O mașină de precizie este la fel de precisă ca structura de sub ea. În echipamentele semiconductoare, mașinile de măsurare în coordonate și sistemele laser, acea structură este din ce în ce mai mult o bază de granit, un set de componente de granit sau un ansamblu complet de granit care a fost șlefuit, șlefuit și inspectat cu mult înainte de a fi fixat pe un cadru. Acolo unde o axă trebuie să se miște aproape fără frecare sau uzură, ea rulează pe un rulment de aer de granit. Acest articol explică ce face fiecare element, unde sunt utilizate aceste structuri în echipamentele semiconductoare și CMM și ce trebuie verificat atunci când le specificați.
Ce face o bază de granit într-o mașină de precizie
O bază de granit este referința de încărcare-a unei mașini. Poartă ghidajele, portalul, masa piesei de prelucrat și, în unele modele, cadrul de metrologie și definește geometria cu care se măsoară fiecare axă. Deoarece este originea, planeitatea, rectitudinea și stabilitatea sa stabilesc limita practică pentru întregul sistem. Granitul negru este alegerea obișnuită: este dens, nu ruginește, este ne-magnetic, are dilatare termică scăzută și amortizare internă ridicată, deci absoarbe și vibrațiile care altfel ar ajunge la punctul de măsurare. O bază finită este șlefuită și lepată conform specificațiilor de planeitate, iar planurile sale de montare sunt apoi prelucrate cu precizie-sau răzuite manual-, astfel încât șinele, motoarele și cântarul să se afle în relația corectă.
Componente și ansambluri din granit
Majoritatea mașinilor nu sunt un singur bloc. Acestea sunt construite din componente din granit, cum ar fi grinzi de ghidare, stâlpi, traverse de portal, coloane, mese, glisiere pe axa Z-și cadre pentru instrumente. Un ansamblu de granit combină mai multe dintre aceste piese, fie pe linia proprie a constructorului de mașini, fie ca subansamblu pre-aliniat-livrat gata de integrare. Ansamblurile pot include inserții filetate, caneluri de vid, canale de aer, pasaje de răcire și plăcuțe de montare, toate poziționate înainte de trecerea finală de șlefuire, astfel încât geometria finită să rămână consistentă. Menținerea acelor interfețe în mâinile unui singur furnizor reduce eroarea acumulată care apare atunci când piesele sunt prelucrate separat și apoi potrivite.
Sisteme de rulment de aer granit: mișcare fără contact
Un rulment de aer din granit înlocuiește contactul de rulare sau alunecare cu o peliculă subțire de aer comprimat între căruciorul în mișcare și suprafața de ghidare din granit. Deoarece nu există un contact metal-cu-metal, axa nu se uzează, nu dezvoltă alunecare-la viteză mică și poate menține mișcarea sub{-micronică fără lubrifiere. Suprafața granitului în sine acționează ca cursă de rulment, astfel încât planeitatea și finisajul suprafeței afectează direct rigiditatea filmului, capacitatea de încărcare și rectitudinea deplasării. Rulmenții de aer sunt utilizați pe etape de precizie, platforme de inspecție pentru plăci și panouri și glisiere de metrologie, unde viteza constantă și vibrațiile minime contează mai mult decât capacitatea mare de încărcare.
Acolo unde se folosesc baze, componente și rulmenți din granit
Aceste structuri apar oriunde stabilitatea mecanică stabilește limita de măsurare sau proces. Tabelul de mai jos mapează tipurile de echipamente comune la elementul de granit specificat de obicei.
| Echipamente | Structură tipică de granit |
|---|---|
| Echipamente semiconductoare (litografie, inspecție plachete, lipire) | Baza de granit și ansamblu de granit cu inserții încorporate și ghidaje-aerului |
| Mașini de măsurat în coordonate (CMM) | Baza de granit cu pod și coloane din granit, adesea pe un ghidaj-aer |
| Prelucrare cu laser și măsurare cu laser | Baza de granit cu masă de amortizare mare-și suprafețe de ghidare de precizie |
| Inspecție optică automată (AOI) | Baza de granit sau treapta de granit pentru imagini stabile la mărire mare |
| Sisteme industriale CT și cu raze X- | Baza de granit și ansamblu de granit care transportă sursa, detector și treaptă rotativă |
| Platforme cu motoare liniare | Baza de granit și treapta de mișcare liniară din granit asigură suprafața de reacție și ghidare |
Acestea nu sunt categorii de marketing. Ele sunt locurile în care o eroare structurală devine o eroare de măsurare. Un instrument semiconductor care modelează caracteristici în zeci de nanometri, un CMM care raportează la câțiva micrometri peste un metru și un sistem CT industrial care trebuie să mențină sursa și detectorul aliniate printr-o scanare lungă, toate depind de aceeași proprietate: structura nu se mișcă atunci când nu i se cere.
Material, amortizare și comportament termic
Granitul își câștigă locul din cauza proprietăților materiale măsurabile, mai degrabă decât a aspectului. Un granit negru dens, cu granulație-fină, are o rigiditate ridicată și o amortizare bună, astfel încât rezistă la deformare sub sarcină și zgomot după o perturbare. Coeficientul său de dilatare termică este scăzut, astfel încât o schimbare a temperaturii camerei mișcă geometria mai puțin decât ar deplasa o structură de oțel sau aluminiu de aceeași dimensiune. De asemenea, este ne-magnetic și non-coroziv, ceea ce contează în apropierea motoarelor, senzorilor și lichidului de răcire. Fonta și betonul polimeric rămân opțiuni valabile pentru unele mașini, dar granitul este adesea preferat atunci când stabilitatea termică și amortizarea vibrațiilor sunt cerințele dominante.
Planeitate, standarde și teste de acceptare
Numerele care contează sunt specificate, măsurate și urmăribile. Planeitatea și rectitudinea unei suprafețe de granit sunt de obicei exprimate ca o toleranță pe o lungime definită, definită la o temperatură de referință de 20 de grade, cu valorile exacte luate din standardul aplicabil pentru placa de suprafață, muchie dreaptă sau pătrat. Pentru mașină în ansamblu, acuratețea geometrică este verificată în raport cu standardele de acceptare a mașinii-unelte sau CMM, iar o treaptă de rulment aer-se caracterizează prin rigiditatea filmului, capacitatea de încărcare și rectitudinea cursei. Un furnizor ar trebui să fie în măsură să precizeze ce standard a fost aplicat, ce instrument a efectuat măsurarea și modul în care instrumentul este trasabil. Un certificat care enumeră o notă fără o metodă de măsurare nu este un substitut pentru un raport calibrat.
Specificarea unei baze de granit sau a unui sistem de rulment de aer
Când definiți o bază de granit, o componentă de granit sau un ansamblu complet de granit, o listă scurtă de întrebări elimină cea mai mare parte a riscului. De ce toleranță la planeitate și dreptate are nevoie de fapt aplicația și ce standard o definește? Ce inserții, filete de montaj și canale de aer trebuie încorporate și la ce toleranță de poziție? Cum va fi ridicată, transportată și instalată piesa finită fără a o denatura? Pentru o axă de rulment de aer-, ce rigiditate a filmului și capacitatea de încărcare sunt necesare și ce finisare a suprafeței va păstra suprafața de ghidare? În cele din urmă, furnizorul controlează șlefuirea, șlefuirea și inspecția intern-sau subcontractează pașii care decid acuratețea finală?
Alegerea unui partener pentru structurile din granit
UNPARALLELED® produce baze din granit, componente din granit, ansambluri din granit și sisteme de rulment de aer din granit pentru echipamente semiconductoare, CMM, laser, AOI, CT industriale și platforme de motoare liniare. Noastrebaza de granitpagina listează formatele standard de bază și noastrerulment de aer de granitpagina acoperă suprafețele ghidajelor, inserțiile și canalele de aer pe care le construim. Dacă următorul dvs. proiect depinde de o structură care își păstrează geometria an de an, trimiteți-ne desenul și ținta de precizie, iar noi vă vom spune ce grad și ce proces are nevoie.