CMM дизайн дахь шугаман чиглүүлэгч зам ба боржин чулуун эд ангиуд: Тогтвортой суурь дээр баригдсан нарийвчлалтай хөдөлгөөн

Координат хэмжих машин (CMM)-д нарийвчлал нь ганц өндөр хүчин чадалтай бүрэлдэхүүн хэсгийн үр дүн биш юм. Харин хөдөлгөөний систем, бүтцийн материал, хүрээлэн буй орчны тогтвортой байдлын харилцан үйлчлэлээс үүсдэг. Эдгээр элементүүдийн дунд шугаман чиглүүлэгч зам болон боржин чулуун бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тодорхойлох үүрэг гүйцэтгэдэг.

Хэмжилтийн хүлцэл чангарч, шалгалтын ажлууд улам төвөгтэй болохын хэрээр CMM дизайнерууд хөдөлгөөнийг хэрхэн чиглүүлж, лавлагаа бүтэц цаг хугацааны явцад хэрхэн ажилладагт илүү их анхаарал хандуулж байна. Шугаман чиглүүлэгчийн төрлийг сонгох нь боржин чулуун эд ангийн дизайн, чанартай хослуулан давтагдах чадвар, хэмжилтийн тодорхойгүй байдал, урт хугацааны найдвартай байдалд шууд нөлөөлдөг.

Энэхүү нийтлэлд нарийвчлалын системд ашиглагддаг шугаман чиглүүлэгчийн үндсэн төрлүүдийг судалж, нарийн, тогтвортой хэмжилтийг дэмжихийн тулд орчин үеийн CMM архитектурт боржин чулуун эд ангиудыг хэрхэн ашиглаж байгааг авч үзэх болно.

Нарийвчлалтай хэмжилтийн системд шугаман чиглүүлэгчийн үүрэг

Шугаман чиглүүлэгч замууд нь тодорхойлсон тэнхлэгүүдийн дагуух хөдөлгөөнийг хянах үүрэгтэй. CMM-д тэдгээр нь датчик хэмжсэн хэсэгтэй харьцуулахад хэр жигд, урьдчилан таамаглахуйц хөдөлж байгааг тодорхойлдог. Ерөнхий зориулалттай машинуудаас ялгаатай нь CMM нь бага зүсэх хүчээр ажилладаг боловч маш өндөр нарийвчлалын шаардлагад нийцдэг. Энэ нь дизайны тэргүүлэх чиглэлийг ачааллын багтаамжаас хөдөлгөөний чанар руу шилжүүлдэг.

Чиглүүлэгч замын системээс үүссэн аливаа үрэлт, чичиргээ эсвэл геометрийн тогтворгүй байдал нь хэмжилтийн алдаанд шууд хөрвөдөг. Үүний үр дүнд CMM-д шугаман чиглүүлэгч замыг сонгох нь механик тогтвортой байдал, хөдөлгөөний жигд байдал болон урт хугацааны тогтвортой байдлын хоорондын тэнцвэрийг тусгадаг.

Шугаман чиглүүлэгчийн нийтлэг төрлүүд

Шугаман чиглүүлэгчийн хэд хэдэн төрлийг ашигладагнарийн машин механизм. Тус бүр нь тодорхой гүйцэтгэлийн зорилтууд болон үйл ажиллагааны орчинд тохиромжтой болгодог шинж чанаруудтай.

Бөмбөлөг эсвэл өнхрөх шугаман чиглүүлэгч гэх мэт өнхрөх элементийн чиглүүлэгч замууд нь авсаархан хийц, харьцангуй өндөр ачааллын даацтай тул өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр нь сайн хатуулагтай бөгөөд механик бүтцэд нэгтгэхэд хялбар байдаг. Гэсэн хэдий ч өнхрөх хүрэлцэх нь зайлшгүй бичил чичиргээ болон элэгдэл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь цаг хугацааны явцад хэт өндөр нарийвчлалтай хэмжилтэд нөлөөлдөг.

Энгийн болон гидростатик загвар зэрэг гулсах чиглүүлэгч замууд нь гадаргуугийн хоорондох тосолгооны интерфэйс дээр суурилдаг. Ялангуяа гидростатик чиглүүлэгч замууд нь гулсмал системтэй харьцуулахад сайжруулсан чийгшүүлэгч болон жигд хөдөлгөөнийг санал болгодог. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн нарийн төвөгтэй байдал, шингэний цэвэр байдалд мэдрэмтгий байдал нь зарим хэмжилтийн орчинд тэдгээрийг хэрэглэхийг хязгаарладаг.

Агаарын холхивчийн чиглүүлэгч замууд нь холбоо барихгүй шийдлийг илэрхийлдэг. Даралтат агаарын нимгэн хальс ашигласнаар тэдгээр нь механик үрэлт болон элэгдлийг бүрэн арилгадаг. Энэ нь онцгой жигд хөдөлгөөн болон өндөр давтагдах чадварыг бий болгодог. Агаарын холхивч нь хөдөлгөөний чанар нь нягтралаас илүү чухал байдаг CMM болон оптик хэмжилзүйн системд онцгой тохиромжтой.

Агаарын тулгуурын чиглүүлэгчийн хэрэглээ нэмэгдэж байгаа нь нарийвчлалтай хэмжилтэд механик хөндлөнгийн оролцоог багасгах өргөн хүрээтэй хандлагыг харуулж байна.

CMM-д хөдөлгөөний чанар яагаад хурднаас илүү чухал вэ?

Үйлдвэрлэлийн машин механизмын төвүүдээс ялгаатай нь CMM нь өндөр тэжээлийн хурд эсвэл түрэмгий хурдатгалыг чухалчилдаггүй. Үүний оронд тэдгээрийн гүйцэтгэл нь хяналттай, урьдчилан таамаглах боломжтой хөдөлгөөнөөс хамаардаг. Жижиг саад бэрхшээл ч гэсэн датчикийн нарийвчлал эсвэл сканнердах үр дүнд нөлөөлж болно.

Тиймээс шугаман чиглүүлэгч замууд нь дараахь зүйлийг дэмжих ёстой.

• Тогтмол шулуун ба тэгш байдал

• Хамгийн бага гистерезис ба сөрөг урвал

• Температурын өөрчлөлтөд тогтвортой зан төлөв

• Байнга дахин тохируулга хийхгүйгээр урт хугацааны давтагдах чадвар

Энэхүү шаардлага нь олон өндөр зэрэглэлийн CMM загварууд яагаад өндөр тогтвортой бүтэц дээр суурилуулсан агаарын холхивч эсвэл сайтар оновчтой болгосон чиглүүлэгч системийг илүүд үздэгийг тайлбарлаж байна.

Боржин чулуун эд ангиуд нь CMM-ийн бүтцийн тулгуур багана юм

Боржин чулуун эд ангиуд нь CMM-ийн нарийвчлалыг хэрхэн олж авах, хадгалахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Суурь, гүүр, багана, чиглүүлэгчийн угсралтын гадаргууг ихэвчлэн дараах материалаар хийдэг.нарийн боржин чулуу.

Боржин чулууны физик шинж чанар нь үүнийг энэ үүрэгт өвөрмөц байдлаар тохирсон болгодог. Дулааны тэлэлтийн бага коэффициент нь орчны температурын хэлбэлзэлд мэдрэмтгий байдлыг бууруулдаг. Маш сайн дотоод чийгшүүлэгч нь дотоод хөдөлгөөн болон гадаад эх үүсвэрээс үүсэх чичиргээг дарангуйлдаг. Металл хийцээс ялгаатай нь боржин чулуу нь үлдэгдэл стресс эсвэл удаан хугацааны мөлхөлтийн улмаас деформацид ордоггүй.

CMM-д боржин чулуун бүрдэл хэсгүүд нь геометрийн лавлагаа болж үйлчилдэг. Эдгээр нь тэнхлэгийн тэгш байдал, шулуун байдал, ортогональ байдлыг тодорхойлдог. Хэрэв эдгээр лавлагаа өөрчлөгдвөл ямар ч хэмжээний програм хангамжийн нөхөн олговор хэмжилтийн бүрэн бүтэн байдлыг бүрэн сэргээж чадахгүй.

CMM-д зориулсан боржин чулуун эд ангиуд: Гадаргуугийн хавтангаас гадна

Гадаргуугийн хавтангууд чухал хэрэглээ хэвээр байгаа ч орчин үеийн CMM-үүд нь боржин чулууг илүү нарийн төвөгтэй хэлбэрээр ашигладаг. Нарийвчлалтай нунтагласан боржин чулуун суурь нь бүхэл бүтэн машины тогтвортой суурийг хангадаг. Боржин чулуун гүүр нь хөшүүн чанар, тэгш хэмийг хадгалахын зэрэгцээ хөдөлж буй тэнхлэгүүдийг дэмждэг. Босоо боржин чулуун багана нь хамгийн бага хазайлттайгаар Z тэнхлэгийн хөдөлгөөнийг нарийвчлалтайгаар хангадаг.

Эдгээр эд ангиудыг ихэвчлэн хатуу байгаль орчны хяналтан дор үйлдвэрлэдэг бөгөөд лазер интерферометр болон өндөр нарийвчлалтай CMM ашиглан баталгаажуулдаг. Оруулга, эрчилсэн бутлуур, холхивчийн интерфэйсийг боржин чулуунд шууд нэгтгэж, угсралтын алдааг хамгийн бага байлгах цул бүтцийг бий болгодог.

Энэ арга нь механик холболтын тоог бууруулдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн буруу байрлал болон урт хугацааны шилжилтийн эх үүсвэр болдог.

Шугаман чиглүүлэгч зам ба боржин чулуун байгууламжийн харилцан үйлчлэл

Шугаман чиглүүлэгч замууд нь дангаараа ажилладаггүй. Тэдгээрийн гүйцэтгэл нь тэдгээрийг суурилуулсан бүтцийн материал болон тогтвортой байдлаас ихээхэн хамаардаг.

Боржин чулуу нь нарийн чиглүүлэгч замд тохиромжтой суурь болдог. Түүний хавтгай ба хатуулаг нь чиглүүлэгч замуудын тогтвортой уялдаа холбоог дэмждэг. Дулааны шинж чанар нь хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдал хэлбэлзэж байсан ч чиглүүлэгч замуудын геометр аажмаар, урьдчилан таамаглахуйц өөрчлөгдөхийг баталгаажуулдаг.

Агаар агуулсан чиглүүлэгчийн хувьд боржин чулуу нь онцгой давуу талтай. Агаарын холхивч нь жигд агаарын зайг хадгалахын тулд маш тэгш, тогтвортой лавлах гадаргуу шаарддаг. Нарийвчлалтай боржин чулуу нь нэмэлт бүрхүүл эсвэл нарийн төвөгтэй гадаргуугийн боловсруулалтгүйгээр эдгээр шаардлагыг байгалийн жамаар хангадаг.

Үр дүн нь зөвхөн анхны тохируулгын үед төдийгүй машины ашиглалтын хугацаанд нарийвчлалыг хадгалдаг хөдөлгөөний систем юм.

Орчин үеийн CMM архитектурын дизайны чиг хандлага

Нарийвчлал, автоматжуулалт, дижитал үйлдвэрлэлийн ажлын урсгалтай нэгтгэх шаардлага нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан CMM дизайн нь хөгжиж байна.

Нэг тодорхой чиг хандлага бол бүрэн боржин чулуун суурьтай бүтэц болон холбоо барихгүй хөдөлгөөний систем рүү шилжих явдал юм. Энэхүү хослол нь механик элэгдлийг багасгаж, ойр ойрхон дахин тохируулга хийх хэрэгцээг бууруулдаг.

Өөр нэг чиг хандлага бол бүтцийн тэгш хэм юм.Боржин чулуун эд ангиуддизайнеруудад хэмжилтийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, температурын өөрчлөлтөд жигд хариу үйлдэл үзүүлдэг дулааны тэнцвэртэй архитектурыг бий болгох боломжийг олгоно.

Мөн модульчлагдсан боржин чулуун эд ангиудад улам бүр анхаарал хандуулж байна. Энэхүү арга нь янз бүрийн хэмжээтэй машинуудын тогтвортой гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ өргөтгөх боломжтой CMM загваруудыг дэмждэг.

Урт хугацааны нарийвчлалыг дизайны зорилго болгон ашиглах нь

Эцсийн хэрэглэгчдийн хувьд CMM-ийн үнэ цэнэ нь зөвхөн анхны үзүүлэлтэд нь төдийгүй жил бүр найдвартай хэмжилт хийх чадварт нь оршино. Шугаман чиглүүлэгчийн сонголт болон боржин чулуун бүрэлдэхүүн хэсгийн чанар нь энэ зорилгод хүрэхэд чухал үүрэгтэй.

Тогтвортой боржин чулуун бүтэц дээр суурилуулсан, сайтар сонгосон чиглүүлэгч системтэй машинууд нь бага засвар үйлчилгээ шаарддаг, бага шилжилт хөдөлгөөнтэй бөгөөд илүү урьдчилан таамаглах боломжтой гүйцэтгэлийг хангадаг. Энэ нь зогсолтын хугацааг багасгаж, хэмжилтийн үр дүнд итгэх итгэлийг нэмэгдүүлдэг, ялангуяа сансар судлал, эмнэлгийн хэрэгсэл, хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл зэрэг зохицуулалттай салбаруудад.

Дүгнэлт

Шугаман чиглүүлэгч зам болон боржин чулуун бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын хамаарал нь орчин үеийн CMM-ийн гол гүйцэтгэлийг тодорхойлдог. Хэмжилтийн шаардлага улам бүр сайжирсаар байгаа тул дизайнерууд зөвхөн механик бат бөх чанараас илүү хөдөлгөөний чанар болон бүтцийн тогтвортой байдалд илүү их ач холбогдол өгч байна.

Тохирох төрлийн шугаман чиглүүлэгчийг нарийн инженерчлэлтэй хослуулснаарборжин чулуун эд ангиуд, CMM үйлдвэрлэгчид давтагдах чадвар өндөр, дулааны тогтвортой байдал сайжирч, ашиглалтын хугацаа уртсах боломжтой. Энэхүү нэгдсэн арга нь нарийвчлалын инженерчлэлийн өргөн хүрээтэй өөрчлөлтийг тусгасан бөгөөд энэ нь зөвхөн залруулга болон нөхөн төлбөрт найдахын оронд бүтцийн түвшинд нарийвчлалыг нэн тэргүүнд тавьдаг арга юм.

Энэ хамаарлыг ойлгох нь өндөр нарийвчлалтай хэмжилтийн системийг зохион бүтээх, техникийн тодорхойлолт өгөх, эсвэл хэрэглэхэд оролцдог хэн бүхэнд чухал ач холбогдолтой юм.