सीएमएम अचूकतेसाठी प्रभुत्व मिळवणे

बहुतेकसीएमएम मशीन (कोऑर्डिनेट मेजरिंग मशीन्स) यांनी बनवले आहेतग्रॅनाइटचे घटक.

कोऑर्डिनेट मेजरिंग मशीन (CMM) हे एक लवचिक मापन उपकरण आहे आणि उत्पादन क्षेत्रात त्याने अनेक भूमिका बजावल्या आहेत, ज्यात पारंपरिक गुणवत्ता प्रयोगशाळेतील वापर आणि अलीकडील काळात उत्पादन स्थळावरील खडतर वातावरणात थेट उत्पादनास साहाय्य करण्याची भूमिका यांचा समावेश आहे. CMM एन्कोडर स्केलचे औष्णिक वर्तन हे त्याच्या भूमिका आणि उपयोगांमध्ये एक महत्त्वाचा विचार ठरतो.

रेनिशॉ यांनी अलीकडेच प्रकाशित केलेल्या एका लेखात, फ्लोटिंग आणि मास्टर्ड एन्कोडर स्केल माउंटिंग तंत्रांवर चर्चा केली आहे.

एन्कोडर स्केल हे एकतर त्यांच्या माउंटिंग सबस्ट्रेटपासून औष्णिकदृष्ट्या स्वतंत्र (फ्लोटिंग) असतात किंवा सबस्ट्रेटवर औष्णिकदृष्ट्या अवलंबून (मास्टर्ड) असतात. फ्लोटिंग स्केल हे स्केलच्या पदार्थाच्या औष्णिक वैशिष्ट्यांनुसार प्रसरण आणि आकुंचन पावते, तर मास्टर्ड स्केल हे खालील सबस्ट्रेटच्या दरानेच प्रसरण आणि आकुंचन पावते. मापन स्केल माउंटिंगची तंत्रे विविध मापन अनुप्रयोगांसाठी अनेक फायदे देतात: रेनिशॉचा लेख असे उदाहरण सादर करतो जिथे प्रयोगशाळेतील यंत्रांसाठी मास्टर्ड स्केल हा एक पसंतीचा उपाय असू शकतो.

गुणवत्ता नियंत्रण प्रक्रियेचा एक भाग म्हणून, इंजिन ब्लॉक आणि जेट इंजिन ब्लेड यांसारख्या उच्च अचूकतेच्या, मशीन केलेल्या घटकांवरील त्रिमितीय मापन डेटा मिळवण्यासाठी सीएमएम (CMM) वापरले जातात. कोऑर्डिनेट मेजरिंग मशीनचे चार मूलभूत प्रकार आहेत: ब्रिज, कॅन्टिलीव्हर, गँट्री आणि हॉरिझॉन्टल आर्म. ब्रिज-प्रकारचे सीएमएम सर्वात जास्त प्रचलित आहेत. सीएमएमच्या ब्रिज डिझाइनमध्ये, Z-अक्षाचा क्विल एका कॅरेजवर बसवलेला असतो, जो ब्रिजच्या बाजूने सरकतो. ब्रिजला Y-अक्षाच्या दिशेने दोन गाइड-वेच्या बाजूने चालवले जाते. एक मोटर ब्रिजच्या एका खांद्याला चालवते, तर विरुद्ध खांद्याला पारंपरिकरित्या चालना दिली जात नाही: ब्रिजची रचना सामान्यतः एअरोस्टॅटिक बेअरिंगवर मार्गदर्शित / आधारलेली असते. कॅरेज (X-अक्ष) आणि क्विल (Z-अक्ष) बेल्ट, स्क्रू किंवा लिनियर मोटरद्वारे चालवले जाऊ शकतात. सीएमएमची रचना अशा प्रकारे केली जाते की, पुनरावृत्ती न होणाऱ्या त्रुटी कमी होतील, कारण कंट्रोलरमध्ये त्यांची भरपाई करणे कठीण असते.

उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या CMM मध्ये उच्च औष्णिक वस्तुमानाचा ग्रॅनाइट बेड आणि एक मजबूत गँट्री/ब्रिज रचना असते, ज्याला कमी जडत्वाचा क्विल जोडलेला असतो आणि त्यावर वर्कपीसची वैशिष्ट्ये मोजण्यासाठी एक सेन्सर बसवलेला असतो. तयार झालेल्या डेटाचा उपयोग भाग पूर्वनिर्धारित सहनशीलतेची पूर्तता करतात याची खात्री करण्यासाठी केला जातो. मोठ्या मशीनवर अनेक मीटर लांबीचे असू शकणारे स्वतंत्र X, Y आणि Z अक्षांवर उच्च अचूकतेचे लिनियर एन्कोडर बसवलेले असतात.

वातानुकूलित खोलीत चालवलेले एक सामान्य ग्रॅनाइट ब्रिज-प्रकारचे CMM, ज्याचे सरासरी तापमान २० ±२ °C असते आणि खोलीचे तापमान दर तासाला तीन वेळा बदलते, ते उच्च-औष्णिक वस्तुमान असलेल्या ग्रॅनाइटला २० °C चे स्थिर सरासरी तापमान राखण्यास मदत करते. प्रत्येक CMM अक्षावर स्थापित केलेला एक तरंगता रेखीय स्टेनलेस स्टील एन्कोडर, त्याच्या उच्च औष्णिक वाहकतेमुळे आणि कमी औष्णिक वस्तुमानामुळे, ग्रॅनाइट सब्सट्रेटपासून मोठ्या प्रमाणात स्वतंत्र असतो आणि हवेच्या तापमानातील बदलांना वेगाने प्रतिसाद देतो; हे औष्णिक वस्तुमान ग्रॅनाइट टेबलच्या औष्णिक वस्तुमानापेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी असते. यामुळे एका सामान्य ३ मीटर अक्षावर स्केलचे अंदाजे ६० µm इतके कमाल प्रसरण किंवा आकुंचन होते. या प्रसरणामुळे एक मोठी मापन त्रुटी निर्माण होऊ शकते, जी तिच्या वेळोवेळी बदलणाऱ्या स्वरूपामुळे भरून काढणे कठीण असते.

या प्रकरणात सबस्ट्रेट मास्टर्ड स्केलला प्राधान्य दिले जाते: मास्टर्ड स्केल केवळ ग्रॅनाइट सबस्ट्रेटच्या औष्णिक प्रसरण गुणांकानुसार (CTE) प्रसरण पावेल आणि त्यामुळे, हवेच्या तापमानातील लहान चढउतारांना प्रतिसाद म्हणून त्यात फारसा बदल दिसून येणार नाही. तापमानातील दीर्घकालीन बदलांचा विचार करणे आवश्यक आहे आणि याचा परिणाम उच्च-औष्णिक वस्तुमान असलेल्या सबस्ट्रेटच्या सरासरी तापमानावर होईल. तापमान भरपाई सरळ आहे कारण कंट्रोलरला एन्कोडर स्केलच्या औष्णिक वर्तनाचा विचार न करता केवळ मशीनच्या औष्णिक वर्तनाची भरपाई करणे आवश्यक असते.

थोडक्यात, कमी CTE / उच्च थर्मल मास सबस्ट्रेट्स असलेल्या अचूक CMMs आणि उच्च पातळीच्या मेट्रोलॉजी कामगिरीची आवश्यकता असलेल्या इतर अनुप्रयोगांसाठी, सबस्ट्रेट मास्टर्ड स्केल्स असलेल्या एन्कोडर सिस्टीम्स हा एक उत्कृष्ट उपाय आहे. मास्टर्ड स्केल्सच्या फायद्यांमध्ये थर्मल कॉम्पेन्सेशन पद्धतींचे सुलभीकरण आणि, उदाहरणार्थ, मशीनच्या स्थानिक परिसरातील हवेच्या तापमानातील फरकांमुळे होणाऱ्या, पुनरावृत्ती न होणाऱ्या मापन त्रुटी कमी करण्याची क्षमता यांचा समावेश होतो.