De ce este folosit granitul pentru bazele CMM și mașinile de măsurat de precizie

O mașină de măsurat în coordonate (CMM) este proiectată pentru a măsura geometria componentelor de precizie cu un grad ridicat de precizie și repetabilitate.

În timp ce o mare parte din atenție este de obicei concentrată pe sondă, cântare, software și sistemul de mișcare, fundația structurală a CMM este la fel de importantă.

Baza mașinii și altelecomponente structuraletrebuie să ofere o referință geometrică stabilă pentru întregul sistem de măsurare.

Acesta este unul dintre motivele pentru care granitul de precizie este utilizat pe scară largă în bazele CMM șimașini de măsurat de precizie.

Granitul combină mai multe caracteristici care sunt valoroase pentru aplicațiile de metrologie, inclusiv stabilitatea dimensională, comportamentul termic, amortizarea vibrațiilor și capacitatea de a fi șlefuit și șlefuit cu precizie pentru a crea suprafețe de referință stabile.

Dar de ce este granitul potrivit pentru CMM-uri? Ce componente de granit sunt folosite într-un CMM? Și ce ar trebui să ia în considerare inginerii atunci când selectează o bază CMM din granit?

Acest ghid explică rolul granitului de precizie în CMM și alte echipamente de măsurare de precizie.

1. Ce este un CMM?

O mașină de măsurare a coordonatelor, cunoscută în mod obișnuit sub numele de CMM, este un sistem de măsurare de precizie utilizat pentru a determina caracteristicile geometrice ale unui obiect fizic.

În funcție de configurația mașinii, un CMM poate măsura caracteristici precum:

Lungime

Lăţime

Înălţime

Diametru

Poziţie

Corectitudine

Planeitatea

Paralelism

Perpendicularitate

Profil

Relații geometrice între caracteristici

CMM-urile sunt utilizate pe scară largă în:

Prelucrare de precizie

Producție de automobile

Aerospațial

Echipamente semiconductoare

Electronice

Dispozitive medicale

Fabricare optică

Inspecția uneltelor

Metrologie generală

Deoarece CMM-ul în sine este utilizat pentru măsurarea componentelor de precizie, stabilitatea sa structurală este fundamentală pentru calitatea rezultatelor măsurătorii.

2. De ce este atât de importantă baza CMM?

Baza CMM oferă referința structurală pentru sistemul de măsurare.

În funcție de designul mașinii, baza poate suporta:

Căile de ghidare liniare

Rulmenți de aer

Cântare

Coloane

Poduri

Piese de prelucrat

Dispozitive de măsurare

Componente de mișcare

Orice modificare geometrică a bazei poate influența poziția componentelor montate pe aceasta.

De exemplu, modificări în:

Planeitatea

Corectitudine

Paralelism

Perpendicularitate

Deformare termică

Vibrații structurale

poate afecta întregul sistem de măsurare.

Acesta este motivul pentru care materialul și calitatea de fabricație a bazei de granit CMM merită o atenție atentă în timpul proiectării mașinii.

3. De ce este folosit granitul pentru bazele CMM?

Nu există o singură caracteristică care să facă granitul potrivit pentru CMM-uri.

Mai degrabă, este o combinație de mai multe materiale și caracteristici de fabricație.

Cele mai importante considerații includ:

1. Stabilitate dimensională

2. Comportamentul termic

3. Amortizarea vibrațiilor

4. Finisarea de precizie a suprafeței

5. Rezistenta la coroziune

6. Stabilitate geometrică pe termen lung

Împreună, aceste caracteristici fac granitul de precizie potrivit pentru multe structuri de metrologie.

4. Stabilitatea dimensională a granitului de precizie

CMM-urile necesită o referință geometrică stabilă.

Dacă structura de susținere își schimbă forma în condiții normale de funcționare, sistemul de măsurare poate fi afectat.

Granitul de precizie este utilizat pe scară largă deoarece granitul selectat și prelucrat corespunzător poate oferi o platformă structurală stabilă pentru echipamentele de măsurare.

Punctul important este că performanța unei componente de granit depinde de mai mult decât de numele materialului.

Selectarea materialului, calitatea blocului, geometria componentelor, condițiile de solicitare, procesul de prelucrare și inspecția finală, toate influențează produsul finit.

Prin urmare, un producător profesionist de granit de precizie trebuie să controleze întregul proces de fabricație, mai degrabă decât să furnizeze pur și simplu o bucată de piatră.

5. Stabilitate termică și precizie CMM

Temperatura este un factor critic în metrologia de precizie.

Fiecare material răspunde la schimbările de temperatură.

Când structura unei mașini se extinde sau se contractă, pozițiile relative ale sondei, scalei, ghidajului și piesei de prelucrat se pot schimba.

Acest lucru este deosebit de important atunci când se măsoară componente cu toleranțe dimensionale strânse.

Granitul este atractiv pentru structurile CMM datorită caracteristicilor sale termice și expansiunii termice relativ scăzute în comparație cu multe materiale structurale metalice obișnuite.

Cu toate acestea, inginerii ar trebui să evite tratarea selecției materialelor ca singura soluție la eroarea termică.

Un sistem CMM complet ar trebui să ia în considerare, de asemenea:

Temperatura mediului ambiant

Gradienți de temperatură

Încălzirea mașinii

Temperatura piesei de prelucrat

Controlul mediului

Geometrie structurală

Compensarea măsurătorilor

Din acest motiv, instalațiile CMM de înaltă precizie sunt adesea operate în medii de metrologie controlată.

6. Amortizarea vibrațiilor în aplicațiile CMM

CMM-urile sunt mai degrabă sisteme de măsurare decât mașini grele de tăiat.

Aceasta înseamnă că vibrațiile externe pot deveni o considerație semnificativă.

Sursele potențiale de vibrații includ:

Mașini CNC din apropiere

Motoare

Compresoare

Pompe

Fani

Echipamente de producție

Vibrația clădirii

Trafic si activitate industriala

Chiar și perturbațiile mecanice relativ mici pot influența sistemele de măsurare sensibile.

Granitul are caracteristici inerente de amortizare care îl fac atractiv pentru aplicații sensibile la vibrații.

Acesta este unul dintre motivele pentru care structurile de granit de precizie sunt de obicei luate în considerare pentru:

CMM-uri

Sisteme optice de măsurare

Echipamente de inspectie de precizie

Inspecția semiconductorilor

Sisteme de măsurare cu laser

Platforme cu aer

Cu toate acestea, performanța la vibrații depinde de sistemul complet.

Trebuie luate în considerare proiectarea fundației, structura mașinii, montarea, izolarea și condițiile de mediu.

7. Ce componente de granit sunt folosite într-un CMM?

Un CMM nu constă neapărat dintr-o singură bază de granit.

În funcție de arhitectura mașinii, granitul de precizie poate fi utilizat pentru mai multe componente structurale.

Exemplele includ:

Baza CMM din granit

Baza oferă referința structurală și geometrică principală pentru mașină.

Pod CMM de granit

Un pod de granit poate oferi o structură stabilă pentru axa de măsurare și componentele asociate în modelele CMM adecvate.

Coloane de granit

Coloanele de granit pot fi folosite ca suporturi structurale în anumite configurații de mașini de măsurat.

Structuri de ghidare din granit

Structurile de granit prelucrate cu precizie pot susține căi de ghidare, rulmenți de aer sau alte componente de mișcare.

Platforme de măsurare din granit

Platformele de granit pot oferi suprafețe de referință stabile pentru măsurare și inspecție.

Componente de granit personalizate

Producătorii specializați de CMM pot solicita componente cu:

Orificii de montare

Inserții filetate

Suprafețe de referință

Sloturi

Retrageri

Caracteristici de date de precizie

Interfețe de asamblare integrate

Aceste caracteristici pot fi încorporate în timpul procesului de proiectare și fabricație în funcție de cerințele mașinii.

8. Baza CMM din granit vs. Baza CMM din fontă

Inginerii pot lua în considerare și fonta atunci când proiectează o structură CMM.

Ambele materiale pot fi folosite cu succes în utilaje de precizie, dar caracteristicile lor sunt diferite.

Scopul acestei comparații nu este de a sugera că granitul ar trebui să înlocuiască fonta în fiecare CMM.

În schimb, materialul trebuie selectat în funcție de cerințele specifice ale mașinii.

Pentru sistemele de metrologie în care stabilitatea dimensională, comportamentul termic și controlul vibrațiilor sunt importante, granitul poate fi o soluție deosebit de atractivă.

9. Fabricarea bazei CMM de granit necesită prelucrare cu precizie

A bază CMM de precizienu se produce pur și simplu prin tăierea unui bloc mare de granit.

Procesul de fabricație poate implica mai multe etape.

Un flux de lucru tipic poate include:

Selectarea materiei prime

↓

Tăiere în bloc

↓

Prelucrare brută

↓

Slefuire de precizie

↓

Slefuire fină / Leupare

↓

Inspecție dimensională

↓

Verificare finală

Fiecare etapă contribuie la geometria finală și calitatea suprafeței.

Pentru componentele mari din granit, capacitatea de fabricație devine deosebit de importantă.

Cu cât componenta este mai mare, cu atât poate fi mai dificil să controlezi:

Planeitatea

Corectitudine

Paralelism

Perpendicularitate

Finisaj de suprafață

Stabilitate structurală

Acesta este motivul pentru care componentele de granit CMM de format mare ar trebui să fie fabricate de furnizori cu echipamente și experiență adecvate.

10. Capacitatea de măsurare este la fel de importantă ca și capacitatea de producție

Există un principiu fundamental în producția de precizie:

Dacă nu puteți măsura cu precizie o caracteristică, nu o puteți fabrica în mod fiabil conform specificațiilor necesare.

Acest principiu este deosebit de important pentru componentele din granit CMM.

Un producător poate avea echipamente de prelucrare mari, dar numai asta nu dovedește că componenta finită poate îndeplini toleranța necesară.

Furnizorul ar trebui să aibă, de asemenea, echipament de metrologie adecvat și proceduri de inspecție calificate.

UNPARALLELED® utilizează echipamente de măsurare de precizie de la producători recunoscuți la nivel internațional, inclusiv:

Mahr

Mitutoyo

WYLER

Renishaw

Capacitățile de măsurare ale companiei includ indicatori de precizie, nivele electronice, măsurarea rugozității suprafeței și interferometrie laser.

UNPARALLELED® mai precizează că echipamentul său de măsurare este susținut de certificate de calibrare de la instituții de metrologie calificate, cu trasabilitate la standardele naționale de măsurare.

Pentru clienții care achiziționează componente de granit CMM personalizate, capacitatea de inspecție este, prin urmare, o parte importantă a evaluării furnizorilor.

11. Controlul mediului înconjurător chestiune pentru componentele de granit CMM

O componentă de granit de înaltă precizie nu poate fi evaluată independent de mediul său.

Temperatura, umiditatea, vibrațiile și stabilitatea fundației pot influența măsurarea de precizie.

UNPARALLELED® operează zone de producție și inspecție cu temperatură și umiditate controlate pentru producție de precizie.

Compania afirmă că mediul său controlat include un atelier mare de precizie cu o fundație special concepută și măsuri de control al vibrațiilor.

Un mediu separat de asamblare controlat și curat este, de asemenea, utilizat pentru asamblarea componentelor din granit.

Aceste controale de mediu sunt deosebit de relevante pentru componentele de precizie utilizate în:

CMM-uri

Echipamente semiconductoare

Inspecție optică

Măsurare cu laser

Automatizare de precizie

Scopul este de a oferi un mediu stabil în care condițiile de producție și de măsurare pot fi controlate cât mai consistent posibil.

12. De ce contează calitatea granitului

Atunci când selectează o bază CMM de granit, inginerii ar trebui să întrebe ce tip de granit este utilizat de fapt.

Granitul natural nu este un singur material uniform.

Diferite pietre pot avea diferite:

Densitate

Compoziția minerală

Duritate

Caracteristici termice

Omogenitate

Proprietăți structurale

UNPARALLELED® folosește granit negru UNPARALLELED® pentru componentele sale de granit de precizie.

Compania afirmă că granitul său selectat are o densitate de aproximativ 3.100 kg/m³.

Pentru aplicațiile de metrologie solicitante, selecția materialului ar trebui să se bazeze pe caracteristicile materialelor documentate și pe cerințele aplicației specifice.

Un furnizor profesionist ar trebui să fie capabil să explice materialul utilizat și să ofere informații tehnice relevante atunci când este necesar.

13. Cât de precisă poate fi o bază CMM de granit?

Răspunsul depinde de componenta specifică.

Nu există o singură valoare de precizie care să se aplice fiecărei baze CMM din granit.

Toleranța necesară depinde de:

Dimensiunea componentei

Geometrie

Material de granit

Arhitectura mașinii

Aplicație

Metoda de măsurare

Condiții de mediu

Specificatiile clientului

Caracteristicile geometrice importante pot include:

Planeitatea

Corectitudine

Paralelism

Perpendicularitate

Precizia poziției

Rugozitatea suprafeței

Din acest motiv, clienții ar trebui să furnizeze desene de inginerie sau specificații detaliate atunci când solicită o ofertă pentru o componentă de granit CMM personalizată.

Acest lucru permite producătorului să evalueze geometria, procesul de fabricație și metoda de inspecție înainte de producție.

14. Aplicații dincolo de CMM-uri

Aceleași caracteristici care fac granitul atractiv pentru structurile CMM pot beneficia și de alte echipamente de precizie.

Echipamente semiconductoare

Componentele din granit pot fi folosite ca baze structurale și platforme pentru echipamentele de inspecție și fabricare de semiconductori de precizie.

Inspecție optică

Structurile stabile din granit pot susține sisteme de inspecție optice și bazate pe viziune.

Echipament laser

Sistemele laser de precizie pot necesita structuri stabile pentru componentele optice și de mișcare.

Automatizare de precizie

Bazele de granit pot fi utilizate în sisteme de poziționare de precizie, mese XY și echipamente de mișcare liniară.

Echipamente de metrologie

Granitul este aplicabil pe scară largă platformelor de măsurare, bazelor de inspecție și altor structuri de metrologie.

CNC de precizie

Sistemele de prelucrare de precizie selectate pot utiliza, de asemenea, structuri din granit unde caracteristicile termice și de vibrație sunt importante.

15. Cum să alegi un producător de baze de granit CMM

Selectarea furnizorului potrivit este la fel de importantă ca și selectarea materialului potrivit.

Înainte de a plasa o comandă, luați în considerare următoarele întrebări.

Producătorul controlează materia primă?

Întrebați despre tipul de granit, caracteristicile materialelor și selecția materialului.

Producătorul poate prelucra dimensiunile cerute?

Structurile CMM mari necesită capacități adecvate de tăiere, șlefuire și manipulare.

Producătorul are echipamente de șlefuit de precizie?

Procesul de fabricație trebuie să fie capabil să atingă geometria specificată.

Producătorul poate măsura componenta finită?

Capacitatea de inspecție trebuie să se potrivească cu toleranța necesară.

Instrumentele de măsurare sunt calibrate?

Calibrarea și trasabilitatea măsurătorilor sunt importante pentru proiectele internaționale de precizie.

Producătorul poate lucra cu standarde internaționale?

Acest lucru poate fi deosebit de important pentru clienții din Europa, America de Nord și Asia.

Furnizorul poate produce interfețe personalizate?

Componentele CMM necesită adesea găuri, inserții, caracteristici de referință și alte structuri personalizate.

Poate furnizorul să sprijine dezvoltarea ingineriei?

Pentru echipamentele personalizate, comunicarea timpurie între proiectantul CMM și producătorul de granit poate preveni problemele de fabricație mai târziu.

16. De ce să alegeți UNPARALLELED® pentru componentele de granit CMM?

UNPARALLELED® este specializată în componente de precizie din granit și instrumente de măsurare de precizie pentru aplicații industriale solicitante.

Capacitățile sale de granit de precizie includ:

Baze de granit CMM

Baze de mașini din granit

Poduri de granit

Coloane de granit

Platforme de granit

Structuri de ghidare din granit

Lagăre de aer de granit

Componente de granit personalizate

Instrumente de măsurare a granitului

Compania combină producția de format mare, șlefuirea de precizie, finisarea manuală și inspecția metrologică.

Facilitățile sale de producție sunt proiectate pentru a procesa structuri mari și grele de precizie, în timp ce mediile cu temperatură și umiditate controlate sprijină inspecția și asamblarea de precizie.

UNPARALLELED® are, de asemenea, experiență în deservirea clienților din industrii, inclusiv:

Metrologie

Echipamente semiconductoare

Prelucrare de precizie

Inspecție optică

Tehnologia laser

Automatizare

Producție avansată

Pentru proiectele personalizate, clienții pot furniza desene, specificații și cerințe de aplicare pentru evaluarea inginerească.

17. Ce informații ar trebui să furnizați atunci când comandați o bază CMM de granit?

Pentru o componentă CMM de granit personalizată, furnizarea de informații tehnice complete poate face ca procesul de cotare și de inginerie să fie mult mai eficient.

Informațiile recomandate includ:

Dimensiuni de bază

Lungime

Lăţime

Înălţime

Geometrie de ansamblu

Cerințe de acuratețe

Planeitatea

Corectitudine

Paralelism

Perpendicularitate

Rugozitatea suprafeței

Interfețe

Orificii de montare

Găuri filetate

Inserturi

Sloturi

Caracteristici de referință

Suprafețele de montare ale ghidajelor

Condiții de funcționare

Temperatură

Umiditate

Sarcini așteptate

Mediu de vibrații

Condiții de instalare

Aplicație

De exemplu:

CMM
Echipamente semiconductoare
Inspecție optică
Măsurare cu laser
Automatizare de precizie

Cu cât informațiile de inginerie sunt mai complete, cu atât un producător de granit poate evalua mai precis cerințele de fabricație și inspecție.

18. Granitul de precizie face parte din lanțul de precizie CMM

Precizia unui CMM nu vine doar de la o singură componentă.

Este rezultatul sistemului complet:

Structura mașinii

→

Baza de granit

→

Căile de ghidare

→

Sistem de mișcare

→

Cântare

→

Sondă

→

Sistem de control

→

Calibrare

→

Condiții de mediu

Baza de granit este, prin urmare, o parte a unui lanț de precizie mult mai mare.

Rolul său este de a oferi o referință structurală stabilă și fiabilă pentru componentele montate pe acesta.

Pentru aplicațiile de metrologie solicitante, selectarea producătorului de componente de granit la începutul procesului de dezvoltare a mașinii poate ajuta inginerii să optimizeze structura, interfețele și cerințele de inspecție înainte de începerea producției.

Concluzie: De ce granitul rămâne important în proiectarea CMM

Granitul de precizie este utilizat pe scară largă în CMM-uri și mașini de măsurare de precizie, deoarece oferă o combinație de caracteristici care sunt valoroase pentru aplicațiile de metrologie.

Acestea includ:

Stabilitate dimensională

Caracteristici termice favorabile

Amortizarea vibrațiilor

Rezistenta la coroziune

Finisare de precizie a suprafetelor

Stabilitate geometrică pe termen lung

Cu toate acestea, performanța unei baze CMM din granit depinde de mai mult decât de materialul în sine.

Selectarea materialelor, proiectarea structurală, prelucrarea de precizie, capacitatea de măsurare, controlul mediului și instalarea contează.

Din acest motiv, alegerea unui producător calificat de granit de precizie este o parte importantă a dezvoltării CMM.

Căutați o bază de granit CMM personalizată?

UNPARALLELED® produce baze CMM din granit de precizie și componente de granit personalizate pentru metrologie, semiconductori, optice, laser și aplicații de automatizare de precizie.

Dacă aveți un desen, cerințe dimensionale sau o anumită aplicație CMM, contactați echipa noastră de ingineri pentru a discuta despre proiectul dvs.

UNPARALLELED® - Afacerea cu precizie nu poate fi prea solicitantă.