Един прецизен измервателен уред е само половината от измерването; другата половина е стаята, в която се намира. Лазерният интерферометър може да различи частица от микрона, но ако работилницата около него се отклони с един градус или се разклати, когато минава превозно средство, никой инструмент не може да възстанови истината, която е трябвало да запише. Контролът на метрологичната среда съществува поради тази причина: в реалния цех средата, а не инструментът, обикновено допринася най-много за несигурността на измерването. Тази статия обяснява как работилница с контролирана температура и влажност, втвърден бетонен под, траншеи за изолация на вибрации и тихи кранове поддържат прецизното измерване достатъчно стабилно, за да се доверите.
Защо едно измерване е толкова добро, колкото и околната среда
Топлинното разширение е най-ясното доказателство, че стаята е част от резултата. Всеки материал променя размера си с температура и самата промяна може да изисква прецизен толеранс. Стоманата и чугунът нарастват с приблизително 11 до 12 микрометра на метър на градус Целзий; черен гранит с около 5 до 8. Стоманена част с дължина един метър, поддържана на плюс или минус пет микрометра, вече е на границата си след промяна от по-малко от половин градус, а инструмент с точност до една десета от микрона не може да компенсира детайл, който тихо е нараснал с дузина.
| Материал | Термично разширение (×10⁻⁶/градус) | Промяна над 1 m на 1 градус |
|---|---|---|
| Черен гранит | Около 5-8 | Около 5-8 µm |
| Стомана и чугун | Около 11-12 | Около 11-12 µm |
| Алуминий | Около 23 | Около 23 µm |
| Инвар | Около 1,5-2 | Около 1,5-2 µm |
| Стъкло{0}}керамика (клас Zerodur) | Около 0,05 | Около 0,05 µm |
Вибрацията и замърсяването се държат по същия начин. Под, който се движи с няколко микрометра по време на отчитане, премества показанието заедно с него и една частица под измервателна повърхност може да повдигне повърхността с повече, отколкото позволява допустимото отклонение. Измерването е стабилно само когато температурата, влажността, вибрациите и качеството на въздуха се поддържат заедно.
Какво всъщност контролира работилницата с контролирана температура и влажност
Целта на една такава работилница е не просто да бъде хладна или топла, а да бъде предвидима. Четири неща имат значение: зададената точка, границата на толерантност, равномерността в стаята и скоростта на промяна. Стая, поддържана на 20 градуса, но люлееща се с два градуса, е много по-малко полезна от тази, поддържана в рамките на част от градуса, защото втората стойност е това, което толерансът вижда. Еднаквостта също има значение: дългата основа трябва да седи при една и съща температура в двата края и между пода и тавана, или се огъва, когато въздухът се разслоява. Скоростта на промяна е тихата, тъй като част, измерена по време на бавно сутрешно загряване-, може да се различава от същата част, измерена следобед.
Влажността се контролира по свои собствени причини. За чугуна влагата води до промяна на размерите и корозия; за гранита основните проблеми са кондензацията, защитата на вградените стоманени вложки и електрониката и индексът на пречупване на въздуха, от който зависи лазерната интерферометрия. Задържането на влажност в рамките на лента премахва този клас отклонение, така че записаното число отразява частта, а не времето.
Виброизолационни траншеи
Дори твърда сграда преминава вибрациите. Пътен трафик, съседна преса, минаващ мотокар и дори ходещ човек изпращат-нискочестотно движение през земята и то преминава във всичко, което стои върху нея. За да се изреже пътеката, работилницата е опасана с виброизолационни ровове с приблизително 500 mm ширина и 2000 mm дълбочина, които прекъсват непрекъснатия еластичен път от околната почва в зоните за измерване и монтаж. Ефектът не е лесен: изкопът отделя прецизния под от света извън него, така че деликатното четене остава стабилно, докато обикновеният живот продължава около сградата. Освен това е много по-лесно да се вгради от самото начало, отколкото да се добави по-късно.
Втвърден бетонен под, изграден като основа
Всяко измерване започва на земята, така че контролът започва там. Основната работилница лежи върху закален бетонен под с дебелина около 1000 mm по военна -спецификация, с висока якост на натиск и монолитно изливане. Дебелината и масата не са там само за да носят товар. Те поддържат реакцията на пода ниска по амплитуда и висока по честота, така че да издържа на бавните смущения, които по-тънка плоча би преминала направо към машините отгоре. Същият под носи част от около 100 t без локално отклонение и остава достатъчно нивелиран, така че еднократното нивелиране на машина остава валидно и по-късно. Под, който провисва под натоварване, тихо пре-определя всяко измерване, направено върху него.
Безшумни мостови кранове и контролирано движение
Преместването на много{0}}тонна гранитна основа само по себе си е смущение. Кран, който стартира и спира внезапно, изпраща удар през конструкцията и пода до всеки инструмент в стаята. Безшумните кранове са предназначени да преместват тежки товари гладко и безшумно, с леко ускорение, ниско-шумни задвижвания и мек контакт-с-релса, така че транспортирането на основата да не се превръща в същата вибрация, която сградата е проектирана да изключва. Въпреки това тежките повдигания се планират далеч от най-деликатните измервания и работа по прилепване, защото добре-проектираната среда все още трябва да се използва дисциплинирано.
Метрологични инструменти и стандарти
Контролът на средата печели своята цена само ако инструментите могат да го използват. Окончателните проверки използват оборудване като Mahr, Mitutoyo, Renishaw и Wyler инструменти, поддържани от автоколиматори, електронни нивелири, лазерни интерферометри и еталонни повърхностни плочи, проследими до стандарти, включително DIN, ASME, JIS, GB, BS и GOST. Проследимостта и околната среда вървят заедно: сертификатът има смисъл само когато неговият номер е произведен при условия, които могат да бъдат повторени. Следователно измерванията се правят при едни и същи контролирани условия всеки път и тези условия се записват заедно с резултата.
Как частите работят като една система
Нито един елемент не гарантира стабилност; стойността идва от комбинацията. Температура, влажност, вибрации, чистота, основен-под и дисциплинирано боравене се подсилват взаимно. UNPARALLELED обработва гранит на оборудване, което обработва единични парчета с дължина до 20 m, ширина 4 000 mm и дебелина 1 000 mm и около 100 t, с голям мелник за довършителни повърхности до 6 000 mm. Черният гранит с около 3100 kg/m³ се смила, прилепва и ръчно-изстъргва от занаятчии с повече от 30 години опит и всяка завършена част се проверява за плоскост и геометрия, преди да бъде изпратена - всичко това в една и съща метрологична среда, така че частта се изгражда и измерва при един набор от условия, а не при две.
Какво означава това за вашия проект
Когато купувате aгранитна машинна базаили апрецизна гранитна повърхностна плоча, това, което наистина купувате, е число, на което можете да се доверите, и това число зависи от помещението, което го е произвело. Контролът на околната среда превръща заявения толеранс в повторяем, поради което условията се записват с данните.
Ако вашето оборудване трябва да издържи микрон или повече, средата, в която е построено и измерено, е част от неговата спецификация, а не детайл от фона. Изпратете ни вашия чертеж и условията, в които ще работи вашата машина, и ние ще ви кажем как ще я изградим, измерим и проверим и защо стабилна работилница с контролирана температура и влажност е тихата основа под всеки резултат.