איך לגודל מדריך ליניארי?

מסילות מדריך ליניאריות משמשות כרכיבי העברת הליבה בציוד דיוק כמו כלי מכונת CNC וקווי ייצור אוטומטיים. הדיוק הממדי שלהם קובע ישירות את דיוק המיקום של הציוד, החלקות התפעולית וחיי השירות.

לדוגמה, במכונות פוטוליתוגרפיה של מוליכים למחצה, יש לשלוט על שגיאת הישר של מסילות המדריך תוך 0.1 מיקרומטר. כישלון בכך יגרום ליישור שגוי בדפוסי חשיפה לשבבים. במהלך עיבוד דיוק, אם הסובלנות המוצבת של חורי הרכבה על גוש ההזזה עולה על 0.05 מ"מ, היא תביא לחספוס פני השטח הבלתי מקובל על חומר העבודה.

לפיכך, מדידה ממדית שיטתית וסטנדרטית היא צעד קריטי להבטיח ביצועים של מסילות מדריך.

(I) כלי מדידה כלליים

קליפר ורנייר
מחוגה של ורנייה מסווגת לשלוש ציוני דיוק: 0.02 מ"מ, 0.05 מ"מ ו -0.1 מ"מ, כאשר ציון 0.02 מ"מ הוא הנפוץ ביותר. בעת מדידת רוחב המעקה, על הלסתות המדידה החיצוניות לפנות לחלוטין לשני משטחי הצד של המעקה תוך הבטחת בניצב לציר המעקה. למדידת קוטר חורי ההרכבה של המחוון, צאו במדידות מרובות בכיוונים שונים וממוצע התוצאות כדי למנוע שגיאות הנגרמות כתוצאה מיובשות. לפי פעולת המדידה המכנית היומית ידנית סטנדרטית, ניקוי משטחי המדידה ובדיקת שגיאת אפס על ידי סגירת מאזני הראשי והרנייה הם חובה לפני המדידה.

מִיקרוֹמֶטֶר
בדרך כלל משתמשים במיקרומטר חיצוני למדידת קוטרי כדור, ואילו מיקרומטר פנימי מתאימים לבדיקת עומק החריץ של הרכבת. בעת מדידת קוטרי הכדור, צרו קשר קלות במשטח הכדור עם סדן המיקרומטר ומרחו כוח מדידה קבוע של 5-10N באמצעות מנגנון המחגר. על פי טכנולוגיית הייצור המכני, מיקרומטר משיגים דיוק של 0.001 מ"מ אך דורשים כיול אפס לפני השימוש והימנעות משגיאות התפשטות תרמית משונות טמפרטורה במהלך המדידה.

(Ii) מכשירי מדידה של סובלנות גיאומטרית

מחוון חיוג ומחוון בדיקת חיוג
תקן מחוון חיוג למחוון המעקה באמצעות בסיס מגנטי. להזיז את המחוון באופן אחיד לאורך כל אורך המעקה; שגיאת ישירות נקבעת על ידי טווח הסטייה של המחט. לדוגמה, סטיה של מחט 0.02 מ"מ חורגת מהסובלנות עבור 1M - רכבת ארוכה, המחייבת כיול. מחקרים על בדיקת דיוק רכבת מדריך מכונה מציין כי יש להחיל טעינה מוקדמת של 1-2 מ"מ על ראש המד כדי לבטל את אפקטים של הפיגוע.

אינטרפרומטר לייזר
מכשיר זה מייצר שולי הפרעות בין מראות קרן לייזר ומראות רפלקטור. סטיות ישירות משנות את שלב שוליים, ומאפשרות חישוב מערכת אוטומטית של ערכי שגיאה. עבור מסילות מדריך ציוד מוליכים למחצה, רזולוציות מגיעות ל 0.1 מיקרומטר, ומאפשרות - אורך מיקרון - דיוק ברמה. לדוגמה, קו ייצור פוטוליטוגרפיה באמצעות אינטרפרומטרי לייזר של Renishaw XL-80 שומר על ישירות הרכבת בטווח של 0.3 מיקרומטר/מ '.

(Iii) כלי מדידה מבניים מיוחדים

מד אש
בדיקת חוטי חור הרכבה של הרכבה דורשת התאמה גו ולא - Go Aduges. מד GO חייב להבריג בחופשיות דרך החור המשורשר, ואילו מד GO של NO- אסור לעסוק מעבר לשני מגרשי חוט. לפי ספר העיצוב של המכונה, אזור הסובלנות בקוטר המגרש עבור חוטי M6 × 1.0 הוא ± 0.05 מ"מ, המחייב אימות בכיוונים מרובים.

מד מרגיש יותר
מדידת מרווח בין המעקה לבסיס ההרכבה דורשת ערכות מד מרגישות עם תוספות עובי 0.01 מ"מ. הכנס מדדים לפער; ערך המדידה הוא המד העבה הבא שלא ניתן להכניס אותו. מתקני קו ייצור רכב מדגימים כי אישורים העולים על 0.05 מ"מ מגדילים את הרטט התפעולי ב -30%, מה שמפגע משמעותית ביציבות הציוד.

(I) מדידת אורך הרכבת

שיטת מדידת קלטת
עבור מסילות מתחת ל -3 מ ', השתמש במדידת קלטת פלדה של 5 מ'. שני מפעילים נדרשים לשמור על הקלטת במקביל לציר המעקה ולמנוע עיוות מתח. כשמדדים מסילה של 2 מ ', קח קריאות בשני הקצוות וגם בנקודת האמצע, ואז ממוצע התוצאות. יש לשלוט על שגיאת מדידה בודדת - בתוך ± 0.5 מ"מ.

שיטת מד מרחק לייזר
עבור מסילות ארוכות, השתמש במדידת חתך: מדוד פחות או שווה לקטעים של 5 מ 'עם חפיפה של 100 מ"מ בין קטעים סמוכים. מערכי נתונים של Superimpte עבור חישוב אורך כולל. למדידת מסילה של 10 מ ', חלקו לשלושה מקטעים עם פיצוי טמפרטורה (מקדם 11 מיקרומטר/ מעלות מיושם). הדיוק הסופי משיג ± 1 מ"מ.

(Ii) מדידת רדיוס חריץ מסלול מירוץ
השתמש בפרופילומטרים עבור סריקת יצירת קשר ללא - ב -10 מ"מ/שניות עם מרווחי דגימה של 0.01 מ"מ. מחקרים שנערכו על ידי מכון מיסבים מתגלגל מצביעים על רדיוס חריץ סטנדרטי קוטר 1.05 × כדור כדור (למשל, רדיוס 6.3 מ"מ לכדורים של 6 מ"מ). סובלנות המדידה חייבת להיות בתוך ± 0.02 מ"מ.

(Iii) סובלנות למצב חור הרכבה
ערכו מדידה באמצעות מכונת מדידה קואורדינטית (CMM) תחת סביבה מבוקרת (20 ± 2 מעלות). אבטח את המחוון לטבלה, קבע חור נתון כמתאם מקור, ואז מדוד את קואורדינטות החור שנותרו. סובלנות מרווח חור: ± 0.05 מ"מ; סטייה אלכסונית: פחות או שווה ל ± 0.1 מ"מ. יצרנית כלי מכונות מדויקת דיווחה על פגמים בהתקנת המחוון המופחתים מ- 12% ל- 1.5% לאחר יישום CMM.

(Iv) אימות יושר הרכבות

Rightgege - שיטת מד Seeler
בחר יישור 200 מ"מ ארוך יותר מהמעקה. לחץ עליו בחוזקה על פני המעקה ומדוד פינוי מקסימאלי עם מדדי Feeler. עבור בדיקת רכבת 2 מ 'באמצעות יישור 2.5 מ', ישירות נדחית אם החדרת מד עולה על עומק 150 מ"מ, הדורשת תיקון טחינה.

שיטת אינטרפרומטר לייזר
מיקום התייחסות ומראות נעות במרחק של 1 מ 'זה מזה. אסוף נתונים על ידי חציית המראה הנעה לאורך המעקה. לפי דוח מחקר ליישום לייזר לייזר, שגיאת ישירות חייבת להיות פחותה או שווה ל 0.4 מיקרומטר/מ '. חריגה בסף זה מחייבת גרידת ידיים או פיצוי CNC.

(I) בקרה סביבתית

בקרת טמפרטורה
מקדם ההתרחבות התרמית של חומרי הרכבת הוא כ- 11 × 10⁻⁶/ מעלות, וגורם לשינוי באורך 11 מיקרומטר לכל מעלה עבור מסילה של 1 מ '. המדידות חייבות להתרחש אפוא בסביבת טמפרטורה של 20 ± 2 מעלות -. עבור מדידות דיוק גבוהות -, השתמש בטמפרטורה - תנודות מגבילות תארים מבוקרות ל ± 0.5 מעלות.

בקרת רטט
הטילו מחצלות דעיכת גומי באזור המדידה ומכשירים מאובטחים ללוחות שטח גרניט. נתונים ממעבדת מדידה מדויקת מראים הפרעות רטט על אינטרפרומטרים של לייזר מופחתים מ- 0.3 מיקרומטר ל- 0.05 מיקרומטר לאחר יישום מדדי דיכוי.

(Ii) סטנדרטים תפעוליים

לפני - הכנת המדידה
משטחי רכבת נקיים עם אתנול נטול מים להסרת פסולת שמן ופסולת מתכת. בעת כיול מחוגה של ורנייר, מיישר באופן מלא את מאזני הראשי והרנייר באפס. מחווני חיוג דורשים 1/3 מלא - טעינה מוקדמת בקנה מידה כדי לחסל את התנגשות ההילוכים.

ביצוע מדידה
שמור על מהירות תנועת הכלים בגובה 5-10 מ"מ/שניות ללא עצירות פתאומיות. עבור אינטרפרומטרים בלייזר, התחממו מראש למשך 30 דקות עד יציבה, התאמת הנתיב האופטי כדי להבטיח עוצמת הלייזר המשתקפת עולה על 80%.

(Iii) עיבוד נתונים

ממוצע מדידות מרובות
קח יותר או שווה ל -3 מדידות לכל ממד. חשב סטיית תקן באמצעות הנוסחה של בסל:
σ=∑i =1 n (xi - x‾) 2n - 1σ=n−1∑i=1n​(xi​−x)2​​
מחדש אם סטיית תקן עולה על אחת - שלישית מהשגיאה המותרת.

התאמת נתונים ופיצוי שגיאות
לנתוני ישירות, הקימו קו הפניה דרך - ריבועים המתאימים לחישוב סטייה בכל נקודה. לפי סטנדרט GB/T 1958-2017, יישם פיצוי שגיאות CNC כדי להעלות את דיוק הרכבת למפרט תכנון.,

מדידה ממדית של מסילות מדריך ליניאריות מהווה תהליך בסיסי להבטיח הפעלה מדויקת של ציוד תעשייתי. באמצעות בחירה מתאימה של מכשירי מדידה, ביצוע סטנדרטי של נהלים, בקרה סביבתית קפדנית ושילוב של טכניקות עיבוד נתונים מתקדמות, ניתן לשפר ביעילות את דיוק המדידה.

כאשר ייצור חכם ממשיך לרומם את דרישות הדיוק לציוד, טכנולוגיות מדידה עתידיות יתפתחו לעבר פתרונות לא - פתרונות קשר, אוטומטיים ואינטליגנטים. זה כולל אימוץ של מערכות מדידת ראיית מכונה ואלגוריתמים של פיצוי שגיאות מופעל על ידי AI -, מה שמניע עוד יותר חדשנות בטכנולוגיית המטרולוגיה.