Una máquina de medición de coordenadas puede tener escalas de alta-resolución, tecnología de sondeo sofisticada y software de medición avanzado, pero sus resultados aún dependen de la estructura mecánica debajo de esos sistemas. La base de granito, las guías, los miembros del puente, las columnas y las superficies de montaje de precisión establecen el marco de referencia físico para cada coordinación X, Y y Z en los informes de la CMM.
Es por eso que las piezas mecánicas de granito de ultra-precisión siguen siendo fundamentales para unir las CMM, las CMM de pórtico, los sistemas de medición óptica y las máquinas de inspección personalizadas. El granito no se utiliza simplemente porque es pesado. Su valor proviene de la estabilidad geométrica-a largo plazo, la respuesta térmica controlada, la amortiguación de vibraciones, las superficies mecanizables-de precisión y la compatibilidad con entornos de metrología.
La referencia mecánica detrás de cada medición
Una CMM mide la geometría de una pieza moviendo una sonda a través de un sistema de coordenadas definido. La sonda puede tocar una superficie, escanear continuamente o recoger datos ópticos, pero la máquina debe saber exactamente dónde están sus ejes en cada momento.
Los componentes estructurales determinan si ese sistema de coordenadas permanece estable. Una base de CMM soporta la pieza de trabajo y el dispositivo. Las guías definen la trayectoria de desplazamiento del puente o carro en movimiento. Las columnas y vigas mantienen la escuadra entre ejes. Las superficies de montaje establecen la relación entre codificadores, cojinetes neumáticos, componentes impulsores y elementos sensores.
La mayoría de las CMM fijas utilizan una mesa de granito gruesa, plana y estable. Las máquinas más grandes también pueden incorporar guías directamente en la mesa de granito, mientras que los conjuntos de puente, brazo y pluma llevan los tres ejes de medición. Por lo tanto, muchos diseños de MMC-de uso general integran su estructura de eje Y-con una mesa de granito en lugar de tratar el granito únicamente como un soporte para la pieza de trabajo.mitutoyo+1
Para los gerentes de calidad y técnicos de laboratorio, esto tiene una consecuencia práctica: la precisión declarada de una MMC no puede separarse del estado de sus componentes estructurales de referencia. El desgaste, la contaminación, una mala nivelación, los gradientes térmicos, los insertos dañados o el montaje incorrecto pueden influir en la cadena de medición.
Por qué el granito se adapta a las estructuras CMM
El granito de precisión es muy adecuado paraPiezas mecánicas para MMCporque es naturalmente denso, rígido, no-magnético, eléctricamente no-conductor y resistente a la corrosión. Puede rectificarse con precisión y pulirse-a mano para producir superficies de trabajo con planitud, rectitud, paralelismo y escuadra controlados.
El granito tampoco tiene tensiones residuales derivadas de la soldadura o la fundición de metales convencional. Eso no significa que una estructura de granito nunca se mueva; Todos los materiales responden a la temperatura y la carga. Significa que el material no sufre el mismo comportamiento de alivio de tensión-a largo plazo-que puede complicar algunas estructuras metálicas fabricadas o fundidas.
El comportamiento térmico es particularmente importante. Una estructura de referencia no debe reaccionar rápidamente a cambios-a corto plazo en la temperatura ambiente, el movimiento del personal, el calor del motor, la iluminación, el flujo de aire o la maquinaria cercana. Los datos de la industria comúnmente sitúan la expansión térmica del granito en aproximadamente 5 µm/m·K, en comparación con aproximadamente 12 µm/m·K para el acero; su conductividad térmica mucho menor también significa que responde más lentamente a los cambios de temperatura.reitz-natursteintechnik
Esa respuesta más lenta puede resultar valiosa en salas de medición donde la temperatura del aire está controlada pero no es perfectamente uniforme. Una base estable de CMM de granito reduce la probabilidad de que la estructura misma se convierta en la fuente dominante de cambios geométricos a corto-plazo. Aún así, el granito puede desarrollar gradientes de temperatura, especialmente en estructuras grandes. El aire acondicionado adecuado, la ubicación sensata de la máquina, los sensores térmicos, los procedimientos-de calentamiento y la compensación de software siguen siendo necesarios para el trabajo exigente.
Planitud, rectitud y precisión de la guía
El rendimiento de la CMM comienza con la geometría. Una placa de superficie de granito proporciona la base de soporte plana para la pieza y el accesorio, mientras que las guías de granito y los miembros estructurales ayudan a mantener la alineación de los ejes móviles.
El proceso de mecanizado es tan importante como la materia prima. Un componente de granito CMM normalmente se corta para darle forma, se mecaniza en desbaste-, se estabiliza, se rectifica con precisión y se pule-a mano. Luego se colocan insertos metálicos, orificios de montaje, canales de aire, casquillos roscados y superficies de unión a partir de puntos de referencia establecidos. Cada paso debe controlarse porque un error en la base puede transferirse a la alineación del riel, al movimiento del carro y, en última instancia, a la posición de la sonda.
El granito es compatible con el mecanizado con diamante y el lapeado manual, lo que permite refinar las superficies de las guías al nivel de requisitos de micras-. Esta es una de las razones por las que se utiliza granito en sistemas de guías CMM de alta-precisión, donde la rectitud y la planitud son fundamentales para el movimiento repetible del eje.reitz-natursteintechnik
En nuestro trabajo con conjuntos de granito de precisión, el plan de inspección final generalmente se analiza antes de que comience la producción. Las bases grandes de CMM a menudo requieren más que un informe de planitud. Los clientes pueden necesitar paralelismo entre las superficies de las guías, cuadratura entre puntos de referencia verticales y horizontales, verificación de la ubicación de las inserciones o verificaciones de ensamblaje con rieles metálicos adheridos. El método de inspección debe coincidir con la función del componente, no sólo con el título del dibujo.
Repetibilidad de vibración, masa y medición
Una MMC es sensible a las vibraciones del tráfico peatonal,-sistemas de aire comprimido, máquinas herramienta cercanas, equipos de manipulación y sus propios ejes móviles. La masa del granito y su amortiguación natural ayudan a crear una plataforma mecánica más silenciosa para la medición.
Esto no reemplaza una base adecuada ni un sistema-de aislamiento de vibraciones. Las CMM de pórtico grandes pueden requerir estructuras-montadas en el piso, mientras que las máquinas más pequeñas pueden usar placas de granito con aislamiento pasivo o activo. La base y el marco de soporte deben seleccionarse como parte de la instalación, porque un excelente componente de granito no puede compensar un suelo inestable o pies niveladores mal ajustados.
El granito también es ventajoso en entornos donde la interferencia magnética o la corrosión pueden ser motivo de preocupación. Su naturaleza no-magnética y no-conductora puede resultar útil con hardware de medición sensible, mientras que su resistencia a la oxidación reduce los requisitos de mantenimiento en comparación con las superficies ferrosas sin protección.
Del bloque de granito al ensamblaje de MMC
Una base de granito CMM no es una losa de piedra genérica. La calidad del material, la geometría, el diseño de la plaquita, la disposición del soporte, la secuencia de mecanizado y el procedimiento de inspección deben ajustarse a las condiciones operativas de la máquina.
Para una MMC de puente compacta, la base puede incluir superficies de soporte de pieza de trabajo-traslapadas, inserciones integradas para fijaciones y puntos de referencia de guías de precisión. Una máquina de pórtico más grande puede requerir rieles de granito largos y paralelos, interfaces de piso, múltiples puntos de referencia de ensamblaje, disposiciones para el tendido de cables-y uniones controladas con estructuras metálicas. Los sistemas CMM ópticos y de escaneo pueden requerir además acabados de baja-reflectividad, pasajes de cables protegidos e interfaces de sensores cuidadosamente ubicadas.
UNPARALLELED® fabrica piezas mecánicas de granito CMM personalizadas, incluidas bases de granito, guías, estructuras de puentes, columnas y componentes de ensamblaje, según los dibujos del cliente y los requisitos de medición. El objetivo práctico no es tratar el granito como un-producto independiente, sino proporcionar una estructura de referencia controlada que pueda integrarse con los rieles, cojinetes, unidades, básculas y accesorios del cliente.
Seleccionar y especificar componentes de granito
Los compradores de ingeniería deben definir lo siguiente antes de solicitar una cotización para piezas de granito CMM:
Dimensiones requeridas, capacidad de carga y diseño de puntos de soporte-.
Tolerancias críticas de planitud, rectitud, paralelismo y cuadratura.
Ubicaciones-de caras de trabajo y superficies protegidas que no-trabajen.
Material de inserción, estándar de rosca, espaciado, profundidad y requisitos de extracción-.
Interfaces de enrutamiento ferroviario,-aéreo, codificador, sensor y{1}}cables.
Rango de temperatura de funcionamiento y medición-condiciones de la habitación.
Informe de calibración requerido, trazabilidad, puntos de aceptación y método de empaque.
La mejor estructura de granito para MMC es la que se especifica como parte del presupuesto de precisión total de la máquina. Cuando su material, geometría, interfaces y criterios de inspección están alineados con la aplicación, las piezas mecánicas de granito de ultra-precisión proporcionan la base estable que requiere una medición de coordenadas confiable.