たいていの三次元測定機 (三次元測定機）によって作られています花崗岩のコンポーネント.
三次元測定機 (CMM) は柔軟な測定装置であり、従来の品質ラボでの使用や、より過酷な環境の製造現場での生産を直接サポートする最近の役割など、製造環境で多くの役割を開発してきました。CMM エンコーダ スケールの熱挙動は、その役割と用途の間で重要な考慮事項になります。
レニショーが最近発行した記事では、フローティングおよびマスターされたエンコーダ スケールの取り付け技術について説明しています。
エンコーダ スケールは、事実上、取り付け基板から熱的に独立している (フローティング) か、基板に熱的に依存している (マスタリング) かのいずれかです。フローティングスケールはスケール材料の熱特性に従って膨張および収縮しますが、マスタリングスケールは下層の基板と同じ速度で膨張および収縮します。測定スケールの取り付け技術は、さまざまな測定アプリケーションにさまざまな利点をもたらします。レニショーの記事では、マスタースケールが実験室の機械にとって好ましいソリューションである可能性がある事例を紹介しています。
CMM は、品質管理プロセスの一環として、エンジン ブロックやジェット エンジン ブレードなどの高精度の機械加工コンポーネントの 3 次元測定データを取得するために使用されます。三次元測定機には、ブリッジ型、カンチレバー型、ガントリー型、水平アーム型の 4 つの基本的なタイプがあります。ブリッジ型 CMM が最も一般的です。CMM ブリッジ設計では、Z 軸クイルがブリッジに沿って移動するキャリッジに取り付けられています。ブリッジは 2 つのガイドウェイに沿って Y 軸方向に駆動されます。モーターは橋の一方の肩を駆動しますが、反対側の肩は伝統的に駆動されません。橋の構造は通常、空気静圧軸受で案内/支持されます。キャリッジ (X 軸) とクイル (Z 軸) は、ベルト、ネジ、またはリニア モーターによって駆動されます。CMM は、コントローラー内で再現性のないエラーを補正することが難しいため、再現性のないエラーを最小限に抑えるように設計されています。
高性能 CMM は、高熱質量の花崗岩のベッドと、ワークピースの特徴を測定するためのセンサーが取り付けられた低慣性クイルを備えた剛性の高いガントリー/ブリッジ構造で構成されています。生成されたデータは、部品が所定の公差を満たしていることを確認するために使用されます。高精度リニア エンコーダは、個別の X、Y、Z 軸に取り付けられており、大型のマシンでは長さが数メートルになる場合があります。
一般的な花崗岩ブリッジ型 CMM は、平均温度 20 ±2 °C の空調された部屋で動作し、室温が 1 時間ごとに 3 回周期するため、高熱量の花崗岩は平均温度を一定に維持できます。 20℃。CMM の各軸に取り付けられたフローティング リニア ステンレス鋼エンコーダは、花崗岩基板からほとんど独立しており、その高い熱伝導率と低い熱質量（花崗岩テーブルの熱質量よりも大幅に低い）により、気温の変化に迅速に応答します。 。これにより、典型的な 3m 軸にわたるスケールの最大拡張または収縮は約 60 µm になります。この拡張により、時間とともに変化する性質のため、補正することが困難な大幅な測定誤差が生じる可能性があります。
この場合、基板マスタリング スケールが推奨されます。マスタリング スケールは花崗岩基板の熱膨張係数 (CTE) に従ってのみ膨張するため、気温の小さな振動にはほとんど変化を示しません。長期にわたる温度変化も考慮する必要があり、これらは高熱量基板の平均温度に影響を与えます。コントローラーはエンコーダースケールの熱挙動を考慮することなく、機械の熱挙動のみを補償する必要があるため、温度補償は簡単です。
要約すると、基板マスタリングスケールを備えたエンコーダシステムは、低 CTE / 高熱質量基板を備えた高精度 CMM や、高レベルの計測性能を必要とするその他のアプリケーションにとって優れたソリューションです。マスタースケールの利点には、熱補償方式の簡素化や、ローカルマシン環境の気温変動などによる再現性のない測定誤差の削減の可能性が含まれます。
投稿時間: 2021 年 12 月 25 日