V oblasti presného merania je trojsúradnicový merací stroj základným zariadením na kontrolu kvality výrobkov a jeho základňa slúži ako základ pre jeho stabilnú prevádzku. Jeho tepelná deformácia priamo určuje presnosť merania. Žula a liatina, ako dva hlavné základné materiály, už dlho priťahujú veľkú pozornosť kvôli svojim rozdielom v tepelnej deformácii. Pomocou technológie vizualizácie a detekcie termokamier dokážeme priamo odhaliť podstatný rozdiel v tepelnej stabilite medzi nimi, čo poskytuje vedecký základ pre výber zariadení v priemysle presnej výroby.
Tepelná deformácia: „Neviditeľný zabijak“ ovplyvňujúci presnosť trojsúradnicového merania
Trojsúradnicový merací stroj získava trojrozmerné údaje prostredníctvom kontaktu sondy s meraným objektom. Akákoľvek tepelná deformácia základne spôsobí posun referenčnej hodnoty merania. V priemyselnom prostredí môžu faktory, ako je vytváranie tepla počas prevádzky zariadenia a kolísanie teploty prostredia, spôsobiť tepelnú rozťažnosť alebo zmršťovanie základne. Mierna tepelná deformácia môže spôsobiť odchýlky polohy meracej sondy, čo môže viesť k chybám merania. V odvetviach s extrémne vysokými požiadavkami na presnosť, ako je letecký a kozmický priemysel a polovodičový priemysel, môžu chyby spôsobené tepelnou deformáciou viesť k poškodeniu výrobku alebo zníženiu výkonu. Preto je tepelná stabilita základne mimoriadne dôležitá.
Termokamera: Vizualizuje rozdiely v tepelnej deformácii
Termokamery dokážu previesť rozloženie teploty na povrchu objektu do vizuálnych obrazov. Analýzou teplotných zmien v rôznych oblastiach dokážu vizuálne znázorniť situáciu tepelnej deformácie. V experimente sme vybrali žulové a liatinové trojsúradnicové základne meracích strojov s rovnakou špecifikáciou, simulovali sme vývoj tepla počas prevádzky zariadenia v rovnakom prostredí a pomocou termokamery sme zaznamenali zmeny teploty a procesy tepelnej deformácie oboch.
Liatinová základňa: Významná tepelná deformácia a znepokojujúca stabilita
Termovízny snímok ukazuje, že po 30 minútach prevádzky liatinovej základne dochádza k výraznému nerovnomernému rozloženiu povrchovej teploty. V dôsledku nerovnomernej tepelnej vodivosti liatiny teplota v lokálnej oblasti základne rýchlo stúpa a rozdiel medzi najvyššou a najnižšou teplotou môže dosiahnuť 8 – 10 ℃. V dôsledku tepelného namáhania liatinová základňa prechádza malými deformáciami viditeľnými voľným okom. Vysoko presné meracie zariadenia zistili, že zmena jej lineárnej veľkosti dosiahla 0,02 – 0,03 mm. Táto deformácia spôsobuje, že chyba merania sa zväčšuje na ±5 μm, čo vážne ovplyvňuje presnosť merania. Okrem toho sa po zastavení liatinovej základne teplo pomaly rozptyľuje a návrat do pôvodného stavu trvá až 1 až 2 hodiny, čo výrazne obmedzuje nepretržitú prevádzkovú kapacitu zariadenia.
Žulová základňa: Vynikajúca tepelná stabilita zaisťuje presnosť merania
Naproti tomu žulový podstavec vykazuje počas prevádzky vynikajúcu tepelnú stabilitu. Termovízne snímky ukazujú, že rozloženie povrchovej teploty je rovnomerné. Po jednej hodine prevádzky je maximálny teplotný rozdiel na povrchu podstavca iba 1 – 2 ℃. To sa pripisuje extrémne nízkemu koeficientu tepelnej rozťažnosti žuly (5 – 7 × 10⁻⁶/℃) a jej vynikajúcej rovnomernosti tepelnej vodivosti. Po testovaní je lineárna rozmerová zmena žulového podstavca za rovnakých prevádzkových podmienok menšia ako 0,005 mm a chyba merania sa dá regulovať v rozmedzí ±1 μm. Aj po dlhodobej nepretržitej prevádzke si žulový podstavec udržiava stabilný tvar a po ukončení prevádzky sa teplota rýchlo vráti do stabilného stavu, čo poskytuje spoľahlivú referenciu pre ďalšie meranie.
Vďaka intuitívnej prezentácii a porovnávaniu údajov termokamery je výhoda žuly v tepelnej stabilite zrejmá. Pre výrobné podniky, ktoré sa zameriavajú na vysoko presné meranie, môže výber trojsúradnicového meracieho stroja s žulovou základňou účinne znížiť chyby merania spôsobené tepelnou deformáciou a zlepšiť presnosť a efektívnosť kontroly výrobkov. Vzhľadom na to, že výrobný priemysel sa uberá smerom k vysokej presnosti a inteligencii, žulové základne s ich vynikajúcou tepelnou stabilitou sa stanú preferovaným materiálom pre trojsúradnicové meracie stroje a ešte presnejšie zariadenia, čím sa úroveň kontroly kvality v tomto odvetví posunie na novú úroveň.
Čas uverejnenia: 13. mája 2025