CMM精度のマスタリング

ほとんどCMMマシン (測定機を調整します）によって作られます花崗岩コンポーネント.

座標測定機（CMM）は柔軟な測定デバイスであり、従来の品質研究所での使用や、より厳しい環境での製造フロア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ました。 CMMエンコーダースケールの熱挙動は、その役割とアプリケーションの間の重要な考慮事項になります。

最近公開された記事「Renishaw」では、フローティングおよびマスターされたエンコーダースケールの取り付け技術の主題について説明します。

エンコーダースケールは、事実上、取り付け基質（浮遊）から熱的に独立しているか、基質（マスター）に熱的に依存します。フローティングスケールは、スケール材料の熱特性に応じて拡張および契約しますが、マスターされたスケールは基礎となる基質と同じ速度で拡張および契約します。測定スケールの取り付け手法は、さまざまな測定アプリケーションにさまざまな利点を提供します。レニショーの記事は、実験機械にマスターされたスケールが好ましいソリューションである可能性がある場合を提示します。

CMMは、品質制御プロセスの一部として、エンジンブロックやジェットエンジンブレードなどの機械加工されたコンポーネントの高精度に関する3次元測定データをキャプチャするために使用されます。座標測定機には、ブリッジ、カンチレバー、ガントリー、水平腕の4つの基本的なタイプがあります。ブリッジタイプのCMMが最も一般的です。 CMMブリッジの設計では、Z軸クイルが橋に沿って移動する馬車に取り付けられています。橋は、y軸方向の2つのガイドウェイに沿って駆動されます。モーターは橋の片方の肩を駆動しますが、反対側の肩は伝統的に駆動されていません。ブリッジ構造は通常、空気症のベアリングで誘導 /サポートされています。キャリッジ（X軸）とクイル（Z軸）は、ベルト、ネジ、または線形モーターによって駆動される場合があります。 CMMSは、コントローラーで補償することが困難であるため、非反復可能な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CMMSは、高熱質量花崗岩層と硬いガントリー /ブリッジ構造を構成します。生成されたデータは、部品が所定の許容範囲を満たすことを保証するために使用されました。高精度の線形エンコーダーは、個別のX、Y、Z軸に設置されており、大型マシンでは長さ何メートルになります。

平均温度が20±2°Cのエアコン完備の部屋で動作した典型的な花崗岩橋型CMMは、室温が3回1時間に3回循環するため、高温の質量花崗岩は20°Cの一定の平均温度を維持できます。各CMM軸に設置されたフローティング線形ステンレス鋼エンコーダーは、花崗岩基板から大きく独立しており、高熱伝導率と低熱質量のために気温の変化に迅速に応答します。これにより、約60 µmの典型的な3M軸上のスケールの最大膨張または収縮が発生します。この拡張は、時間変化の性質のために補償することが困難な実質的な測定誤差を生成する可能性があります。

この場合、基質マスターされたスケールが好ましい選択です。マスターされたスケールは、花崗岩基質の熱膨張係数（CTE）のみで拡張されるため、気温の小さな振動に応じてほとんど変化しません。温度の長期的な変化を考慮する必要があり、これらは高温質量基質の平均温度に影響します。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せずに、マシンの熱挙動を補うだけで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、基質マスターされたスケールを備えたエンコーダーシステムは、低CTE /高熱質量基質および高レベルのメトロロジーパフォーマンスを必要とするその他のアプリケーションを備えた精密CMMSの優れたソリューションです。マスターされたスケールの利点には、熱補償制度の簡素化と、たとえばローカルマシン環境の気温の変動による非反復性測定エラーの減少の可能性が含まれます。