Инженер по калибриране, с който работим, обича да разказва история за клиент, който не може да разбере защо един и същ измервателен уред продължава да измерва различно в зависимост от времето на деня. Сутрешните показания бяха наред. До ранния следобед, след като слънцето огряваше една стена на магазина за няколко часа, същият блок показа отклонение от няколко микрона. Нищо не беше наред нито с блока, нито с компаратора, нито с оператора. Самата стая беше инструментът, който беше извън спецификациите.
Това е частта от прецизното производство, която е лесно да се пренебрегне, ако сте фокусирани върху машинния инструмент или измервателния уред. Стоманата се разширява с приблизително 11,5 микрона на метър за всеки градус Целзий при промяна на температурата. Гранитът е много по-стабилен, обикновено в диапазона от 5-8 микрона на метър на градус в зависимост от състава, но „по-стабилен“ не е същото като „незасегнат“. При компонент, който е дълъг няколкостотин милиметра, няколко градуса отклонение през работния ден могат да бъдат разликата между част, която преминава проверка и такава, която не преминава - въпреки че нищо в частта всъщност не се е променило.
Защо 20 градуса стана референтната температура по подразбиране
Повечето международни стандарти за размерна метрология, включително ISO 1 и референтните условия, включени в спецификациите на DIN и ASME, използват 20 градуса като стандартна референтна температура. Това не е произволно число -, то е близко до типичните условия на околната среда на закрито, което го направи практично преди десетилетия, когато климатичният контрол беше по-рядко срещан. Но "близо до околната среда" и "задържани при околната среда" са много различни неща на практика. Подът на цеха, който варира между 18 градуса сутрин и 26 градуса до средата на -следобеда, което е често срещано в съоръжения без специален контрол на климата, означава, че всяко измерване, направено през този ден, се отнася до малко по-различна базова линия от стандарта.
Ето защо сериозните метрологични стаи не са просто климатизирани -пространства - те са изградени като отделна система за околната среда от останалата част на съоръжението, често поддържаща температура в рамките на ±0,5 градуса или по-строго, с контрол на влажността, наслоен отгоре, защото влагата влияе както на разширяването на материала, така и на поведението на оптичното и електронно измервателно оборудване.
Вибрацията е другата половина на проблема
Температурата получава най-голямо внимание, но вибрациите са също толкова способни да съсипят субмикронно измерване. Мотокар, който минава на петдесет метра, голяма преса за щамповане, движеща се в съседната сграда, или дори пешеходен трафик в близост до машина за измерване на координати може да въведе достатъчно движение, което да се покаже като шум в данните. Колкото по-нисък е толерансът, който се опитвате да поддържате, толкова по-важно е това, поради което съоръженията, работещи с лазерна интерферометрия или CMM от висок клас, обикновено изолират своя етаж за измерване както структурно, така и механично от останалата част от инсталацията.
Практическата изолация обикновено включва няколко неща, които работят заедно: подова плоча, достатъчно дебела и плътна, за да издържи на деформация при натоварване, изолационни канали или разширителни фуги, отделящи основата на помещението за измерване от заобикалящата строителна конструкция, и оборудване за манипулиране - кранове, подемници, повдигащи маси -, проектирани да преместват тежки каменни или метални компоненти, без да предават удар в пода.
Как всъщност изглежда една правилно изградена прецизна стая
Ако трябваше да преминете през съоръжение, построено специално за свръх-прецизно довършване на гранит и метални компоненти, няколко характеристики обикновено се открояват в сравнение със стандартен машинен цех:
Самият под често се излива като единична подсилена плоча с дебелина над един метър, като се използва бетон с висока-якост вместо стандартна структурна смес, специално за минимизиране на деформацията и резонанса под тежестта наголеми гранитни блоковеи подвижно оборудване.
Изолационни канали - празнини с приблизително половин метър ширина и до два метра дълбочина - често заобикалят периметъра на-контролираната температура зона, физически отделяйки основата на измервателния етаж от останалата част на сградата, така че вибрациите от съседните зони да не се предават през плочата.
Мостните кранове в тези помещения обикновено се определят за тиха работа, тъй като дори механично шумен кран се превръща в структурна вибрация при преместване на много{0}}тонни каменни заготовки през помещението.
И все по-често производителите на прецизни изделия изграждат вторични среди в стил-чисти помещения, моделирани свободно по стандартите за полупроводникови фабрики - не непременно за контрол на частиците на нива на фабрика за пластини-, а за комбинацията от температурна стабилност, контрол на влажността и ниска турбуленция на въздушния поток, необходими при сглобяването на гранитни конструкции с изисквания за плоскост под-микрона.
Защо това има значение, дори ако никога не виждате стаята
За купувач, оценяващ доставчик на гранитни основи, измервателни уреди или прецизно-обработени компоненти, средата, в която са направени и измерени частите, е несъмнено толкова важна, колкото и машината, която ги е направила. Компонент, заземен и проверен в стая с лош термичен контрол, може да измерва „в спецификациите“ в деня, в който е изпратен, и да продължава да се отклонява, след като достигне различна среда, просто защото всъщност никога не е бил стабилизиран на първо място - измерването просто е направено по време на щастлив прозорец.
Питането на доставчик относно температурния толеранс на помещението за измерване, изолацията на вибрациите и контрола на влажността не е формалност. Често е по-добър предсказател за дългосрочна -стабилност на частта от спецификационния лист на самата шлифовъчна машина.