Meracia technológia pre žulu – presná na mikróny
Žula spĺňa požiadavky modernej meracej techniky v strojárstve. Skúsenosti s výrobou meracích a skúšobných stolíc a súradnicových meracích strojov ukázali, že žula má oproti tradičným materiálom výrazné výhody. Dôvod je nasledujúci.
Vývoj meracej techniky v posledných rokoch a desaťročiach je dodnes vzrušujúci. Na začiatku stačili jednoduché metódy merania, ako sú meracie dosky, meracie lavice, testovacie lavice atď., ale časom sa požiadavky na kvalitu výrobkov a spoľahlivosť procesu zvyšovali. Presnosť merania je určená základnou geometriou použitého plechu a neistotou merania príslušnej sondy. Meracie úlohy sa však stávajú čoraz zložitejšími a dynamickejšími a výsledky musia byť presnejšie. To ohlasuje úsvit priestorovej súradnicovej metrológie.
Presnosť znamená minimalizáciu skreslenia
3D súradnicový merací stroj pozostáva z polohovacieho systému, meracieho systému s vysokým rozlíšením, spínacích alebo meracích senzorov, vyhodnocovacieho systému a meracieho softvéru. Na dosiahnutie vysokej presnosti merania je potrebné minimalizovať odchýlku merania.
Chyba merania je rozdiel medzi hodnotou zobrazenou meracím prístrojom a skutočnou referenčnou hodnotou geometrickej veličiny (kalibračný štandard). Chyba merania dĺžky E0 moderných súradnicových meracích strojov (CMM) je 0,3 + L/1000 µm (L je nameraná dĺžka). Konštrukcia meracieho zariadenia, sondy, stratégie merania, obrobku a používateľa má významný vplyv na odchýlku merania dĺžky. Mechanická konštrukcia je najlepším a najudržateľnejším ovplyvňujúcim faktorom.
Použitie žuly v metrológii je jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich návrh meracích strojov. Žula je vynikajúci materiál pre moderné požiadavky, pretože spĺňa štyri požiadavky, vďaka ktorým sú výsledky presnejšie:
1. Vysoká inherentná stabilita
Žula je sopečná hornina zložená z troch hlavných zložiek: kremeňa, živca a sľudy, ktorá vzniká kryštalizáciou tavenín hornín v kôre.
Po tisíckach rokov „starnutia“ má žula jednotnú textúru a žiadne vnútorné napätie. Napríklad impaly majú približne 1,4 milióna rokov.
Žula má vysokú tvrdosť: 6 na Mohsovej stupnici a 10 na stupnici tvrdosti.
2. Odolnosť voči vysokým teplotám
V porovnaní s kovovými materiálmi má žula nižší koeficient rozťažnosti (približne 5 µm/m*K) a nižšiu absolútnu mieru rozťažnosti (napr. oceľ α = 12 µm/m*K).
Nízka tepelná vodivosť žuly (3 W/m*K) zaisťuje pomalú reakciu na teplotné výkyvy v porovnaní s oceľou (42 – 50 W/m*K).
3. Veľmi dobrý účinok redukcie vibrácií
Vďaka rovnomernej štruktúre nemá žula žiadne zvyškové napätie. To znižuje vibrácie.
4. Trojsúradnicová vodiaca lišta s vysokou presnosťou
Žula, vyrobená z prírodného tvrdého kameňa, sa používa ako meracia doska a dá sa veľmi dobre opracovať diamantovými nástrojmi, čoho výsledkom sú strojné súčiastky s vysokou základnou presnosťou.
Ručným brúsením je možné optimalizovať presnosť vodiacich koľajníc na mikrónovú úroveň.
Počas brúsenia je možné zohľadniť deformácie súčiastok závislé od zaťaženia.
Výsledkom je vysoko stlačený povrch, ktorý umožňuje použitie vzduchových ložísk. Vzduchové ložiská sú vysoko presné vďaka vysokej kvalite povrchu a bezkontaktnému pohybu hriadeľa.
na záver:
Vďaka svojej inherentnej stabilite, teplotnej odolnosti, tlmeniu vibrácií a presnosti vodiacej lišty je žula ideálnym materiálom pre súradnicové měřiace stroje (CMM). Žula sa čoraz viac používa pri výrobe meracích a testovacích stolíc, ako aj na súradnicových měřiacich strojoch pre meracie dosky, meracie stoly a meracie zariadenia. Žula sa používa aj v iných odvetviach, ako sú obrábacie stroje, laserové stroje a systémy, mikroobrábacie stroje, tlačiarenské stroje, optické stroje, automatizácia montáže, spracovanie polovodičov atď., a to v dôsledku rastúcich požiadaviek na presnosť strojov a strojových komponentov.
Čas uverejnenia: 18. januára 2022