У сфері прецизійних вимірювань трикоординатна вимірювальна машина є основним обладнанням для контролю якості продукції, а основа служить основою для її стабільної роботи. Її термодеформаційні характеристики безпосередньо визначають точність вимірювання. Граніт і чавун, як два основні базові матеріали, вже давно привертають значну увагу завдяки відмінностям у термодеформації. Завдяки технології візуалізації та виявлення тепловізорів ми можемо безпосередньо виявити суттєву різницю в термостабільності між ними, забезпечуючи наукову основу для вибору обладнання в галузі точного виробництва.
Термічна деформація: «невидимий вбивця», що впливає на точність трикоординатного вимірювання
Трикоординатна вимірювальна машина отримує тривимірні дані через контакт зонда з об'єктом вимірювання. Будь-яка теплова деформація основи призведе до зміщення точки відліку вимірювання. У промисловому середовищі такі фактори, як виділення тепла під час роботи обладнання та коливання температури навколишнього середовища, можуть спричинити теплове розширення або стиснення основи. Незначна теплова деформація може спричинити відхилення положення вимірювального зонда, що зрештою призведе до похибок вимірювання. Для галузей з надзвичайно високими вимогами до точності, таких як аерокосмічна та напівпровідникова промисловість, похибки, спричинені тепловою деформацією, можуть призвести до браку продукції або погіршення продуктивності. Тому термостабільність основи має життєво важливе значення.
Тепловізор: Візуалізує відмінності в теплових деформаціях
Тепловізори можуть перетворювати розподіл температури на поверхні об'єкта у візуальні зображення. Аналізуючи зміни температури в різних областях, вони можуть візуально відображати ситуацію з термічними деформаціями. В експерименті ми вибрали гранітні та чавунні трикоординатні вимірювальні основи однакових характеристик, змоделювали тепловиділення під час роботи обладнання в однаковому середовищі та використовували тепловізор для реєстрації змін температури та процесів термічної деформації обох.
Чавунна основа: значна теплова деформація та тривожна стабільність
На тепловізійному зображенні видно, що після 30 хвилин роботи чавунної основи спостерігається значний нерівномірний розподіл температури поверхні. Через нерівномірну теплопровідність чавуну температура в локальній області основи швидко підвищується, і різниця між найвищою та найнижчою температурами може досягати 8-10 ℃. Під дією термічного напруження чавунна основа зазнає незначних деформацій, видимих неозброєним оком. Високоточне вимірювальне обладнання виявило, що зміна її лінійного розміру досягає 0,02-0,03 мм. Ця деформація призводить до збільшення похибки вимірювання до ±5 мкм, що серйозно впливає на точність вимірювання. Крім того, після зупинки чавунної основи тепло розсіюється повільно, і повернення до початкового стану займає від 1 до 2 годин, що значно обмежує безперервну роботу обладнання.
Гранітна основа: Відмінна термостабільність забезпечує точність вимірювання
На відміну від цього, гранітна основа демонструє чудову термостабільність під час експлуатації. Тепловізійні зображення показують, що розподіл температури на поверхні є рівномірним. Після однієї години роботи максимальна різниця температур на поверхні основи становить лише 1-2 ℃. Це пояснюється надзвичайно низьким коефіцієнтом теплового розширення граніту (5-7 ×10⁻⁶/℃) та його чудовою однорідністю теплопровідності. Після випробувань лінійна розмірна варіація гранітної основи за тих самих умов роботи становить менше 0,005 мм, а похибка вимірювання може контролюватися в межах ±1 мкм. Навіть після тривалої безперервної роботи гранітна основа все ще може зберігати стабільну форму, а після зупинки роботи температура швидко повертається до стабільного стану, забезпечуючи надійний орієнтир для наступного вимірювання.
Завдяки інтуїтивно зрозумілому представленню та порівнянні даних тепловізора, перевага граніту в термостабільності очевидна. Для виробничих підприємств, які прагнуть високоточних вимірювань, вибір трикоординатної вимірювальної машини з гранітною основою може ефективно зменшити похибки вимірювань, спричинені термічною деформацією, та підвищити точність і ефективність контролю продукції. Зі зростанням технологічної галузі до високої точності та інтелекту, гранітні основи, завдяки своїй видатній термостабільності, неминуче стануть кращим матеріалом для трикоординатних вимірювальних машин та ще більш точного обладнання, що виведе рівень контролю якості в галузі на новий рівень.
Час публікації: 13 травня 2025 р.