花崗岩部品は精密製造分野で広く使用されており、平坦度は重要な指標として、その性能と製品品質に直接影響を及ぼします。以下では、花崗岩部品の平坦度検査方法、装置、プロセスについて詳しく説明します。
I. 検出方法
1. 平結晶干渉法：光学機器のベース、超精密測定プラットフォームなど、高精度の花崗岩部品の平坦度検出に適しています。平結晶（非常に高い平坦度を持つ光学ガラス素子）を検査対象の花崗岩部品の平面に密着させ、光波干渉の原理を利用して、光が平結晶と花崗岩部品の表面を通過する際に干渉縞を形成します。部品の平面が完全に平坦な場合、干渉縞は等間隔の平行直線になります。平面が凹凸になっている場合、干渉縞は曲がって変形します。干渉縞の曲がり具合と間隔に応じて、式によって平坦度誤差を計算します。精度はナノメートルまで可能で、小さな平面偏差も正確に検出できます。
2.電子レベル測定法：工作機械のベッド、大型ガントリー加工プラットフォームなどの大型花崗岩部品によく使用されます。電子レベルを花崗岩部品の表面に配置し、測定点を選択して特定の測定経路に沿って移動します。電子レベルは、内蔵センサーを介して、自身と重力方向との間の角度の変化をリアルタイムで測定し、水平偏差データに変換します。測定時には、測定グリッドを構築し、X方向とY方向に一定の距離にある測定点を選択し、各点のデータを記録する必要があります。データ処理ソフトウェアの分析を通じて、花崗岩部品の表面平坦度をフィッティングすることができ、測定精度はミクロンレベルに達し、ほとんどの産業現場における大型部品の平坦度検出のニーズを満たすことができます。
3. CMM検出方法：特殊形状の金型用花崗岩基板など、複雑な形状の花崗岩部品の包括的な平坦度検査を行うことができます。CMMはプローブを介して3次元空間内を移動し、花崗岩部品の表面を接触させて測定点の座標を取得します。測定点は部品平面上に均等に分布し、測定格子が構築されます。装置は各点の座標データを自動的に収集します。専門的な測定ソフトウェアを使用し、座標データに基づいて平坦度誤差を計算します。平坦度を検出できるだけでなく、部品のサイズ、形状、位置の許容差などの多次元情報を取得できます。測定精度は機器の精度によって異なりますが、通常は数ミクロンから数十ミクロンの間です。柔軟性が高く、さまざまなタイプの花崗岩部品の検出に適しています。
II. 試験機器の準備
1. 高精度平面結晶: 花崗岩部品の検出精度要件に応じて、対応する高精度平面結晶を選択します。たとえば、ナノスケールの平坦度の検出には、平坦度誤差が数ナノメートル以内の超高精度平面結晶を選択する必要があります。また、平面結晶の直径は、検査対象の花崗岩部品の最小サイズよりもわずかに大きくして、検出領域を完全にカバーできるようにする必要があります。
2. 電子レベル：測定精度が検出ニーズを満たす電子レベルを選択します。例えば、測定精度0.001mm/mの電子レベルは高精度検出に適しています。同時に、電子レベルを花崗岩部品の表面にしっかりと吸着させるための磁気テーブルベース、データ収集ケーブル、コンピュータデータ収集ソフトウェアも用意されており、測定データのリアルタイム記録と処理を実現します。
3. 座標測定機：花崗岩部品のサイズや形状の複雑さに応じて、適切なサイズの座標測定機を選択します。大型部品には大きなストロークゲージが必要であり、複雑な形状には高精度プローブと強力な測定ソフトウェアを備えた機器が必要です。測定前にCMMを校正し、プローブの精度と座標位置決め精度を確保します。
III. テストプロセス
1. 平面結晶干渉法プロセス：
◦ 検査対象の花崗岩部品の表面と平らな結晶表面を清潔にし、無水エタノールで拭いてほこりや油などの不純物を取り除き、2つが隙間なくしっかりとフィットすることを確認します。
平らな水晶を花崗岩部材の表面にゆっくりと置き、気泡や傾きを避けるために軽く押して2つが完全に接触するようにします。
◦ 暗室環境で、単色光源（ナトリウムランプなど）を使用して平らな結晶を垂直に照らし、上から干渉縞を観察し、縞の形状、方向、曲率を記録します。
◦ 干渉縞データに基づいて、関連する式を使用して平坦度誤差を計算し、コンポーネントの平坦度許容差要件と比較して、合格かどうかを判断します。
2.電子レベル測定プロセス：
◦ 花崗岩部品の表面に測定グリッドを描いて測定点の位置を決定し、隣接する測定点の間隔は部品のサイズと精度要件に応じて適切に設定され、通常は 50 ～ 200 mm になります。
◦ 磁気式テーブルベースに電子水準器を設置し、測定グリッドの始点に取り付けます。電子水準器を起動し、データが安定したら初期の水平度を記録します。
◦ 電子レベルを測定経路に沿って 1 点ずつ移動し、すべての測定ポイントが測定されるまで各測定ポイントの水平度データを記録します。
◦ 測定データをデータ処理ソフトウェアにインポートし、最小二乗法などのアルゴリズムを使用して平坦度をフィッティングし、平坦度エラーレポートを生成して、コンポーネントの平坦度が基準を満たしているかどうかを評価します。
3. CMMの検出プロセス：
◦ 花崗岩の部品を CMM 作業台に置き、固定具を使用してしっかりと固定し、測定中に部品がずれないようにします。
◦ 測定ソフトウェアでは、部品の形状とサイズに応じて測定パスが計画され、測定ポイントの分布が決定されます。これにより、検査対象面が完全にカバーされ、測定ポイントが均一に分布することが保証されます。
◦ CMM を起動し、計画されたパスに従ってプローブを移動し、花崗岩部品の表面測定ポイントに接触して、各ポイントの座標データを自動的に収集します。
◦ 測定が完了すると、測定ソフトウェアは収集された座標データを分析および処理し、平坦度誤差を計算し、テストレポートを生成し、コンポーネントの平坦度が基準を満たしているかどうかを判断します。
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投稿日時: 2025年3月28日