Preciznost koordinatne merne mašine u proizvodnom pogonu

Preciznost koordinatne merne mašine (CMM) zavisi od temperaturnog okruženja u kojem funkcioniše. Promene temperature dovode do toga da se skale, konstrukcija mašine i artefakti koji se mere - šire, skupljaju, a u nekim slučajevima krive na nelinearan način.

Iako se za njih često kompenzuje na različite načine, ove termalno indukovane promene mogu dovesti do značajne nepouzdanosti pri merenju, naročito u kontekstu merenja u proizvodnom pogonu, gde je temperaturu ponekad teško kontrolisati. Sa rastućim trendom pomeranja kontrole dimenzija iz temperaturno kontrolisanih laboratorija za metrologiju u proizvodni pogon, sada je razumevanje kako temperatura utiče na preciznost CMM-e važnije nego ikad.

Tradicionalno, temperaturna zavisnost preciznosti CMM-e je naznačivana koristeći široke temperaturne raspone centrirane oko 20°C (68°F). Na primer, proizvođač može da navede hipotetičku maksimalnu dozvoljenu grešku indikacije za merenje veličine CMM-e, MPEE, prema ISO 10360-2 u temperaturnom rasponu od 18-22°C (64-72°F) kao:

MPEE = 3.0 + 3.0 * L / 1000

Gde je MPEE u mikronima, a L je merna dužina u milimetrima.

Iako je ovo logičan način (i za proizvođača CMM-e i za klijenta) da se navede temperaturna zavisnost preciznosti CMM-e za neku mašinu u laboratorijskom okruženju, ta logika otpada za mašine instalirane i korišćene u okruženju gde temperatura nije dobro kontrolisana na dugotrajnoj i kratkotrajnoj skali.

Iako je navođenje jedinstvenog raspona temperature (bilo da je širok ili uzak) pogodno za proizvođača CMM-e, klijentu ostaje samo konzervativna, ali ne preterano detaljna procena toga kako se preciznost mašina menja sa temperaturom. Uostalom, glavni razlog zašto klijenti kupuju mašine iz proizvodnog pogona je da ih postave na mesta gde će sobna temperatura, po svoj prilici, uticati na mernu preciznost CMM-e. 

Specifikacije u vidu stepenika

Tipično, proizvođači CMM-e su pokušavali da reše ovaj problem navodeći preciznost putem višestrukih raspona temperatura. Dakle, razmotrite hipotetičku CMM-u sa preciznošću navedenom ovako:

MPEE = 3.0 + 3.0 * L / 1000 (18-22°C)

MPEE = 3.3 + 4.2 * L / 1000 (16-26°C)
MPEE = 3.5 + 5.0 * L / 1000 (15-30°C)

Sa mernom dužinom L od 500 mm, ovo je grafički prikazano kao funkcija stepenika sobne temperature.

Neprekidne termalne specifikacije

Imajući u vidu fiziku koja je umešana kada se metrološki okviri šire, skupljaju i krive sa razlikama u temperaturi, intuitivno znamo da je ovaj tip funkcije stepenika neprecizan. Metrološke strukture obično ne prikazuju promene preciznosti kao funkciju stepenika temperature, sa instantim degradacijama preciznosti koje se javljaju kada temperatura pređe neke granične vrednosti. Ili, ako su stvarno postojale, verovatno ne bismo želeli da sa njima vršimo merenja. 

Očigledno je da je potreban detaljniji opis preciznosti CMM-e pri varirajućim uslovima sobne temperature u okruženjima u kojima nedostaje dovoljno temperaturske kontrole. Fizički realnija alternativa je specifikacija preciznosti kao neprekidna funkcija sobne temperature. A sa pragmatične tačke gledišta metrologa ili inženjera kvaliteta, definitivno je korisnija.

Kako bi ovo ilustrovali, pogledajmo jednu aktuelnu CMM-u. Uzmimo podatke preciznosti CMM-e iz proizvodnog pogona od 4.5.4 SF:

MPEE = 3.1 + 0.05 * ∆T + (3.0 + 0.2 * ∆T) * L / 1000 (15-40°C)

Gde je ∆T odstupanje sobne temperature od 20°C.

Dakle, uzmimo mernu dužinu od 500 mm i grafikon MPEE kao funkciju sobne temperature. Ovaj put dobijamo fizički intuitivniji rezultat koji je mnogo korisniji za metrologe.

Korisnost ovoga je dalje pokazana kada na istom grafikonu prikažemo prethodni hipotetički primer gde je učinak naveden putem niza širokih termalnih raspona. 

Osim toga što korisniku daje precizniju sliku preciznosti CMM-e pri varirajućim temperaturama, neprekidna specifikacija je kompaktan i elegantan način definisanja specifikacija preciznosti mašine i posebno je pogodna da bude dodata u automatsko izveštavanje rezultata merenja. 

Varijacije temperature tokom vremena

Još jedan faktor koji treba imati u vidu kada ste opremljeni specifikacijom proširenog raspona temperature, bilo da je neprekidna ili ne, su dozvoljene temperaturne promene koje proizvođač navodi tokom vremena. To je obično izraženo kao promena u toku 1 časa i perioda od 24 časa.

Ova specifikacija govori korisniku kolika varijacija temperature je dozvoljena u datom vremenskom intervalu, kako bi se održao naznačeni učinak preciznosti. Veća dozvoljena promena u datom periodu znači da se mašina bolje nosi sa promenljivim termalnim uslovima pogona. 

Praktični saveti za primenu KMM-e u proizvodnom pogonu 

Kada se odluči da se CMM primenjuje u proizvodnom pogonu, važno je proceniti merne zadatke koje treba izvršiti i izračunati budžet za nepouzdanost. Zatim, izračunati preciznost mašine koristeći neprekidnu termalnu specifikaciju na svim različitim temperaturama koje mogu postojati u vašem pogonu, pazeći da se ne pređe ukupna termalna varijacija po satu ili po danu.

Ovo vam daje očekivanu preciznost mašine za bilo koje doba dana. Ako je preciznost mašine prihvatljiva za vaš budžet za nepouzdanost u svako doba, to je odlično! Možete koristiti mašinu tokom celog dana. Ako ne, onda morate uzeti u obzir alternative, kao što je korišćenje mašine samo u određenim delovima dana, ili pokretanje delova sa većom tolerancijom kada je pogon najtopliji. 

Upotreba CMM-e sa neprekidnom termalnom specifikacijom u proizvodnom pogonu pruža korisniku CMM-e celovitiju sliku o očekivanom učinku mašine u nekontrolisanom okruženju. To omogućava bolje odlučivanje i više poverenja u rezultate merenja. Takva CMM je mašina iz proizvodnog pogona od 4.5.4SF. 

VIŠE O HEXAGON MANUFACTURING INTELLIGENCE

Hexagon Manufacturing Intelligence pomaže industrijskim proizvođačima da razviju disruptivne tehnologije današnjice i proizvode koji menjanju život budućnosti. Kao vodeći stručnjak za metrologiju i proizvodna rešenja, naša stručnost u prepoznavanju, razmišljanju i delovanju - na prikupljanju, analizi i aktivnoj upotrebi podataka merenja - uliva našim klijenti ma poverenje da povećaju brzinu proizvodnje a da pri tome usavrše proizvodni kvalitet.

Putem mreže lokalnih servisnih centara, proizvodnih pogona i sa komercijalnim poslovanjem širom pet kontinenata, mi pametno oblikujemo proizvodnju kako bismo izgradili svet u kome kvalitet podstiče produktivnost.

Za više informacija, poseti te HexagonMI.com.

Hexagon Manufacturing Intelligence je deo Hexagon-a (Nasdaq Stockholm: HEXA B; hexagon.com), vodećeg globalnog snabdevača informacionim tehnologijama koje podstiču kvalitet i poboljšavaju produktivnost širom geoprostornih aplikacija i aplikacija industrijskog poslovanja.

Tel/Mob: +381 63 21 75 64
info.rs@hexagon.com