Millimar: Precyzyjne wyniki pomiarów dzięki kompensacji temperatury

Wynika to z naturalnego zjawiska fizycznego: większość materiałów rozszerza się po podgrzaniu i ponownie kurczy po schłodzeniu. Celem procedury testowej w metrologii produkcyjnej jest określenie rzeczywistego rozmiaru przedmiotu obrabianego. W oparciu o pierwszą normę ISO 1 z 1931 r. automatycznie przyjmuje się, że temperatura ta wynosi 20°Celsjusza. Jednak tylko kilka systemów pomiarowych monitoruje temperaturę przedmiotu obrabianego lub nawet próbuje skorygować zmierzone wartości.

Liczne czynniki wpływające na odchylenia termiczne

Wielu menedżerów ds. jakości zakłada, że wszelkie termicznie wywołane odchylenia wymiarów mierzonego elementu są kompensowane przez odpowiednie rozszerzenie urządzenia pomiarowego i ustawionych norm: Wszystkie komponenty rozszerzają się lub kurczą w tym samym stopniu, dzięki czemu wynik jest prawidłowy. W rzeczywistości jednak tak nie jest. Urządzenie pomiarowe, wzorzec nastawczy i przedmiot obrabiany - trzy elementy sprzętowe systemu pomiarowego - mogą być wykonane z różnych materiałów, więc zachowują się również inaczej pod wpływem ciepła - nawet jeśli wszystkie mają tę samą temperaturę. Jednak temperatura poszczególnych komponentów może się od siebie różnić:

• Elementy, które właśnie wyszły z procesu obróbki na sucho, mogą być o kilka stopni cieplejsze i pozostawać w takim stanie przez wiele godzin.
• Elementy, które zostały poddane obróbce z użyciem chłodziwa, mogą być chłodniejsze.
• Urządzenie pomiarowe lub nastawnik mogą stać na stole warsztatowym w bezpośrednim świetle słonecznym lub pod zaworem grzewczym lub chłodzącym i dlatego mogą być cieplejsze lub chłodniejsze.
• Rozwarstwienie temperatury w pomieszczeniu może prowadzić do różnic temperatur między komponentami znajdującymi się przy podłodze i tymi na wysokiej półce.
• Względna masa komponentów również może mieć znaczenie: na przykład, blok silnika potrzebuje więcej czasu, aby wyrównać się do temperatury otoczenia niż miernik średnicy otworu.

W niektórych przypadkach wahania termiczne w urządzeniu pomiarowym i obrabianym przedmiocie mogą również mieć odwrotny skutek, co zwiększa błąd pomiaru zamiast go wyrównywać. Na przykład, wysokie temperatury powodują wydłużenie styków sprawdzianów otworowych. To z kolei powoduje, że średnica wewnętrzna jest mniejsza niż faktycznie zmierzona. Z drugiej strony, wewnętrzna średnica cienkościennej części staje się większa w wyższych temperaturach.

Kontrola środowiska w laboratoriach pomiarowych

Niektóre firmy produkcyjne próbują rozwiązać ten problem poprzez kontrolowanie środowiska w pomieszczeniu. Obejmuje to na przykład instalowanie zaawansowanych systemów sterowania ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją (HVAC) lub wprowadzanie zmian konstrukcyjnych. Środki te są skuteczne w laboratoriach pomiarowych, ale nie w halach maszyn. Budynki te są zbyt duże, zawierają zbyt wiele urządzeń lub maszyn generujących ciepło, a zatem ogólnie zbyt wiele zmiennych.

Rozwiązanie Mahr

Bardziej celowe jest mierzenie temperatury urządzenia pomiarowego, matrycy nastawczej i przedmiotu obrabianego oraz kompensowanie wahań termicznych na podstawie znanych współczynników rozszerzalności. Mahr oferuje odpowiednie rozwiązanie dla tego zastosowania: dla rodziny produktów Millimar składa się ono z połączenia oprogramowania Millimar Cockpit z dostępnym na rynku zewnętrznym urządzeniem do pomiaru temperatury. W konfiguracji pomiarowej zainstalowane są dwa czujniki: jeden do pomiaru temperatury matrycy nastawczej i jeden do pomiaru temperatury przedmiotu obrabianego. Oprogramowanie Mahr można teraz zaprogramować dla różnych współczynników rozszerzalności różnych komponentów. Rejestruje ono wyniki i oblicza wynik pomiaru z kompensacją temperatury. Użytkownicy mogą również określić dodatkowe współczynniki kompensacji w oprogramowaniu Mahr, takie jak nietypowe geometrie lub różnice między temperaturą powierzchni a temperaturą wewnętrzną przedmiotu obrabianego. Zapewnia to klientom wysoce wydajne rozwiązanie: system kompensacji temperatury tego typu generalnie zmniejsza błędy pomiarowe indukowane termicznie o 90 do 95 procent.

Chcesz uzyskać więcej informacji na temat oprogramowania Millimar Cockpit? Zajrzyj na naszą stronę internetową.

Lub skontaktuj się z nami, jeśli masz jakiekolwiek pytania.