La plupart deMachines à mm (machines à mesurer tridimensionnelles) sont fabriqués parcomposants en granit.
Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) est un appareil de mesure flexible qui a développé un certain nombre de rôles dans l'environnement de fabrication, notamment son utilisation dans le laboratoire de qualité traditionnel et le rôle plus récent de soutien direct à la production sur le site de fabrication dans des environnements plus difficiles.Le comportement thermique des échelles des codeurs CMM devient une considération importante entre ses rôles et son application.
Dans un article récemment publié par Renishaw, le sujet des techniques de montage flottantes et maîtrisées des échelles de codeur est abordé.
Les échelles de codeur sont en effet soit thermiquement indépendantes de leur substrat de montage (flottantes), soit thermiquement dépendantes du substrat (maîtrisées).Une calamine flottante se dilate et se contracte en fonction des caractéristiques thermiques du matériau de calamine, tandis qu'une calamine maîtrisée se dilate et se contracte au même rythme que le substrat sous-jacent.Les techniques de montage de l'échelle de mesure offrent de nombreux avantages pour les différentes applications de mesure : l'article de Renishaw présente le cas où une échelle maîtrisée pourrait être la solution préférée pour les machines de laboratoire.
Les MMT sont utilisées pour capturer des données de mesure tridimensionnelles sur des composants usinés de haute précision, tels que des blocs moteurs et des pales de moteurs à réaction, dans le cadre d'un processus de contrôle qualité.Il existe quatre types de base de machines à mesurer tridimensionnelles : à pont, en porte-à-faux, à portique et à bras horizontal.Les MMT de type pont sont les plus courantes.Dans une conception de pont CMM, un fourreau d'axe Z est monté sur un chariot qui se déplace le long du pont.Le pont est entraîné le long de deux voies de guidage dans la direction de l'axe Y.Un moteur entraîne une épaule du pont, tandis que l'épaule opposée n'est traditionnellement pas entraînée : la structure du pont est généralement guidée/supportée sur des paliers aérostatiques.Le chariot (axe X) et le fourreau (axe Z) peuvent être entraînés par une courroie, une vis ou un moteur linéaire.Les MMT sont conçues pour minimiser les erreurs non reproductibles car celles-ci sont difficiles à compenser dans le contrôleur.
Les MMT hautes performances comprennent un lit de granit à masse thermique élevée et une structure rigide de portique/pont, avec une plume à faible inertie à laquelle est fixé un capteur pour mesurer les caractéristiques de la pièce.Les données générées sont utilisées pour garantir que les pièces respectent les tolérances prédéterminées.Des codeurs linéaires de haute précision sont installés sur les axes X, Y et Z séparés qui peuvent mesurer plusieurs mètres de long sur les machines plus grandes.
Une MMT type à pont en granit utilisée dans une pièce climatisée, avec une température moyenne de 20 ± 2 °C, où la température ambiante change trois fois par heure, permet au granit à masse thermique élevée de maintenir une température moyenne constante de 20 °C.Un codeur linéaire flottant en acier inoxydable installé sur chaque axe de la MMT serait largement indépendant du substrat en granit et réagirait rapidement aux changements de température de l'air en raison de sa conductivité thermique élevée et de sa faible masse thermique, nettement inférieure à la masse thermique de la table en granit. .Cela entraînerait une expansion ou une contraction maximale de l’échelle sur un axe typique de 3 m d’environ 60 µm.Cette expansion peut produire une erreur de mesure importante qui est difficile à compenser en raison de sa nature variable dans le temps.
Une échelle maîtrisée par le substrat est le choix préféré dans ce cas : une échelle maîtrisée ne se dilaterait qu'avec le coefficient de dilatation thermique (CTE) du substrat granitique et présenterait donc peu de changement en réponse à de petites oscillations de la température de l'air.Les changements de température à plus long terme doivent toujours être pris en compte et ceux-ci affecteront la température moyenne d'un substrat à masse thermique élevée.La compensation de température est simple car le contrôleur doit uniquement compenser le comportement thermique de la machine sans également prendre en compte le comportement thermique de l'échelle du codeur.
En résumé, les systèmes de codeurs avec des échelles maîtrisées par substrat constituent une excellente solution pour les MMT de précision avec des substrats à faible CTE/masse thermique élevée et d'autres applications nécessitant des niveaux élevés de performances métrologiques.Les avantages des échelles maîtrisées incluent la simplification des régimes de compensation thermique et le potentiel de réduction des erreurs de mesure non reproductibles dues, par exemple, aux variations de température de l'air dans l'environnement local de la machine.
Heure de publication : 25 décembre 2021