باعتباره أداة قياس بصرية دقيقة، يعتمد جهاز العرض الجانبي بشكل كبير على مرحلته المعدنية، التي تخدم وظائف أساسية متعددة بما في ذلك دعم قطع العمل، ومحاذاة المرجع البصري، ودعم حاجز التوجيه، واستقرار القياس بشكل عام. حتى الاختلافات الصغيرة للغاية في استواء المسرح يتم تضخيمها بشكل كبير من خلال النظام البصري، وتظهر في النهاية على شكل إزاحة كفافية أو خطأ في الأبعاد. ولذلك فإن فهم الآليات الكامنة وراء أخطاء التسطيح المرحلي يعد أمرًا أساسيًا لتحسين استقرار القياس والموثوقية على المدى الطويل. فيما يلي تحليل منهجي موجه هندسيًا للمصادر الرئيسية لخطأ التسطيح في المراحل المعدنية.
1. أخطاء التصنيع والتصنيع
تُصنع المراحل المعدنية عادةً من الحديد الزهر أو سبائك الألومنيوم أو الفولاذ، ويتم إنتاجها من خلال عمليات الطحن والطحن والكشط وغيرها من عمليات التصنيع الدقيقة. هناك عدة عوامل أثناء التصنيع تحدد بشكل مباشر التسطيح الأولي.
1) عدم كفاية التحكم في هندسة السطح
أثناء عمليات الطحن أو الطحن، يمكن أن يؤدي تآكل الأدوات أو الاختلافات في قوة القطع أو عدم كفاية صلابة الماكينة أو التخطيط غير المناسب لمسار الأداة إلى حدوث تموج محلي أو قبة أو انخفاضات. قد تكون هذه الانحرافات صغيرة جدًا، ولكن يتم تضخيمها بشكل كبير بواسطة النظام البصري وتصبح تشوهات محيطية يمكن ملاحظتها.
2) التشوه الناتج عن التثبيت أثناء التشغيل
يتطلب الأمر خطوات تثبيت متعددة أثناء التشغيل الآلي. إذا كانت قوة التثبيت غير مستقرة أو موزعة بشكل غير متساو، فقد تنحني المرحلة أو تتشوه قليلاً أثناء المعالجة. على الرغم من أن بعض التشوهات المرنة تتعافى بعد فك التثبيت، إلا أن التغيرات الهندسية التي لا رجعة فيها تبقى في كثير من الأحيان.
3) التخلص غير الكامل من الضغوط الداخلية
تحتفظ المكونات المعدنية عادةً بالضغوط المتبقية بعد الصب أو اللحام أو التشغيل الآلي الخام. إذا كانت المعالجة الحرارية أو تقادم الإجهاد غير كاف، فإن هذه الضغوط تتحرر تدريجيًا بمرور الوقت، مما يؤدي إلى تشوه بطيء مثل الانتفاخ المركزي الطفيف أو رفع الحافة.
تشكل أخطاء التصنيع والتصنيع الأساس الأولي لانحراف التسطيح وتلعب دورًا حاسمًا في دقة جهاز العرض على المدى الطويل.
2. التشوه الهيكلي الناتج عن التجميع
يجب تجميع المسرح المعدني بدقة باستخدام قضبان التوجيه وكتل تحديد المواقع والأعمدة الداعمة والمكونات الهيكلية الأخرى. حتى الانحرافات الصغيرة في التجميع يمكن أن تؤثر على التسطيح.
1) التسطيح غير الكافي لأسطح التزاوج
إذا كانت أسطح التثبيت لقضبان التوجيه أو لوحات الدعم بها اختلاف طفيف في الارتفاع، فإن ربط المسامير يؤدي إلى قوى انحناء محلية، مما يسبب تشوهًا طفيفًا للمسرح.
2) التوزيع غير المتساوي للتحميل المسبق للترباس
يؤثر التحميل المسبق المطبق على المثبتات بشكل مباشر على توزيع الضغط في المرحلة. يمكن أن يؤدي التحميل المسبق المفرط أو المركز بشكل مفرط إلى ضغط السطح محليًا، في حين أن التحميل المسبق غير المتساوي قد يتسبب في إمالة المرحلة بأكملها قليلاً.
3) نقل الأخطاء الهندسية من قواعد السكك الحديدية
إن قواعد التثبيت لقضبان التوجيه XY هي عناصر دقيقة. وأي انحراف هندسي عن هذه الأسس يتم نقله مباشرة إلى المسرح، مما يؤدي إلى خلق "تشوه قسري" يصعب اكتشافه ولكنه يضر بدقة القياس.
تحدث الأخطاء الناتجة عن التجميع في بداية دورة حياة المعدات وتظل ثابتة، مما يجعل جودة التجميع محددًا رئيسيًا للاستواء الإجمالي.
<ص>3. التشوه الجزئي الناتج عن الحمل طويل الأمدعلى الرغم من أن المراحل المعدنية تتمتع بصلابة عالية، إلا أن الاستخدام المطول يمكن أن يؤدي إلى تشوهات صغيرة لا يمكن إصلاحها بسبب التحميل غير المتساوي.
1) الهبوط الموضعي الناتج عن التوزيع غير المتساوي لقطع العمل
إذا تم وضع قطع العمل أو التركيبات أو المشابك بشكل متكرر في نفس المنطقة، فإن الحمل المركز يؤدي تدريجياً إلى هبوط موضعي. ويتراكم هذا التشوه ببطء ولكن بشكل لا رجعة فيه.
2)الإجهاد الناتج عن التحميل المتكرر
تؤدي عمليات القياس المتكررة إلى فرض أحمال دورية على نفس المناطق. مع مرور الوقت، يتم إعادة توزيع الضغوط الداخلية، مما يسبب تغييرات هندسية طفيفة في المرحلة.
3) هجرة الإجهاد الناتج عن الاهتزازات البيئية
في المصانع ذات الاهتزازات الأرضية الكبيرة، تعمل الاهتزازات الدقيقة المستمرة على تسريع تحرير الضغط الداخلي المتبقي، مما يؤدي في النهاية إلى انحناء أو اعوجاج طفيف.
غالبًا ما تصبح هذه الأخطاء الناتجة عن التحميل على المدى الطويل واضحة فقط بعد أشهر أو سنوات من الاستخدام.
<ص>4. التشوه الحراري الناتج عن التدرجات الحراريةيُظهر المعدن تمددًا حراريًا ملحوظًا. عندما تتعرض مناطق مختلفة من المسرح لدرجات حرارة مختلفة، يحدث الانحناء أو الالتواء حتمًا.
1) التدفئة المحلية من مصادر الضوء والإلكترونيات
تولد مصابيح الإضاءة ولوحات التحكم والمحركات الحرارة. إذا كان تبديد الحرارة غير متساوٍ، فإن التمدد الحراري الموضعي يسبب انحناءًا لأعلى أو تشوهًا طفيفًا.
2) التغيرات غير المنتظمة في درجات الحرارة البيئية
يمكن أن يؤدي تدفق الهواء المباشر من مكيفات الهواء، أو القرب من النوافذ أو مناطق درجة الحرارة المحلية غير المستقرة، إلى حدوث تدرجات في درجة الحرارة من الأمام إلى الخلف أو من اليسار إلى اليمين، مما يؤدي إلى تشوه جزئي.
3) التشوه اللحظي الناتج عن اختلافات درجة الحرارة بين قطعة العمل والمرحلة
إذا كانت قطعة العمل أكثر دفئًا بشكل ملحوظ من المرحلة، فإن نقل الحرارة الموضعي ينتج تشوهًا قصير المدى يؤثر بشكل مباشر على إمكانية تكرار القياس.
تعد الأخطاء الناجمة عن تدرج درجة الحرارة ديناميكية وتختلف باختلاف ظروف التشغيل، مما يجعلها عاملاً حاسمًا في القياس البصري عالي التكبير.
<ص>5. تأثير شروط الدعم والخصائص الماديةيرتبط استقرار هندسة المسرح ارتباطًا وثيقًا بتصميم الدعم والتخطيط الهيكلي وخصائص المواد.
1) دعم التكوين الذي يؤثر على التشوه العام
يحدد عدد نقاط الدعم وموضعها وطريقة شدها كيفية توزيع الضغط:
يوفر الدعم ثلاثي النقاط ثباتًا عاليًا ولكنه حساس لتوزيع الأحمال.
يوفر الدعم المكون من أربع نقاط قدرة أقوى ولكنه عرضة للتشوه الزائد عن الحد.
إذا كان تصميم نظام الدعم غير مناسب، فقد يحدث تشوه حتى لو كان التسطيح الأولي جيدًا.
2) التغيرات الهيكلية الداخلية للمواد المعدنية
قد تحتوي المواد المعدنية على عيوب مجهرية مثل بنية الحبوب غير المستوية أو اختلاف الكثافة أو الفراغات الدقيقة. في ظل الحمل طويل الأمد ودورة درجة الحرارة، تساهم هذه العوامل في حدوث تشوه دقيق لا يمكن التخلص منه بالكامل عن طريق التشغيل الآلي.
3) عدم كفاية صلابة إطار الآلة
يتم تركيب المسرح على إطار الآلة. إذا كان الإطار يفتقر إلى الصلابة أو كان سطح التثبيت غير متساوٍ، فقد تنحني المنصة أو تلتف مع الإطار، مما يؤثر على التسطيح الإجمالي.
لا ينجم خطأ التسطيح في مراحل جهاز العرض الجانبي عن عامل واحد، بل عن التأثيرات المجمعة للتصنيع وانحراف التجميع والتحميل على المدى الطويل وتدرجات الحرارة وظروف الدعم. إن فهم هذه الآليات يمكّن المهندسين من تحسين التصميم الهيكلي، وتحسين التصنيع والتحكم في التجميع، وتنفيذ استراتيجيات الصيانة المناسبة. وهذا يضمن احتفاظ المرحلة بخصائص هندسية مستقرة على مدى فترات طويلة، مما يضمن دقة وموثوقية القياس.