Kad koordinātu mērīšanas iekārta slīd pa savu gājienu bez redzama kontakta, bez smērvielas un bez slīdēšanas, tā gandrīz noteikti brauc uz gaisa gultņa, un lielākajā daļā precīzo iekārtu virsma, pa kuru tā brauc, ir granīts. Sapārots granīts un saspiests gaiss ir kluss mūsdienu metroloģijas iekārtu, pusvadītāju posmu un lineāro motoru platformu pamats. Šajā rokasgrāmatā ir izskaidrots, kā darbojas granīta gaisa gultnis, kāpēc lielākajā daļā lietojumu priekšroka tiek dota granītam, nevis keramikai, kā tiek noteikta kravnesība un stingrība, kas nepieciešams gaisa padevei un kā to norādīt, izmantojot praktisku atlases kontrolsarakstu.
Kā darbojas gaisa gultņu vadība
Gaisa gultnis aizstāj cietu slīdošo kontaktu ar plānu saspiesta gaisa plēvi, kas parasti ir no dažiem mikrometriem līdz dažiem desmitiem mikrometru bieza. Gaiss tiek padots caur mazām atverēm vai porainu vietu gultņa paliktnī, izplatās spraugā starp paliktni un vadotnes virsmu un izplūst malās. Spiediens plēves iekšpusē nes slodzi, tāpēc ratiņi peld, nevis pieskaras. Tā kā nav metāla saskares ar metālu, kustības sākumā nav jāpārvar statiskā berze, nav nodiluma daļiņu un nav smērvielas, kas tīrā telpā piesaistītu putekļus vai iztvaikotu.
Divas plēves īpašības ir tikpat svarīgas kā tās slodze. Pirmais ir vidējais rādītājs: plēve pārvar mikroskopiskus augstumus un zemākos punktus uz virzošās virsmas, filtrējot īsa viļņa garuma kļūdas, tādējādi lietderīgā slodze redz daudz vienmērīgāku trajektoriju nekā neapstrādātās virsmas profils. Otrais ir slāpēšana: gaisa plēve izkliedē vibrācijas enerģiju, kas papildina paša granīta dabisko slāpēšanu. Kopā šie efekti rada kustību ar mazāku mikrometru taisnumu un nanometru skalas izšķirtspēju, kas ir tieši tas, ko pieprasa CMM gaisa gultņu stadijas un optiskās pārbaudes sistēmas.
Kāpēc granīts, nevis tērauds vai keramika
Vadošā virsma ir puse no gaisa gultņu sistēmas, un tās kvalitāte nosaka visu. Granītam ir trīs priekšrocības. To var noslīpēt līdz izcilam līdzenumam, parasti mikrometra līmenī lielās platībās, kas nodrošina gaisa plēvei stabilu un paredzamu atstarpi. Tam ir augsta iekšējā amortizācija, tāpēc kombinētā struktūra nezvana tā, kā to dara tērauda veids. Un tas ir pēc izmēriem mierīgs: tā termiskā izplešanās ir neliela tērauda daļa, un tas nerūsē, tāpēc spraugas ģeometrija iztur vairākus gadus ilgu temperatūru un mitru tīras telpas gaisu bez atkārtotas apstrādes.
Dažās iekārtās parādās keramikas vadotnes, parasti alumīnija oksīds vai silīcija karbīds, un tām ir patiesas stiprās puses. Tie ir cietāki par granītu, iztur lielāku kontaktu slodzi, ja tiek izmantotas hibrīda lodveida gaisa sistēmas, un noteiktās ģeometrijās var būt vieglākas ar tādu pašu stingrību. Praksē izvēle ir atkarīga no pielietojuma. Lielākajai daļai CMM un metroloģijas platformu granīts ir izdevīgāks, ņemot vērā izmaksas par precizitātes vienību, pieejamo izmēru diapazonu un labojamību, jo nolietotu vai bojātu granīta vadotni var no jauna uzlikt vietā, savukārt keramikas vadotne parasti nozīmē visas sastāvdaļas nomaiņu. Keramika mēdz nopelnīt, ja dominē ārkārtēja cietība, agresīva vide vai ļoti liels paātrinājums.
Kravnesība un stingrība
Gaisa gultņa slodzes jauda ir vienkārši plēves integrētais spiediens virs spilvena laukuma, ko samazina spiediena profils starp padevi un malu. Aptuvens praktisks ceļvedis: ar tipisku padeves spiedienu no 4 līdz 6 bāriem un efektīvām spilventiņu konstrukcijām ir sasniedzams efektīvs plēves spiediens diapazonā no 1,5 līdz 3 bāriem virs spilventiņa laukuma, tāpēc 50 x 100 mm spilventiņš ar rezervi var izturēt no 75 līdz 150 kg. Vairāku paliktņu ratiņi tieši palielina jaudu.
Stingums ir spraugas izmaiņas uz vienu slodzes izmaiņu vienību, un tas neļauj kravai noslīdēt virzienā uz vadotni, slodzei mainoties. Plēves stingrība palielinās līdz ar padeves spiedienu un ar mazāku projektēto atstarpi, bet pārāk maza sprauga padara gultni jutīgu pret virsmas līdzenuma kļūdām un daļiņām. Labi izstrādāti gultņi uz pārklājuma granīta atrodas diapazona vidū, apvienojot nozīmīgu stingrību ar toleranci pret reālās virsmas kvalitāti. Salīdzinot piegādātājus, pieprasiet slodzes un spraugas līkni un plēves stinguma skaitli pie jūsu darba slodzes, nevis tikai maksimālās slodzes numuru, jo gultnis, kas peld augstu pie nelielas slodzes un nirst pie lielas slodzes, to parādīs jūsu taisnuma datos.
Gaisa plēves spraugas un gaisa padeves prasības
Dizaina sprauga ir izvēlēta tā, lai tā atbilstu vadotnes plakanumam un gaisa tīrībai. Lielākas spraugas piedod virsmas kļūdas un daļiņas, bet samazina stingrību; precīzās iekārtās parasti ir 5 līdz 12 mikrometru atstarpes uz pārsegta granīta. Tāpēc vadotnes līdzenums ir norādīts tik stingri: plēve var izmērīt tikai tās kļūdas, kas ir nelielas attiecībā pret tās biezumu.
Gaisa padevei nepieciešama tāda pati aprūpe. Tipiskās prasības ir tīrs, sauss gaiss ar 4 līdz 8 bāriem, filtrēts līdz 0,1 mikrometram vai labākam precīzam darbam, ar pietiekami zemu rasas punktu, lai novērstu kondensāta veidošanos līnijās, parasti zem 10 grādiem C pie spiediena līnijas. Eļļa ir ienaidnieks: pat eļļas miglas pēdas galu galā migrē plēvē un nogulsnējas uz vadotnes, tāpēc bezeļļas kompresori vai koalescējošie un oglekļa filtri ir standartaprīkojumā. Regulatoriem un rezervuāriem jābūt tādiem, lai patēriņš būtu vienmērīgs, jo spiediena viļņošanās parādās tieši kā kustības pulsācija uz skatuves. Patēriņš ir atkarīgs no spilventiņu izmēra un spraugas — no dažiem litriem minūtē maziem spilventiņiem līdz krietni vairāk nekā simtam lieliem vairāku paliktņu ratiņiem, tāpēc padeve ir jāveido no kopējā daudzuma, ar dublēšanu vai akumulatoru, kur negaidīta izslēgšana ļautu iekārtai nosēsties uz vadotnēm.
Kur tiek izmantoti granīta gaisa gultņi
Viena un tā pati fizika kalpo vairākām mašīnu saimēm, un uzsvars uz katru no tiem atšķiras.
| Pieteikums | Ko dara gaisa gultnis | Kāpēc granīts der |
| CMM un mērīšanas iekārtas | Nes zondes karieti ar bezberzes, atkārtojamu kustību uz X un Y sliedēm | Plakanums un amortizācija nodrošina zem mikrometra taisnumu garā gājienā |
| Metroloģijas sistēmas | Nodrošina optisko un taustes sensoru atsauces kustību bez novirzes | Termiskā stabilitāte nodrošina, ka kalibrēšana ir derīga starp atkārtotām pārbaudēm |
| XY posmi | Atbalsta lietderīgās slodzes plakanos vairāku paliktņu izkārtojumos ar nanometru izšķirtspējas diskdziņiem | Augsta stingrība apvienojumā ar izcilu līdzenumu lielām plāksnēm |
| Lineārās motoru platformas | Aizstāj mehāniskās vadotnes, kur saskare radītu viļņošanos un daļiņas | Nemagnētisks, tīrs un saderīgs ar augsta paātrinājuma profiliem |
| Pusvadītāju pārbaudes iekārtas | Novieto plāksnes un sensorus, neradot nodiluma gružus | Bez smērvielas, bez daļiņām, stabils tīras telpas apstākļos |
Praktiskās atlases kontrolsaraksts
Pirms piedāvājuma pieprasīšanas, izskatiet sešus vienumus. Sagatavošanās prasa stundu un ietaupa nedēļu atkārtojumu.
Slodze: norādiet lietderīgās kravas masu, tās smaguma centra nobīdi un to, vai slodze ir nemainīga vai mainās cikla laikā. Šeit ietilpst arī motoru un kabeļu priekšslodzes virziens un dinamiskie spēki.
Braukšana un aploksne: norādiet nepieciešamo gājienu katrā asī, pieejamo vietu, kā arī cieto pieturu pozīciju un kabeļu pārvaldību. Vadības garums nosaka gultņu paliktņu skaitu un atstarpi.
Precizitātes prasības: izsakiet tās kā taisnumu, nobrauktā ceļa līdzenumu, slīpumu, sānsveres un leņķa virzienu visā gājienā un atkārtojamību. Šeit esošie skaitļi nosaka granīta vadotnes pārklāšanas specifikāciju.
Gaisa padeve: pārbaudiet pieejamo spiedienu, rasas punktu un filtrēšanu pie iekārtas ieplūdes, kā arī to, vai cauruļvads ir kopīgs ar citu aprīkojumu, kas var izraisīt spiediena kritumus.
Vide: temperatūras diapazons un stabilitāte, mitrums, grīdas vibrācija un tīras telpas klase, ja piemērojams. Tie nosaka materiāla pakāpi, spraugas izmēru un to, vai ir nepieciešami izolācijas stiprinājumi.
Montāžas interfeiss: norādiet rasējumus par to, kas ir piestiprināts pie ratiņiem un kas atbalsta vadotni, ieskaitot ieliktņu pozīcijas, lai granīta sastāvdaļa tiktu piegādāta gatava montāžai, nevis pēc piegādes nepieciešama vietēja urbšana.
Uzstādīšana, tīrīšana un apkope
Gaisa gultņu sistēmai gandrīz nav nepieciešama apkope, taču daži ieradumi to aizsargā. Lai izvairītos no gružiem un nejaušas saskares, novietojiet virzošo virsmu nosegtu, kad tā ir tukšgaita. Tīriet noslīpētu granītu ar maigu mazgāšanas līdzekli vai izopropilspirtu un drāniņu bez plūksnām; izvairieties no agresīviem sārmainiem tīrīšanas līdzekļiem, kas gadu gaitā var padarīt virsmu blāvu. Nekad neslidiniet ratiņus uz sausas vadotnes ar izslēgtu gaisu, jo pat viena starta pietura zem slodzes var atstāt līdzenu vietu uz paliktņa; izmantojiet mašīnā paredzētās pacelšanas vai kompensācijas funkcijas. Pārbaudiet filtrus un regulatorus pēc grafika un novērojiet spraugas rādījumus, ja iekārta tos nodrošina, jo lēni sarūkoša sprauga bieži norāda uz filtra novecošanos vai virsmas piesārņojumu ilgi pirms tā kļūst par defektu. Ievērojot šos ieradumus, granīta vadotni var atjaunot pēc daudzu gadu kalpošanas un sistēmai tiek atjaunota jauna veiktspēja, kas ir viena no šīs tehnoloģijas klusajām ekonomiskajām priekšrocībām.
Sāciet ar savu slodzi un ceļojumu
Ja norādāt CMM gaisa gultņu stadiju, metroloģijas platformu vai pielāgotu lineāro motora mašīnu, nosūtiet mums iepriekš minēto kontrolsarakstu vai vienkārši slodzes, pārvietošanās, precizitātes mērķus un saskarnes rasējumus. Mēs ražojamgranīta gaisa gultniskomponentiem un saskaņotām pārklāšanās vadotnēm mājā, un mūsumērīšanas mašīnas granīta sastāvdaļalīnija aptver sliedes, vagonus un pamatnes, uz kurām tie brauc. Mūsu inženieri izskatīs jūsu prasības, ieteiks spilventiņu izkārtojumu, spraugu klasi un vadotnes līdzenumu, kā arī atgriezīs citātu ar izpildes laiku, parasti dažu darba dienu laikā. Pielāgota izgatavošana pēc jūsu zīmējuma ir mūsu standarta prakse, un zīmējuma pārskatīšana ir bez maksas.