Точность измерений видеоизмерительной машины зависит не только от оптической системы и программных алгоритмов — конструкция основания и система привода играют не менее решающую роль в сохранении точности в долгосрочной перспективе. Сохранит ли машина свою заводскую точность после многих лет эксплуатации или продемонстрирует заметное ухудшение, во многом зависит от выбора конструкционного материала и конструкции системы привода.
1. Материалы основания и структурная устойчивость
Основание является эталоном точности для всей измерительной системы . Его стабильность напрямую влияет на относительное положение линейной шкалы, направляющей и колонны, что, в свою очередь, влияет на долговременную стабильность системы координат измерения. В видеоизмерительных машинах обычно используются два материала для основания: гранит и чугун.
Гранит обладает следующими преимуществами: низкий коэффициент линейного теплового расширения, благодаря чему он менее подвержен изменениям температуры, чем металлы; минимальное внутреннее остаточное напряжение после длительного естественного старения, поэтому он не деформируется, как чугун, из-за снятия напряжений; и плотная структура с низким водопоглощением, обеспечивающая стабильность размеров в обычных условиях цеха. Чугунные основания обеспечивают более высокое демпфирование и лучшее гашение вибраций, а также позволяют отливать сложные геометрические формы; однако его коэффициент линейного теплового расширения выше, чем у гранита, и остаточное напряжение при литье необходимо устранять путем искусственного старения — если старение недостаточное, основание может медленно деформироваться в течение длительного использования.
В приборе JATEN JTDIM-200 в качестве основания используется гранитная конструкция, дополненная прецизионными линейными шкалами — обе конфигурации четко указаны в официальной документации на изделие. Гранитное основание помогает снизить влияние колебаний температуры окружающей среды на точность конструкции, обеспечивая стабильность измерительной системы в стандартных условиях контроля.
2. Система привода и точность позиционирования
Система привода обеспечивает позиционирование измерительного стола по осям X, Y и Z; точность позиционирования и стабильность движения напрямую влияют на повторяемость измерений. В видеоизмерительных машинах используются два основных типа приводов: сервопривод и шаговый двигатель.
Система сервопривода обеспечивает управление положением с помощью серводвигателя в паре с обратной связью замкнутого или полузамкнутого контура, гарантируя высокую точность позиционирования, быструю реакцию и плавное движение. Она обеспечивает многоосевое скоординированное движение и высокоскоростные измерения, сохраняя при этом стабильность позиционирования. В JATEN JTDIM3020 используется трехкоординатная система сервопривода Mitsubishi в паре с разработанным нами алгоритмом измерения, что помогает поддерживать точность позиционирования и стабильность движения в автоматизированных сценариях измерения.
Системы с шаговым двигателем стоят дешевле, но на низких скоростях могут наблюдаться колебания шага, а на высоких — пропуски шагов, что приводит к снижению точности позиционирования и плавности движения. Независимо от типа привода, компоненты трансмиссии (ходовые винты, направляющие, муфты и т. д.) изнашиваются при длительной эксплуатации: износ ходовых винтов увеличивает погрешность шага, износ направляющих влияет на прямолинейность, износ муфт приводит к люфту. После накопления этих износов снижается повторяемость измерений и увеличивается погрешность индикации.
3. Техническое обслуживание ключевых компонентов трансмиссии
Для обеспечения долговременной точности приводной системы необходимы регулярные осмотры и техническое обслуживание следующих компонентов:
Ходовой винт и гайка. Точность шага напрямую определяет точность позиционирования. Регулярно проверяйте смазку и при необходимости пополняйте или заменяйте консистентную смазку; осматривайте поверхность винта на наличие царапин или следов износа и при необходимости выполняйте компенсацию ошибки шага или замену винта.
Направляющая. Прямолинейность имеет основополагающее значение для точности системы координат измерения. Регулярно очищайте поверхность направляющей, чтобы предотвратить попадание пыли и стружки в ползунок и образование царапин; проверяйте предварительную нагрузку — слишком слабая вызывает заедание, слишком тугая ускоряет износ.
Муфта. Упругий элемент изнашивается при длительной эксплуатации, что приводит к люфту. Регулярно проверяйте состояние соединения и своевременно заменяйте его при любых ослаблениях или износе.
Линейная шкала. Считывающая головка и поверхность шкалы должны содержаться в чистоте. Пыль или масло влияют на сигнал считывания и вызывают скачки координат. Регулярно протирайте поверхность шкалы специальными чистящими средствами и избегайте органических растворителей.
4. Различия в техническом обслуживании ручных и автоматических машин
В ручных видеоизмерительных машинах износ приводной системы происходит в основном из-за ручного управления. Различия в силе и скорости вращения маховика оператором вызывают неравномерный износ ходового винта и направляющей. Основное внимание при техническом обслуживании уделяется поддержанию надлежащей смазки ходового винта и направляющей, а также регулярной проверке на наличие люфта и заеданий.
В автоматических видеоизмерительных машинах (таких как JTDIM3020 ) приводная система работает под программным управлением, обеспечивая относительно равномерное движение и усилие, а также равномерный износ. Однако автоматические машины накапливают большой пробег, поэтому периодическая смазка ходового винта, очистка направляющих и повторная проверка точности остаются одинаково необходимыми.
5. Резюме
Сохранение точности в долгосрочной перспективе зависит от стабильности конструкционного материала, конструкции приводной системы и дисциплинированного технического обслуживания компонентов трансмиссии. Гранитное основание обеспечивает преимущества в плане термической и стареющей стабильности, а сервоприводная система гарантирует более высокую точность позиционирования и стабильность движения. Независимо от конфигурации машины, регулярное техническое обслуживание и своевременная замена изношенных деталей необходимы для обеспечения долгосрочной надежности данных измерений.