प्रोबले भाग छुनु अघि नै CMM शुद्धता सुरु हुन्छ: समन्वय मापन मेसिनहरूमा ग्रेनाइटको भूमिका

विश्वभरका गुणस्तर नियन्त्रण विभागहरूमा, निर्देशांक मापन मेसिन (CMM) ले अधिकारको स्थान ओगटेको छ। जब मेसिन गरिएको एयरोस्पेस कम्पोनेन्टलाई यसको इन्जिनियरिङ रेखाचित्र विरुद्ध प्रमाणित गर्न आवश्यक पर्दछ, जब संयोजन गर्नु अघि परिशुद्धता गियर सेट निरीक्षण गर्नुपर्छ, जब मेडिकल इम्प्लान्टलाई शल्यक्रिया प्रक्रियामा प्रयोग गर्न सक्नु अघि आयामी प्रमाणीकरण आवश्यक पर्दछ - CMM सामान्यतया अन्तिम मध्यस्थकर्ता हो। यसको मापनले सुरक्षा, कार्यसम्पादन र व्यावसायिक दायित्वलाई असर गर्ने निर्णयहरूलाई प्रभाव पार्ने प्राविधिक विश्वसनीयताको भार बोक्छ।

तैपनि आधुनिक CMM गठन गर्ने सबै परिष्कृत इलेक्ट्रोनिक्स, परिशुद्धता स्केल र जटिल सफ्टवेयरको लागि, मेसिनको शुद्धताको जग ढुङ्गाको टुक्रा हो। किन बुझ्नु - र त्यो ढुङ्गा पर्याप्त गुणस्तरको नभएको बेला के हुन्छ भनेर बुझ्नु - भौतिक प्रणालीहरूमा मापन शुद्धता वास्तवमा कसरी प्राप्त गरिन्छ भन्ने बारे आवश्यक कुरा प्रकट गर्दछ।

CMM ले के मापन गर्छ र यसले कसरी काम गर्छ

निर्देशांक मापन गर्ने मेसिनले भौतिक वस्तुमा रहेका बिन्दुहरूको त्रि-आयामिक निर्देशांकहरू मापन गर्छ। यसले सेन्सिङ प्रोबलाई मापन गरिएको भागको सतहको सम्पर्कमा (वा नजिक, गैर-सम्पर्क स्क्यानिङ प्रोबहरूको अवस्थामा) ल्याएर, प्रत्येक सम्पर्क बिन्दुको XYZ स्थिति रेकर्ड गरेर, र मापन गरिएको बिन्दु क्लाउडमा सबैभन्दा राम्रोसँग फिट हुने ज्यामितीय सुविधाहरू (प्लेनहरू, सिलिन्डरहरू, कोनहरू, फ्री-फर्म सतहहरू) गणना गरेर यो गर्छ।

यस प्रक्रियाको शुद्धता प्रणालीको रूपमा सँगै काम गर्ने धेरै कारकहरूमा निर्भर गर्दछ:

• मेसिनका तीन रेखीय अक्षहरूको शुद्धता (तिनीहरू कति राम्रोसँग सिधा रेखाहरूमा सर्छन्, र रेखीय एन्कोडरहरूद्वारा तिनीहरूको स्थिति कति सही रूपमा मापन गरिन्छ)
• प्रोब प्रणालीको शुद्धता र दोहोरिने क्षमता (सम्पर्क बिन्दुमा यो कति निरन्तर रूपमा ट्रिगर हुन्छ र स्केल रिडिङ बिन्दुबाट यसको अफसेट कति सही रूपमा चित्रण गरिएको छ)
• मेसिन संरचनाको थर्मल स्थिरता (विभिन्न कम्पोनेन्टहरू बीचको भिन्न विस्तारबाट बच्न)
• डेटाम सन्दर्भ सतहको गुणस्तर (सबै Z-अक्ष मापनहरू उत्पन्न हुने समतल सतह र जसको विरुद्धमा मेसिनको ज्यामिति स्थापित हुन्छ)

यो अन्तिम कारक - डेटाम सन्दर्भ सतह - ग्रेनाइट सतह प्लेट हो जसमा CMM बनाइएको छ। धेरैजसो CMM डिजाइनहरूमा, ग्रेनाइट सतह प्लेट केवल एक निष्क्रिय तालिका होइन जसमा मेसिन बस्छ। यो मापन प्रणालीको एक सक्रिय भाग हो। CMM को Z-अक्ष स्केल उत्पत्ति यस सतहको सापेक्षमा परिभाषित गरिएको छ; मेसिनको तेर्सो अक्षहरूको लागि गाइडवेहरू यस सतहमा माउन्ट गरिएका छन् र तिनीहरूको सीधापन यस सतहबाट प्राप्त गर्छन्; मापन गरिएको भाग यस सतहमा (वा यसमा माउन्ट गरिएको फिक्स्चरमा) रहन्छ। ग्रेनाइट प्लेटको समतलता वा दीर्घकालीन आयामी स्थिरतामा कुनै पनि त्रुटि सीधा CMM ले रिपोर्ट गर्ने निर्देशांकहरूमा फैलिन्छ।

डेटम शून्यको रूपमा ग्रेनाइट सतह प्लेट

शास्त्रीय मापन विज्ञानमा, डाटाम भनेको सैद्धान्तिक रूपमा सटीक विशेषता (बिन्दु, अक्ष, वा समतल) हो जसबाट मापन लिइन्छ। CMM को भौतिक संसारमा, डाटाम प्लेन ग्रेनाइट सतह प्लेटको माथिल्लो सतह हो।

जब CMM निर्माताले नयाँ मेसिन क्यालिब्रेट गर्छ, तिनीहरूले मेसिनको आन्तरिक समन्वय प्रणाली स्थापना गर्न ग्रेनाइट टेबल सतहलाई सन्दर्भको रूपमा प्रयोग गर्छन्। विशेष गरी:

• तालिकाको सतहले मेसिन निर्देशांक प्रणालीको XY समतल परिभाषित गर्दछ।
• CMM को पुल वा ग्यान्ट्री ठाडो अक्ष (Z) यस समतललाई सन्दर्भ गरिएको छ।
• तेर्सो अक्षहरू (X र Y) को सीधापन मापन गरिन्छ र टेबल सतहको वास्तविक रूपको सापेक्षमा क्षतिपूर्ति गरिन्छ।

यो क्यालिब्रेसन CMM नियन्त्रक भित्र ज्यामितीय क्षतिपूर्ति तालिकाको रूपमा भण्डारण गरिन्छ। जब मेसिनले कुनै भाग मापन गर्छ, यी भण्डारण गरिएका क्षतिपूर्तिहरूले मेसिनको गतिमा व्यवस्थित त्रुटिहरूको लागि सच्याउछन् - क्यालिब्रेसनको समयमा ग्रेनाइट सतहको सापेक्ष मापन र विशेषता गरिएका त्रुटिहरू।

यदि ग्रेनाइट सतह प्लेटले पछि आकार परिवर्तन गर्छ भने - पहिरन, थर्मल ग्रेडियन्ट, वा आन्तरिक तनावको विश्राम मार्फत - क्षतिपूर्ति तालिकाले अब मेसिनको ज्यामितिलाई सही रूपमा वर्णन गर्दैन। CMM सामान्य रूपमा काम गरिरहेको देखिन्छ (यो सर्छ, प्रोब ट्रिगर हुन्छ, मापन रिपोर्ट गरिन्छ) तर मापनहरूमा व्यवस्थित त्रुटिहरू हुन्छन् जुन ग्रेनाइटको अवस्था बिग्रँदै जाँदा बढ्छ। यी त्रुटिहरू विशेष गरी कपटी छन् किनभने तिनीहरू अनियमित छैनन् - तिनीहरू स्थानिय रूपमा सहसम्बन्धित छन्, तालिकाको क्षेत्रहरूमा व्यवस्थित पूर्वाग्रहहरूको रूपमा देखा पर्छन् जहाँ फारम त्रुटि विकसित भएको छ।

CMM आवेदनहरूको लागि ग्रेड चयन

प्रत्येक CMM आवेदनको लागि एउटै ग्रेड आवश्यक पर्दैनग्रेनाइट सतह प्लेट, तर छनोट आवेदनको मापन अनिश्चितता आवश्यकताहरूद्वारा संचालित हुनुपर्छ, तालिकाको खरिद मूल्यद्वारा होइन।

सन्दर्भ CMM र क्यालिब्रेसन प्रयोगशालाहरू

सन्दर्भ मेसिनको रूपमा प्रयोग हुने CMM हरू - अन्य CMM हरूलाई क्यालिब्रेट गर्ने, सन्दर्भ कलाकृतिहरू प्रमाणित गर्ने, वा मापन प्रणालीको लागि ट्रेसेबिलिटी एङ्करको रूपमा सेवा गर्ने - लाई सामान्यतया ग्रेड ०० (DIN ८७६ प्रति प्रयोगशाला ग्रेड) वा ASME B८९.३.७ प्रति प्रयोगशाला ग्रेड आवश्यक पर्दछ। यी व्यावसायिक रूपमा उत्पादित उच्चतम-ग्रेड सतह प्लेटहरू हुन्, पूर्ण तालिका सतहमा कम एकल-अंकको माइक्रोमिटर दायरामा समतलता सहनशीलताका साथ।

यस स्तरमा, ग्रेनाइट टेबल सतहलाई पनि आवधिक रूपमा पुन: योग्य र पुन: प्रमाणित गरिनुपर्छ, जसको मापन राष्ट्रिय मापदण्ड अनुसार गर्न सकिन्छ। पुन: योग्यता अन्तराल प्रयोगको तीव्रता र मापनको आलोचनामा निर्भर गर्दछ, तर सामान्यतया वार्षिक वा द्विवार्षिक हुन्छ।

उत्पादन तल्ला निरीक्षण CMM हरू

उत्पादन निरीक्षणमा प्रयोग हुने CMM हरू - मेसिन गरिएका भागहरूले एसेम्बली गर्नु अघि आयामी विशिष्टताहरू पूरा गर्छन् भनी प्रमाणित गर्ने - सामान्यतया ग्रेड ० वा ग्रेड १ सतह प्लेटहरूसँग काम गर्छन्। उत्पादन निरीक्षणको लागि मापन अनिश्चितता आवश्यकताहरू क्यालिब्रेसन कार्यको तुलनामा बढी आरामदायी हुन्छन्, र तदनुसार, ग्रेनाइट टेबलमा समतलता आवश्यकताहरू कम कडा हुन्छन्।

यद्यपि, जाँच गरिँदै गरेको भाग सहिष्णुताको सन्दर्भमा "अधिक आरामदायी" अझै पनि बुझ्नुपर्छ। यदि उत्पादन CMM १०-२० μm को सहिष्णुता भएका सुविधाहरू प्रमाणित गर्न प्रयोग भइरहेको छ भने, ग्रेड १ सतह प्लेट (मध्यम आकारको तालिकामा ५-१० μm दायरामा समतलता भएको) उपयुक्त छ। यस अनुप्रयोगको लागि ग्रेड २ वा कार्यशाला-ग्रेड सतह प्लेट प्रयोग गर्दा तालिकाको फारम त्रुटिले कुल मापन अनिश्चितताको महत्त्वपूर्ण अंश योगदान गर्ने जोखिम हुन्छ।

इलेक्ट्रोनिक्स र प्रेसिजन अप्टिक्सका लागि साना CMM हरू

इलेक्ट्रोनिक्स निर्माण र परिशुद्धता अप्टिक्स क्षेत्रहरूमा, साना CMM हरू कनेक्टर हाउजिङ, अप्टिकल माउन्टहरू, र परिशुद्धता-मेशिन गरिएको क्यामेरा बडीहरू जस्ता घटकहरूमा माइक्रोमिटर र उप-माइक्रोमिटर स्तरमा सुविधाहरू मापन गर्न प्रयोग गरिन्छ। यी अनुप्रयोगहरूले आवश्यक मापन अनिश्चितताहरू प्राप्त गर्न ग्रेड ०० सतह प्लेटहरू - र, केही अवस्थामा, सक्रिय रूपमा तापक्रम-नियन्त्रित ग्रेनाइट तालिकाहरू - माग गर्छन्।

सामान्य विफलता मोडहरू: ग्रेनाइट गुणस्तर अपर्याप्त हुँदा के गलत हुन्छ

CMM मा अपर्याप्त गुणस्तरको ग्रेनाइट निर्दिष्ट गर्ने वा स्वीकार गर्ने परिणामहरू धेरै विशेषता विफलता मोडहरूमा स्पष्ट हुन्छन्:

उच्च-प्रयोग क्षेत्रहरूमा व्यवस्थित स्थितिगत अफसेट

CMM तालिकाको केन्द्र, र सामान्यतया प्रयोग हुने फिक्स्चर स्थितिहरू मुनि रहेका क्षेत्रहरूले प्रोब सम्पर्कको उच्चतम घनत्व र पार्ट-लोडिङ चक्रहरूको सबैभन्दा ठूलो संख्या अनुभव गर्छन्। समयसँगै, यी क्षेत्रहरूले मापनयोग्य पहिरन विकास गर्न सक्छन्, जसले गर्दा थोरै अवतलता उत्पादन हुन्छ। बाक्लो, कडा सामग्रीबाट उत्पादित राम्रोसँग बनाइएको ग्रेड ० वा ग्रेड ०० ग्रेनाइट तालिकाले यो पहिरनलाई प्रभावकारी रूपमा प्रतिरोध गर्छ। कम-गुणस्तरको ढुङ्गा - विशेष गरी संगमरमर वा कम-घनत्व खैरो ग्रेनाइट - उल्लेखनीय रूपमा नरम हुन्छ र पहिरन ढाँचाहरू छिटो विकास गर्दछ।

उत्पादन वातावरणमा जहाँ एक विशिष्ट फिक्स्चर स्थान प्रति महिना हजारौं पटक प्रयोग गरिन्छ, यो पहिरन एक देखि दुई वर्ष भित्र मापन शुद्धतालाई असर गर्ने बिन्दुमा जम्मा हुन सक्छ। पहिरिएको स्थानमा मापन गरिएका भागहरूको Z-निर्देशनमा लक्षणहरू व्यवस्थित सकारात्मक वा नकारात्मक पूर्वाग्रहको रूपमा देखा पर्दछ - एक पूर्वाग्रह जुन तुरुन्तै टेबल पहिरनको समस्याको रूपमा पहिचान गर्न सकिँदैन।

भुइँको सम्पर्कबाट थर्मल विकृति

उत्पादन वातावरणमा CMM ग्रेनाइट टेबलहरू प्रायः कारखानाको भुइँमा सिधै राखिन्छन् जहाँ तापक्रम ढाँचाहरू हुन्छन् — विशेष गरी बाहिरी भित्ताहरू, लोडिङ डक ढोकाहरू, वा ताप उत्पादन गर्ने प्रक्रिया उपकरणहरू नजिक। यदि ग्रेनाइट टेबल गैर-एकसमान भुइँसँग नजिकको थर्मल सम्पर्कमा छ भने, ताप टेबलबाट असमान रूपमा बग्छ, जसले टेबलको सतहलाई विकृत गर्ने थर्मल ग्रेडियन्ट सिर्जना गर्दछ।

प्रिमियम घना ग्रेनाइट (जस्तै उच्च-घनत्व कालो ग्रेनाइट) मा सामान्य खैरो ग्रेनाइट भन्दा कम थर्मल चालकता र कम CTE हुन्छ, जसको अर्थ यसले थर्मल गडबडीहरूमा बढी ढिलो प्रतिक्रिया दिन्छ र तापक्रम ढाँचा अवस्थित हुँदा कम विकृत हुन्छ। बाक्लो, घना ग्रेनाइट तालिकाको थर्मल समय स्थिरांक अपेक्षाकृत लामो हुन्छ - थर्मल गडबडीको पूर्ण प्रभाव देखा पर्न धेरै घण्टा लाग्छ - तर एक पटक विकृति स्थापित भएपछि, थर्मल स्रोत हटाइएपछि पनि यो उस्तै लामो अवधिसम्म रहन्छ।

मानक न्यूनीकरण भनेको भुइँबाट CMM ग्रेनाइट टेबलको उचित पृथकीकरण हो - कम्पन आइसोलेसन माउन्टहरू प्रयोग गरेर जसले थर्मल आइसोलेसन पनि प्रदान गर्दछ - र थर्मल स्रोतहरू र बाहिरी भित्ताहरूबाट टाढा थर्मल रूपमा स्थिर क्षेत्रमा CMM को स्थान निर्धारण गर्नु हो।

अपर्याप्त रूपमा वृद्ध ढुङ्गामा घस्रनु र आराम

ग्रेनाइट जुन पर्याप्त रूपमा पुरानो भएको छैन र परिशुद्धता मेसिनिङ अघि तनावमुक्त छैन, डेलिभरी पछि बिस्तारै आराम गर्न जारी राख्न सक्छ, जसले गर्दा मेसिन गरिएको सतह महिनौंसम्म यसको निर्दिष्ट रूपबाट बहन सक्छ। यो प्रक्रिया सामान्यतया ढिलो हुन्छ र राम्रोसँग प्रशोधित सामग्रीमा प्रति वर्ष एक माइक्रोमिटर भन्दा कमको बहाव दर उत्पादन गर्दछ - तर उप-माइक्रोन CMM शुद्धता आवश्यकताहरूको सन्दर्भमा, यो ढिलो बहाव पनि परिशुद्धता उपकरणको बहु-वर्षीय सेवा जीवनमा महत्त्वपूर्ण छ।

उपयुक्त उपाय भनेको सतह प्लेट निर्माताद्वारा कडा आगमन सामग्री योग्यता हो, जसमा सटीक प्रशोधन सुरु हुनुभन्दा पहिले रफ-कट सामग्रीको लागि न्यूनतम उमेर अवधि समावेश गरिएको छ। उत्पादन समय घटाउन यो चरण छोड्ने निर्माताले डेलिभरीमा अनुरूप देखिने तर सेवामा कमजोर हुने उत्पादन बेचिरहेको हुन्छ।

सेवामा CMM ग्रेनाइट टेबलहरू मर्मत गर्दै

सबै परिशुद्धता मापन उपकरणहरू जस्तै, CMM ग्रेनाइट सतह प्लेटहरूलाई आवधिक मर्मतसम्भार र पुन: योग्यता आवश्यक पर्दछ ताकि तिनीहरूले आफ्नो निर्दिष्ट समतलता पूरा गर्न जारी राख्छन्। ग्रेनाइट CMM तालिकाहरू कायम राख्नका लागि उत्तम अभ्यासहरू समावेश छन्:

तापक्रम अनुगमन र कागजात - तालिकाको तापक्रम वातावरणको लग कायम राख्नाले बहाव प्रवृत्तिहरू पहिचान गर्दछ र मापन विसंगतिहरूलाई थर्मल घटनाहरूसँग सम्बन्धित गर्न मद्दत गर्दछ।

नियमित सफाई — सतहलाई क्षति पुर्‍याउन सक्ने स्वार्फ, शीतलक अवशेष र घर्षण कणहरू हटाउन उपयुक्त क्लीनरहरू (तटस्थ pH, गैर-घर्षक) ले समय-समयमा सतह सफा गर्नुपर्छ। सतहहरूलाई कहिल्यै पनि घर्षण सामग्रीले सफा गर्नु हुँदैन।

आवधिक समतलता पुन: प्रमाणीकरण — कुनै पनि बहाव वा झर्ने पत्ता लगाउन मूल प्रमाणीकरण विरुद्ध समतलता पुन: मापन गर्नुपर्छ। मापन विधि र उपकरण दस्तावेजीकृत हुनुपर्छ र मूल प्रमाणीकरण जस्तै मापदण्डहरू अनुरूप ट्रेस गर्न सकिन्छ।

भारी फिक्स्चरहरूको सावधानीपूर्वक ह्यान्डलिङ — भारी फिक्स्चर वा भागहरू ग्रेनाइट सतहमा बिस्तारै सेट गरिनुपर्छ र सन्तुलित बिन्दुहरूमा समर्थन गरिनुपर्छ ताकि किनारहरू चिप्लन वा स्थानीय तनाव सांद्रता निम्त्याउन सक्ने पोइन्ट लोडिङबाट बच्न सकियोस्।

चिपिङ र क्षति मर्मत — चिप र क्षतिग्रस्त क्षेत्रहरूको दस्तावेजीकरण र मूल्याङ्कन गरिनुपर्छ। गैर-महत्वपूर्ण क्षेत्रहरूमा साना चिपहरू प्रोबको कार्य क्षेत्र बाहिर छन् भने मेसिनको शुद्धतालाई असर नगर्न सक्छन्। उच्च-प्रयोग मापन क्षेत्रहरूमा चिपहरू पुन: ल्यापिङ वा प्रतिस्थापन आवश्यक छ कि छैन भनेर निर्धारण गर्न मेसिनको त्रुटि बजेट विरुद्ध मूल्याङ्कन गरिनुपर्छ।

मापन अनिश्चितता बजेटको भागको रूपमा ग्रेनाइट तालिका

CMM कार्यसम्पादन परीक्षणलाई नियन्त्रण गर्ने अन्तर्राष्ट्रिय मापदण्ड ISO 10360 ले CMM को भोल्युमेट्रिक मापन शुद्धता कसरी निर्धारण र व्यक्त गर्नुपर्छ भनेर निर्दिष्ट गर्दछ। यो मानकले CMM को उल्लेख गरिएको भोल्युमेट्रिक शुद्धता र विशिष्ट मापन कार्यमा लागू हुने कुल मापन अनिश्चितता बीचको भिन्नता देखाउँछ।

CMM मापनको लागि कुल मापन अनिश्चिततामा निम्नबाट योगदानहरू समावेश छन्:

• CMM भोल्युमेट्रिक शुद्धता (ISO १०३६० परीक्षणबाट)
• जाँच योग्यता त्रुटिहरू
• पार्ट क्ल्याम्पिङ र फिक्स्चरिङ प्रभावहरू
• पार्टपुर्जा र मेसिनमा तापक्रमको प्रभाव
• ग्रेनाइट टेबल सतहको फारम त्रुटि

यो अन्तिम योगदान - ग्रेनाइट तालिकाको फारम त्रुटि - प्रायः सरलीकृत अनिश्चितता विश्लेषणबाट हटाइन्छ, विशेष गरी उत्पादन वातावरणमा जहाँ अनिश्चितता विश्लेषणको सट्टा प्रति-भाग चक्र समयमा ध्यान केन्द्रित गरिन्छ। यसलाई छोड्दा उल्लेखित मापन अनिश्चितताहरू निम्त्याउँछ जुन आशावादी छन्; वास्तविक मापन परिणामहरूमा त्रुटिको अतिरिक्त घटक हुन्छ जुन हिसाब छैन।

मान्यता प्राप्त क्यालिब्रेसन प्रयोगशालाहरूको लागि ISO/IEC १७०२५ द्वारा आवश्यक र कुनै पनि महत्वपूर्ण मापन अनुप्रयोगको लागि राम्रो इन्जिनियरिङ अभ्यासको रूपमा - पूर्ण, कठोर मापन अनिश्चितता बजेटमा ग्रेनाइट टेबल सतहको योगदान समावेश हुनुपर्छ। यसको लागि तालिकाको वास्तविक समतलता (हालैको क्यालिब्रेसनबाट) जान्न र त्यो समतलता त्रुटिले प्रदर्शन भइरहेको मापनमा कसरी म्याप गर्छ भनेर अनुमान गर्न आवश्यक छ।

निष्कर्ष: अरू सबै कुरा निर्भर गर्ने मिति

CMM एउटा मापन प्रणाली हो, र सबै मापन प्रणालीहरू जस्तै, यसको शुद्धता अन्ततः यसको सन्दर्भको शुद्धता द्वारा सीमित हुन्छ। ग्रेनाइट सतह प्लेट त्यो सन्दर्भ हो — Z अक्षको लागि, XY प्लेनको लागि, भागहरूको फिक्स्चरको लागि, र मेसिनको सम्पूर्ण ज्यामितीय त्रुटि नक्साको क्यालिब्रेसनको लागि।

यस सन्दर्भको गुणस्तरमा उचित रूपमा लगानी गर्नु - सही ग्रेड निर्दिष्ट गर्ने, सामग्रीको गुणस्तर प्रमाणित गर्ने, यसलाई उचित रूपमा कायम राख्ने, र समय-समयमा पुन: योग्य बनाउने - ओभरहेड होइन। यो मापन अखण्डताको जग हो। र मापन अखण्डता, एयरोस्पेसदेखि मेडिकल उपकरणहरूदेखि अर्धचालक निर्माणसम्मका उद्योगहरूमा, उत्पादन गुणस्तर र प्रयोगकर्ता सुरक्षाको जग हो।