Šta je okomitost linearnih vodilica i kako je izmjeriti?

Linearna okomitost vodilice opisuje koliko blisko jedna osa vođenja, osa kretanja ili montažni datum formira odnos od 90 stepeni s drugom specificiranom referencom. Najčešće se provjerava između osa kretanja X i Y mašine, gdje se naziva i pravokutnost osi ili ortogonalnost.

Okomitost se ne smije brkati sa paralelizmom između dvije šine postavljene na istoj osi. Dvije šine koje podupiru jedan pokretni sto su obično predviđene da budu paralelne. Dvije različite ose kretanja, kao što su X i Y, obično su predviđene da budu okomite.

Ako X i Y osi nisu kvadratne, mašina se može i dalje kretati glatko, ali naređena geometrija može biti izobličena. Programirani kvadrat može postati paralelogram, a kružna putanja može pokazati geometrijsku grešku u smjeru čak i kada se svaka pojedinačna os točno pozicionira duž svog puta.

Na šta se odnosi okomitost

Termin može opisati nekoliko različitih odnosa. Crtež, plan inspekcije ili specifikacija mašine moraju tačno identifikovati koja linija, ravan ili osa kretanja se kontrolišu.

Ovi odnosi zahtijevaju različite postavke mjerenja. Rezultat je nepotpun osim ako se ne navedu kontrolirana karakteristika, referentni datum, smjer mjerenja i procijenjena dužina.

Perpendikularnost naspram paralelizma

Paralelizam i okomitost su povezane kontrole poravnanja, ali rješavaju različite probleme.

Prije provjere XY okomitosti, svaka os mora već imati prihvatljivu ravnost, a paralelne šine unutar svake ose moraju već biti poravnate. Inače, očitavanje okomitosti može uključivati ​​greške iz nekoliko različitih izvora.

Za mjerenje šina postavljenih u istom smjeru, vidikako izmjeriti paralelizam linearne vodilice.

Kako greška okomitosti utiče na kretanje

Efekat zavisi od toga koji je odnos netačan.

Kada osi kretanja X i Y nisu kvadratne:

• Kvadratna putanja može postati paralelogram.
• Test kružne interpolacije može pokazati geometrijsko izobličenje.
• Karakteristike obrađene iz različitih smjerova osi možda se neće sastati pod predviđenim uglom.
• Rezultati inspekcije mogu varirati ovisno o smjeru mjerenja.

Kada referentne tačke za montažu na šinu nisu okomite ili pravilno postavljene:

• Šina možda neće u potpunosti nalegnuti na obje referentne površine.
• Zatezni vijci mogu izobličiti šinu ili je odvući od predviđene tačke.
• Pokretna ploča može dovesti do dodatnog momentnog opterećenja u kolica.
• Konačni smjer ose može se razlikovati od strojnog crteža.

Greška pravougaonosti XY ne mora nužno otežati pomicanje nosača jer svaka os i dalje može biti iznutra ravna i paralelna. Suprotno tome, vezni vagon se češće povezuje sa paralelizmom šine,{1}}varijacijom visine montaže, kontaminacijom ili izobličenjem ploče nego sa odnosom od 90 stepeni između odvojenih osa.

Prvo definirajte mjerenje

Prije nego što odaberete instrument, definirajte sljedeće informacije:

• Koja osovina, bočna strana šine ili montažna ravnina je kontrolirana karakteristika?
• Koja osa ili površina je referentni datum?
• Da li je zahtjev za geometrijom komponente ili stvarnim kretanjem kolica?
• Preko koje dužine mjerenja se evaluira rezultat?
• Da li bi rezultat trebao biti iskazan u mm, mm/m, mikrometrima ili kutnim jedinicama?
• Koje temperature i uslovi{0}}utovara mašine se primjenjuju?

Mjerenje obrađenih montažnih ivica ne dokazuje automatski da su konačne ose kretanja okomite. Sjedanje šine, zatezanje vijaka, varijacije kolica, deformacija stola i podešavanje sklopa mogu promijeniti gotovu geometriju kretanja.

Metoda 1: kvadratni i brojčani indikator

Kalibrirani precizni kvadrat i indikator za testiranje brojača pružaju praktičnu metodu za provjeru pravougaonosti dvije relativno kratke strojne ose. Kvadrat mora imati dovoljnu tačnost za potrebnu toleranciju mašine.

Osnovni postupak za XY fazu:

1. Očistite sto, kvadrat i kontaktne površine indikatora. Uklonite strugotine, neravnine i ostatke maziva koji bi mogli nagnuti kvadrat.
2. Uspostavite X-os kao referentni smjer kretanja.
3. Postavite precizni kvadrat na sto mašine i poravnajte jednu radnu površinu paralelno sa kretanjem X-ose.
4. Postavite indikator brojčanika na pokretni element po Y-osi tako da sonda dodiruje okomitu radnu površinu kvadrata.
5. Pomjerite Y-os kroz definiranu dužinu inspekcije dok snimate vrijednosti indikatora.
6. Ponovite mjerenje kako biste provjerili ponovljivost, a zatim obrnite ili promijenite položaj kvadrata gdje je to prikladno kako biste identificirali kvadrat ili grešku u postavljanju.

Varijacija indikatora predstavlja bočno odstupanje preko izmjerenog hoda Y-ose nakon što je kvadrat ispravno poravnat sa referencom ose X-. Kvadrat se ne smije pomicati dok se prelazi preko ose.

Metoda 2: Optičko mjerenje

Mašine sa dužim putovanjem i većom{0}}preciznošću mogu zahtijevati autokolimator, laserski interferometar sa odgovarajućom kutnom ili ravnomjernom optikom ili laserski tragač. Osnovni laserski pokazivač ili linijski laser nije dovoljan za sljedivost visoko{2}}preciznog mjerenja okomitosti.

Tipičan optički proces uključuje:

1. Uspostavite smjer ili kutno ponašanje prve ose kretanja.
2. Izmjerite smjer druge ose u istom koordinatnom sistemu.
3. Izračunajte ugaoni odnos između dva postavljena smjera kretanja.
4. Ponovite vožnje u oba smjera vožnje kako biste procijenili ponovljivost i efekte preokreta.
5. Primijenite ekološke i kompenzacijske procedure proizvođača instrumenta.

Optičke metode smanjuju ovisnost o kratkom fizičkom kvadratu i korisne su za dugačke strojne osi. Njihova tačnost i dalje zavisi od podešavanja instrumenta, temperature vazduha, toplotnih gradijenta, vibracija i pravilnog tumačenja vektora izmerenih osovina.

Metoda 3: CMM ili Laser Tracker

Mašina za koordinatno mjerenje ili laserski tragač može procijeniti okomitost mjerenjem tačaka duž dvije referentne karakteristike ili putanje kretanja i uklapanjem linije ili ravni u svaki skup podataka.

Opća procedura je:

1. Definirajte koordinatni sistem stroja i potrebne datume.
2. Prikupite dovoljno raspoređenih tačaka duž prve ose, nulte tačke ili montažne karakteristike.
3. Skupljajte bodove duž druge kontrolirane značajke.
4. Postavite tražene linije ili ravni koristeći dogovorenu metodu procjene.
5. Izračunajte ugaoni odnos ili odstupanje okomitosti između njih.

Potrebna količina tačke zavisi od dužine karakteristike, geometrije, merne nesigurnosti i standarda inspekcije. Fiksni broj kao što je 20 ili 30 poena ne bi trebalo da se primenjuje na svaku mašinu.

CMM inspekcija je posebno korisna za provjeru obrađenih baza, stolova i lociranja ramena prije postavljanja vodilice. Za stvarnu okomitost ose kretanja{1}}, postavka mjerenja mora obuhvatiti kretanje kolica ili stola, a ne samo statičku geometriju šine.

Kako izračunati grešku

Za mjerenje kvadrata-i-indikatora, pojednostavljena devijacija okomitosti može se izraziti kao:

Kada se rezultat normalizira na jedan metar:

Za male kutne greške, kut se može aproksimirati iz omjera između odstupanja i mjerne dužine:

Na primjer, ako se indikator promijeni za 0,012 mm na provjerenom putu od 600 mm:

Ovo je primjer izvještavanja, a ne univerzalna tolerancija prihvatanja. Dozvoljena vrijednost mora proizaći iz dizajna stroja, crteža, mogućnosti procesa ili primjenjivog standarda inspekcije.

Nema univerzalne tolerancije

Ne postoji jedna tolerancija okomitosti prikladna za svaki sistem linearnih vodilica. Osa za prijenos ambalaže, CNC obradni centar i faza za mjerenje koordinata imaju vrlo različite geometrijske zahtjeve.

Dozvoljena greška zavisi od:

• Dužina hoda ose
• Potreban dio ili tačnost pozicioniranja
• Udaljenost između vodilice i radne tačke
• Struktura mašine i termičko ponašanje
• Preciznost vodiča i predopterećenje
• Mjerna nesigurnost
• Dostupnost kompenzacije kontrolera

Tolerancija uvijek treba navesti svoju procijenjenu dužinu. Odstupanje od 0,01 mm na 100 mm nije ekvivalentno 0,01 mm na 1.000 mm.

Uobičajene mjerne greške

Korištenje neprovjerenog kvadrata

Ako je kvadratna greška blizu tolerancije mašine, rezultat ne može pouzdano razlikovati mašinsku grešku od greške referentnog-alata. Koristite kalibrirani kvadrat s odgovarajućom nesigurnošću.

Neuspjeh poravnanja kvadrata s glavnom osom

Precizni kvadrat postavljen na sto nije automatski poravnat sa kretanjem po X-osi. Jedno lice se prvo mora postaviti paralelno s odabranom glavnom osom prije nego što se okomito lice koristi za pregled Y.

Mjerenje prije paralelizma je ispravno

Ako dvije šine unutar jedne ose nisu paralelne, pomični stol može skretati ili se zaglaviti tijekom vožnje. Rezultirajuća promjena indikatora može se zamijeniti za grešku okomitosti.

Ignoriranje kosinusne greške indikatora

Sonda treba da kontaktira referentnu površinu pod ispravnim uglom i da ostane unutar predviđenog opsega merenja. Nagnuta stabljika indikatora ili promjenjivi ugao kontakta unose dodatnu grešku.

Mjerenje tokom promjene temperature

Okviri mašina, kvadrati, šine i merni instrumenti se šire sa temperaturom. Dozvolite opremi da se stabilizuje i izbegavajte direktnu sunčevu svetlost, promenu temperature rashladne tečnosti i lokalne izvore toplote tokom precizne inspekcije.

Kako ispraviti okomitost

Metoda korekcije zavisi od toga da li greška potiče od osnove za ugradnju, položaja šine, pokretne strukture ili kalibracije mašine.

1. Potvrdite glavnu osovinu.Provjerite njegovu ravnost i paralelnost unutrašnje šine prije nego što ga koristite kao referencu.
2. Pregledajte montažne površine.Uklonite neravnine, udubljenja, prljavštinu i izdignuti materijal oko rupa za vijke.
3. Olabavite samo podesivu osovinu.Održavajte utvrđenu glavnu osovinu fiksiranom osim ako inspekcija ne pokaže da je i ona neispravna.
4. Podesite prema ispravnoj referenci.Upotrijebite obrađeno rame, precizan kvadrat, šablonu ili povratnu informaciju o mjerenju za pozicioniranje ose.
5. Zategnite progresivno.Slijedite navedeni redoslijed vijaka i zatezni moment dok provjeravate da se os ne pomjera.
6. Ponovo provjerite kompletno putovanje.Izmjerite u oba smjera vožnje i ponovite nakon što su sve šine, kolica i ploče potpuno zategnute.

Podloške se mogu koristiti samo tamo gdje to dozvoljava dizajn stroja i smjer korekcije. Nasumično podmetanje može poboljšati jedno očitanje dok stvara-izobličenje lica pri montaži, kotrljanje ili grešku u visini na drugom mjestu.

Ako potrebno podešavanje premašuje raspoloživi raspon montaže, montažno rame ili podnožje može zahtijevati ponovnu{0}}mašinsku obradu. Kompenzacija kontrolera može smanjiti određene geometrijske greške u naređenom kretanju, ali ne ispravlja mehaničko vezivanje, loše sjedenje šine ili preveliko unutrašnje opterećenje vagona.

Preporučeni nalog za inspekciju

Logički redoslijed inspekcije sprječava da se jedna greška poravnanja zamijeni za drugu:

1. Montažna{0}}ravnost i čistoća površine
2. Master rail ravnost
3. Paralelnost šina unutar svake ose
4. Kretanje kočije i otpor trčanju
5. Okomitost između različitih osa kretanja
6. Kompletni testovi pozicioniranja mašine i interpolacije

Za pregled{0}}površine montaže, pogledajtelinearna vodilica za montažu{0}}ravnost površine. Za kompletan redoslijed montaže, pogledajtekako instalirati vodilice za linearno kretanje.

Zaključak

Linearna okomitost vodilice normalno opisuje odnos od 90-stepeni između dvije ose kretanja ili između smjera vodilice i specificirane referentne točke mašine. Razlikuje se od paralelizma šine, ravnosti staze i ravnosti montažne površine.

Precizni kvadrat i indikator mogu pružiti praktičnu inspekciju u radionici, dok su optička oprema, CMM i laserski uređaji za praćenje pogodniji za duga putovanja ili sisteme veće{0}}preciznosti. Bez obzira na metodu, datum, dužina inspekcije, nesigurnost instrumenta i objekt mjerenja moraju biti jasno definirani.

DLY isporučuje HD loptu-tip, ED niski-profil, MD minijaturni i RD valjak-tiplinearne vodilicesa H i P opcijama tačnosti. Konačna okomitost mašine zavisi i od tačnosti vođenja i od montaže, poravnanja i verifikacije kompletnog sistema kretanja.

← Povratak na DLY blog