Зайдите практически в любую метрологическую лабораторию, отдел контроля качества или прецизионное производственное предприятие, и вы обнаружите одну часть оборудования, которая редко привлекает внимание, но лежит в основе всего остального в комнате: гранитная плита. Он не имеет движущихся частей, цифрового дисплея и программного обеспечения -, но часто является единственной контрольной точкой, по которой сверяются все остальные измерения в помещении.
Контрольная точка за контрольной точкой
Координатно-измерительная машина (КИМ) может сообщать о точности позиционирования с точностью до микронов, но это число что-то значит только в том случае, если сама машина находится на действительно плоской и устойчивой поверхности. То же самое относится и к системам измерения двумерных изображений, инструментам для измерения контуров и оборудованию для автоматического оптического контроля (AOI). Все эти системы предполагают стабильную точку отсчета - физическую нулевую- точку, которая не смещается, не провисает и не вибрирует.
Это работагранитная поверхностная плита. Его плоскость — это не очень приятно--иметь; это основа, которая определяет, заслуживает ли доверия каждое последующее измерение, выполненное поверх него.
Почему именно гранит
Поверхностные пластины исторически изготавливались как из чугуна, так и из гранита, но гранит стал доминирующим выбором в современных метрологических лабораториях по нескольким конкретным причинам:
Превосходное долговременное-сохранение плоскостности. Чугунные поверхностные пластины могут деформироваться-для снятия напряжений в течение многих лет использования, поскольку внутренние напряжения при механической обработке постепенно снимаются. Гранит, являющийся естественным кристаллическим материалом, а не литым и обработанным металлом, не несет такого же профиля внутренних напряжений и сохраняет свою калиброванную плоскостность гораздо дольше.
Не-магнитный и не-проводящий. Это имеет непосредственное значение для такого оборудования, как лазерные интерферометры, электронные уровнемеры и индуктивные датчики смещения, на которое могут влиять близлежащие магнитные или проводящие материалы.
Устойчивость к коррозии и тепловому дрейфу. Гранит не ржавеет, а его коэффициент теплового расширения намного ниже, чем у металла, а это означает, что он более стабильно сохраняет свои калиброванные размеры в течение рабочего дня при нормальных колебаниях температуры.
Гашение высокочастотной-вибрации. Кристаллическая зернистая структура гранита поглощает вибрацию более эффективно, чем гомогенная металлическая отливка, что особенно актуально для систем АОИ и оптического измерительного оборудования, чувствительного к микро-вибрации во время захвата изображения.
За пределами поверхностной пластины: более широкое семейство измерительных инструментов для гранита
Поверхностные пластины – самое-известное применение, однако метрологические инструменты для гранита простираются дальше. Гранитные квадратные линейки, прямые линейки, V-блоки и параллели широко используются для сборки оборудования, проверки соосности и калибровки на прецизионных производственных линиях. Эти инструменты служат той же цели, что и поверхностная пластина меньшего масштаба -, обеспечивая стабильную, проверяемую базовую геометрию, которой техник может доверять при сборке или центровке машины.
Для применений, требующих максимально достижимой плоскостности, - поверхностные пластины, предназначенные для использования в качестве основного эталона для первичной калибровки на предприятии, - характеристики плоскостности могут достигать допусков на уровне нанометров-. Этот уровень производительности во многом зависит как от плотности и стабильности сырья, так и от качества процесса отделки, который в высокотехнологичном метрологическом производстве по-прежнему по существу является ручной-отделкой, а не полностью автоматизированной.
На что обратить внимание при выборе поверхностной пластины
Покупатели, оценивающие гранитные поверхностные плиты для использования в ШМ, АОИ или для общего контроля, должны выйти за рамки основного материала и спросить о:
Прослеживаемость калибровки - независимо от того, принадлежит ли сертификат плоскостности пластины аккредитованному национальному или региональному метрологическому институту.
Спецификация класса Поверхностные пластины - обычно классифицируются (например, класс 000, класс 00, класс 0, класс AA) в соответствии с установленными стандартами, такими как DIN 876, и требуемый класс должен соответствовать требованиям точности оборудования, находящегося на них.
Плотность и прозрачность источников - Как и в случае с гранитными основаниями в целом, поставщики должны иметь возможность предоставлять поддающиеся проверке цифры плотности, а не полагаться на визуальное сходство с настоящим черным гранитом высокой-плотности.
Поверхностная пластина в некотором смысле является самым тихим оборудованием в любой метрологической лаборатории. Он не объявляет о своих характеристиках так, как это делает цифровой инструмент. Но каждое измерение, выполненное над ним, так же надежно, как сама пластина -, и именно поэтому серьезные операции по контролю качества относятся к ее выбору и калибровке с той же строгостью, что и к инструментам, которые она поддерживает.