Αν ανοίξατε μια μηχανή μέτρησης συντεταγμένων, ένα σύστημα επιθεώρησης AOI ή μια βαθμίδα γκοφρέτας ημιαγωγών, θα βρείτε εξελιγμένα οπτικά, κωδικοποιητές και συστήματα ελέγχου κίνησης που κάνουν την ορατή δουλειά. Κάτω από όλα αυτά, κάνοντας αθόρυβα την εξίσου σημαντική αόρατη δουλειά, είναι συνήθως μια βάση από γρανίτη.
Η βάση δεν είναι απλώς μια πλατφόρμα - Είναι μέρος του συστήματος μέτρησης
Είναι δελεαστικό να σκεφτόμαστε τη βάση ενός μηχανήματος ως απλή δομική στήριξη, παρόμοια με ένα πόδι τραπεζιού. Σε εξοπλισμό ακριβείας, αυτό δεν είναι ακριβές. Η βάση επηρεάζει άμεσα:
Απόσβεση κραδασμών - πόσο γρήγορα διαχέονται οι διαταραχές (από το κτίριο, από τους κινητήρες του μηχανήματος, από την κυκλοφορία με τα πόδια κοντά) αντί να μεταδίδονται στη ζώνη μέτρησης ή διεργασίας.
Θερμική σταθερότητα - πόσο σταθερά διατηρεί η επιφάνεια στερέωσης τη γεωμετρία της καθώς η θερμοκρασία κυμαίνεται.
Μακροπρόθεσμη-σταθερότητα διαστάσεων - ανεξάρτητα από το αν οι επιφάνειες αναφοράς στις οποίες βασίζεται το μηχάνημα για τη βαθμονόμηση παραμένουν αληθινές για χρόνια λειτουργίας.
Ο γρανίτης έχει καλή απόδοση και στα τρία σημεία λόγω των φυσικών ιδιοτήτων απόσβεσης των κραδασμών{{0}, της χαμηλής και προβλέψιμης θερμικής διαστολής και της αντοχής σε ερπυσμό υπό παρατεταμένο φορτίο - που είναι δύσκολο να συνδυαστούν με συγκολλημένες χαλύβδινες κατασκευές, οι οποίες μπορούν να αναπτύξουν εσωτερική καταπόνηση και σταδιακά να παραμορφωθούν με την πάροδο του χρόνου.
Όπου εμφανίζονται βάσεις γρανίτη σε εξοπλισμό ακριβείας
Κατασκευή ημιαγωγών καιεξοπλισμός επιθεώρησης. Τα στάδια χειρισμού πλακιδίων, ο παρακείμενος εξοπλισμός λιθογραφίας-και τα εργαλεία επιθεώρησης συχνά χρησιμοποιούν γρανίτη ως βάση για τραπέζια XY και γραμμικές πλατφόρμες κινητήρων, όπου απαιτείται επαναληψιμότητα σε επίπεδο νανομέτρων-και οποιαδήποτε δόνηση που προκαλείται από τη βάση-θα μείωνε άμεσα την απόδοση.
Μηχανές μέτρησης συντεταγμένων (CMM). Η βάση από γρανίτη ενός CMM χρησιμεύει ως το σταθερό πλαίσιο αναφοράς έναντι του οποίου μετράται η θέση του καθετήρα. Οποιαδήποτε κάμψη ή μετατόπιση σε αυτή τη βάση μεταφράζεται άμεσα σε αβεβαιότητα μέτρησης για κάθε εξάρτημα που επιθεωρεί το μηχάνημα.
Συστήματα μέτρησης οπτικών και λέιζερ. Εξοπλισμός όπως-οργανά μέτρησης εικόνας δύο διαστάσεων, συστήματα μέτρησης περιγράμματος και συστήματα λέιζερ femtosecond/picosecond εξαρτώνται από μια σταθερή οπτική διαδρομή - που σημαίνει ότι η βάση που υποστηρίζει τα οπτικά πρέπει να αντέχει τόσο σε κραδασμούς όσο και σε θερμική μετατόπιση.
AOI (αυτόματη οπτική επιθεώρηση) και βιομηχανικά συστήματα CT. Αυτά τα συστήματα επιθεωρούν σε υψηλή μεγέθυνση, όπου ακόμη και η δόνηση μικρότερου-μπορεί να θολώσει τα αποτελέσματα της απεικόνισης ή να δημιουργήσει ψευδείς ενδείξεις ελαττωμάτων.
Πλατφόρμες γραμμικού κινητήρα και εξοπλισμός δοκιμής μολύβδου/οδηγού. Ο γρανίτης παρέχει μια επίπεδη, σταθερή επιφάνεια ταξιδιού για εξαρτήματα γραμμικής κίνησης που δοκιμάζονται ή βαθμονομούνται, καθώς οποιαδήποτε επιφανειακή ανωμαλία θα παρερμηνευόταν ως ελάττωμα εξαρτήματος.
Αναδυόμενες εφαρμογές. Οι νεότερες βιομηχανίες - συμπεριλαμβανομένου του εξοπλισμού επιθεώρησης κατασκευής μπαταριών και των μηχανών επίστρωσης περοβσκίτη - έχουν επίσης υιοθετήσει βάσεις γρανίτη καθώς αυτές οι διαδικασίες απαιτούν ολοένα και πιο αυστηρές ανοχές θέσης κατά την παραγωγή.
Γιατί οι κατασκευαστές εξοπλισμού καθορίζουν γρανίτη πάνω από χάλυβα ή χυτοσίδηρο
Οι βάσεις από χάλυβα και χυτοσίδηρο εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε πολλές-μηχανές γενικής χρήσης και για καλό λόγο - είναι οικονομικά-οικονομικές και ενσωματώνονται ευκολότερα με συγκεκριμένο υλικό τοποθέτησης. Ωστόσο, για εξοπλισμό όπου έχει σημασία η υπο-επαναληψιμότητα του μικρού, τρία πρακτικά ζητήματα ωθούν τους κατασκευαστές προς τον γρανίτη:
Οι χαλύβδινες βάσεις μπορούν να διατηρήσουν την υπολειπόμενη τάση από τη συγκόλληση ή τη χύτευση, η οποία χαλαρώνει αργά με μήνες ή χρόνια, μεταβάλλοντας διακριτικά τη γεωμετρία ακόμη και χωρίς καμία αλλαγή στο εξωτερικό φορτίο.
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του χάλυβα είναι σημαντικά υψηλότερος από αυτόν του γρανίτη, καθιστώντας τις βάσεις από χάλυβα πιο ευαίσθητες στις συνηθισμένες μεταβολές της θερμοκρασίας του εργοστασίου.
Οι κατασκευές από χυτοσίδηρο και συγκολλημένο χάλυβα συνήθως υγραίνουν τους κραδασμούς λιγότερο αποτελεσματικά από την πυκνή φυσική πέτρα, πράγμα που σημαίνει ότι περισσότερη υπολειπόμενη δόνηση φτάνει στα ευαίσθητα εξαρτήματα.
Μια πρακτική σημείωση για σχεδιαστές εξοπλισμού
Κατά τον καθορισμό μιας βάσης γρανίτη για ένα νέο κομμάτι εξοπλισμού, οι σχετικές μεταβλητές που πρέπει να καθοριστούν με σαφήνεια με έναν προμηθευτή περιλαμβάνουν:
Απαιτούμενος βαθμός επιπεδότητας και παραλληλισμού
Απαιτούνται μέγιστες διαστάσεις ενός-τεμαχίου (οι μεγαλύτερες πλατφόρμες μερικές φορές απαιτούν προμήθεια από προμηθευτές με-εξοπλισμό λείανσης και χειρισμού βαριάς χωρητικότητας)
Σχέδια οπών τοποθέτησης και τυχόν απαιτήσεις ενσωμάτωσης ρουλεμάν αέρα- ή κενού-
Περιβαλλοντικές συνθήκες στις οποίες θα λειτουργήσει ο έτοιμος εξοπλισμός, έτσι ώστε η θερμική συμπεριφορά να μπορεί να υπολογιστεί σωστά
Η σωστή λήψη αυτών των λεπτομερειών στο στάδιο του σχεδιασμού αποφεύγει την δαπανηρή επανεπεξεργασία αργότερα, καθώς μια βάση γρανίτη είναι συνήθως ένα από τα πιο δύσκολα εξαρτήματα για τροποποίηση μετά την τελική κατεργασία και τη βαθμονόμηση.
FAQ
Ε: Μπορούν οι βάσεις από γρανίτη να χρησιμοποιηθούν σε κινητό ή εξοπλισμό πεδίου, όχι μόνο σε σταθερές εργαστηριακές εγκαταστάσεις; Ναι, αν και το βάρος γίνεται σχεδιαστικός παράγοντας. Η πυκνότητα του γρανίτη είναι ένα πλεονέκτημα για τη σταθερότητα, αλλά αποτελεί αντιστάθμισμα για τη φορητότητα, επομένως ο εξοπλισμός πεδίου χρησιμοποιεί συχνά μικρότερα, προσεκτικά μεγέθους εξαρτήματα γρανίτη αντί για πλατφόρμες-πλήρους κλίμακας.
Ε: Οι βάσεις γρανίτη απαιτούν ειδικό χειρισμό κατά την αποστολή και την εγκατάσταση; Ναι, ο γρανίτης -, παρά την αντοχή του στη συμπίεση, μπορεί να είναι ευάλωτος σε θρυμματισμό άκρων και κρουστική φόρτωση κατά τη μεταφορά. Οι αξιόπιστοι προμηθευτές συνήθως χρησιμοποιούν προσαρμοσμένα κιβώτια και συσκευασίες σοκ-για εξαρτήματα ποιότητας-ακρίβειας.
Ε: Πώς οι μηχανικοί επαληθεύουν ότι μια βάση από γρανίτη δεν έχει μετατοπιστεί μετά την εγκατάσταση; Μια συνήθης πρακτική είναι να-επαληθεύετε ξανά την επιπεδότητα και τη στάθμη χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό επίπεδο ή αυτόματο ρυθμιστή μετά την εγκατάσταση της βάσης στην τοποθεσία-, καθώς η επιφάνεια εγκατάστασης και οι συνθήκες τοποθέτησης μπορεί να διαφέρουν από το περιβάλλον όπου πραγματοποιήθηκε η αρχική βαθμονόμηση.