e a canle (eixe Z) poden ser accionados por unha correa, un parafuso ou un motor lineal. As CMM están deseñadas para minimizar os erros non repetibles, xa que son difíciles de compensar no controlador.
As CMM de alto rendemento constan dunha base de granito de alta masa térmica e unha estrutura ríxida de pórtico/ponte, cunha cana de baixa inercia á que se lle une un sensor para medir as características da peza. Os datos xerados utilízanse para garantir que as pezas cumpran as tolerancias predeterminadas. Os codificadores lineais de alta precisión instálanse nos eixes X, Y e Z separados, que poden ter moitos metros de longo en máquinas máis grandes.
Unha CMM típica de tipo ponte de granito operada nunha sala con aire acondicionado, cunha temperatura media de 20 ± 2 °C, onde a temperatura ambiente oscila tres veces por hora, permite que o granito de alta masa térmica manteña unha temperatura media constante de 20 °C. Un codificador lineal flotante de aceiro inoxidable instalado en cada eixe da CMM sería en gran medida independente do substrato de granito e respondería rapidamente aos cambios na temperatura do aire debido á súa alta condutividade térmica e baixa masa térmica, que é significativamente menor que a masa térmica da mesa de granito. Isto levaría a unha expansión ou contracción máxima da escala nun eixe típico de 3 m de aproximadamente 60 µm. Esta expansión pode producir un erro de medición substancial que é difícil de compensar debido á súa natureza variable no tempo.
Neste caso, a opción preferida é unha escala masterizada do substrato: unha escala masterizada só se expandiría co coeficiente de expansión térmica (CTE) do substrato de granito e, polo tanto, mostraría poucos cambios en resposta a pequenas oscilacións na temperatura do aire. Os cambios de temperatura a longo prazo aínda deben considerarse, e estes afectarán á temperatura media dun substrato de masa térmica elevada. A compensación de temperatura é sinxela, xa que o controlador só necesita compensar o comportamento térmico da máquina sen ter en conta tamén o comportamento térmico da escala do codificador.
En resumo, os sistemas de codificación con escalas masterizadas de substrato son unha excelente solución para CMM de precisión con substratos de baixo CTE/alta masa térmica e outras aplicacións que requiren altos niveis de rendemento metrolóxico. As vantaxes das escalas masterizadas inclúen a simplificación dos réximes de compensación térmica e o potencial para a redución de erros de medición non repetibles debidos, por exemplo, ás variacións da temperatura do aire no ambiente local da máquina.
Data de publicación: 25 de decembro de 2021