Tiksliųjų matavimų srityje trijų koordinačių matavimo mašina yra pagrindinė gaminio kokybės kontrolės įranga, o pagrindas yra jos stabilaus veikimo pagrindas. Jos terminės deformacijos charakteristikos tiesiogiai lemia matavimo tikslumą. Granitas ir ketus, kaip dvi pagrindinės medžiagos, jau seniai sulaukia daug dėmesio dėl savo terminės deformacijos skirtumų. Naudodami terminių vaizdų vizualizavimo aptikimo technologiją, galime tiesiogiai atskleisti esminį šių dviejų medžiagų terminio stabilumo skirtumą, suteikdami mokslinį pagrindą įrangos pasirinkimui tiksliosios gamybos pramonėje.
Terminė deformacija: „nematomas žudikas“, turintis įtakos trijų koordinačių matavimo tikslumui
Trijų koordinačių matavimo mašina gauna trimačius duomenis per zondo sąlytį su matuojamu objektu. Bet kokia pagrindo terminė deformacija sukels matavimo atskaitos taško poslinkį. Pramoninėje aplinkoje tokie veiksniai kaip šilumos susidarymas įrangos veikimo metu ir aplinkos temperatūros svyravimai gali sukelti pagrindo terminį plėtimąsi arba susitraukimą. Nedidelė terminė deformacija gali sukelti matavimo zondo padėties nuokrypius, o tai galiausiai gali sukelti matavimo paklaidas. Pramonės šakose, kurioms keliami itin aukšti tikslumo reikalavimai, pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso bei puslaidininkių pramonėje, dėl terminės deformacijos atsiradusios paklaidos gali lemti gaminio gedimą arba našumo pablogėjimą. Todėl pagrindo terminis stabilumas yra gyvybiškai svarbus.
Terminis vaizdo ieškiklis: vizualizuoja terminės deformacijos skirtumus
Terminiai vaizdo kameros gali temperatūros pasiskirstymą objekto paviršiuje paversti vaizdiniais vaizdais. Analizuodami temperatūros pokyčius skirtingose vietose, jie gali vizualiai pateikti terminės deformacijos situaciją. Eksperimentui pasirinkome tos pačios specifikacijos granito ir ketaus trijų koordinačių matavimo mašinų pagrindus, imitavome šilumos susidarymą įrangos veikimo metu toje pačioje aplinkoje ir naudojome termovizorių abiejų temperatūros pokyčiams ir terminės deformacijos procesams užfiksuoti.
Ketaus pagrindas: didelė terminė deformacija ir nerimą keliantis stabilumas
Terminio vaizdo nuotrauka rodo, kad po 30 minučių ketaus pagrindo veikimo paviršiaus temperatūra pasiskirsto labai netolygiai. Dėl netolygaus ketaus šilumos laidumo temperatūra pagrindo srityje sparčiai kyla, o skirtumas tarp aukščiausios ir žemiausios temperatūrų gali siekti 8–10 ℃. Veikiant terminiam įtempiui, ketaus pagrindas patiria nežymias deformacijas, matomas plika akimi. Didelio tikslumo matavimo įranga nustatė, kad jo linijinio dydžio pokytis siekė 0,02–0,03 mm. Dėl šios deformacijos matavimo paklaida padidėja iki ±5 μm, o tai labai paveikia matavimo tikslumą. Be to, ketaus pagrindui nustojus veikti, šiluma lėtai išsisklaido ir jam reikia net 1–2 valandų, kad grįžtų į pradinę būseną, o tai labai riboja įrangos nepertraukiamo veikimo pajėgumą.
Granito pagrindas: puikus terminis stabilumas užtikrina matavimo tikslumą
Ryškiai priešingai, granito pagrindas eksploatacijos metu pasižymi puikiu terminiu stabilumu. Terminio vaizdo vaizdai rodo, kad paviršiaus temperatūros pasiskirstymas yra tolygus. Po valandos veikimo maksimalus temperatūros skirtumas pagrindo paviršiuje yra tik 1–2 ℃. Tai lemia itin mažas granito šiluminio plėtimosi koeficientas (5–7 × 10⁻⁶/℃) ir puikus šilumos laidumo tolygumas. Atlikus bandymus, granito pagrindo linijinis matmenų pokytis tomis pačiomis darbo sąlygomis yra mažesnis nei 0,005 mm, o matavimo paklaidą galima kontroliuoti ±1 μm tikslumu. Net ir po ilgalaikio nepertraukiamo veikimo granito pagrindas gali išlaikyti stabilią formą, o nutraukus veikimą, temperatūra greitai grįžta į stabilią būseną, suteikdama patikimą atskaitos tašką kitam matavimui.
Dėl intuityvaus terminio vaizdo rodymo ir duomenų palyginimo granito pranašumas terminio stabilumo srityje yra akivaizdus. Gamybos įmonėms, siekiančioms didelio tikslumo matavimų, trijų koordinačių matavimo mašinų su granito pagrindu pasirinkimas gali efektyviai sumažinti dėl terminės deformacijos atsirandančias matavimo paklaidas ir pagerinti gaminių tikrinimo tikslumą bei efektyvumą. Gamybos pramonei pereinant prie didelio tikslumo ir intelekto, granito pagrindai, pasižymintys išskirtiniu terminiu stabilumu, neabejotinai taps pageidaujama medžiaga trijų koordinačių matavimo mašinoms ir dar tikslesnei įrangai, pakeldami pramonės kokybės kontrolės lygį į naujas aukštumas.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 13 d.