Применение гранитной основы для 2D-измерительных машин с визуальным контролем
Основание из гранита (марка 00 «Jinan Green natural») является основным опорным элементом, на который приходится основная нагрузка, в двухмерных и 2,5-мерных визуальных измерительных машинах. Благодаря низкому коэффициенту расширения, высокой жёсткости, немагнитным свойствам и износостойкости она обеспечивает постоянный эталон для оптических бесконтактных измерений. Её применение подразделяется на три основных направления: конструктивно-функциональное использование в оборудовании, контроль качества в различных отраслях промышленности и производные области применения.
Полностью автоматическая 2D-измерительная машина с гранитным основанием
I. Основные функциональные возможности корпуса оборудования (основная роль основания)
. Общая жесткость конструкции станка, обеспечивающая устойчивость к нагрузкам и подавление вибрационных погрешностей
Являясь основой всего станка, она поддерживает XY-стол, колонну, оптическую линзу и сервоприводную систему. Гранит высокой плотности обладает большим собственным весом и высокой амортизацией, поэтому вибрации пола цеха и удары станка не передаются на измерительный оптический путь, что позволяет избежать отклонений крайних точек, вызванных колебаниями линзы. Повторяемость полностью автоматических моделей при высокоскоростном возвратно-поступательном движении стабильно удерживается в пределах ±1,5 мкм.
- Стабильный эталон с постоянной температурой, компенсирующий температурный дрейф
Коэффициент линейного расширения гранита составляет всего 1/3 от коэффициента стали, что приводит к минимальным тепловым деформациям при колебаниях температуры; при разнице температур в 5 °C в обычных металлических основаниях возникают изменения размеров на уровне микронов. При перепаде температур в цехе в пределах ±5–8 °C годовой дрейф точности гранитного основания составляет ≤ 0,5 мкм, что исключает необходимость частых остановок для калибровки и делает его пригодным для производственных цехов без строгого контроля постоянной температуры. - Высокоточный плоский эталон, перпендикулярность координат
Верхняя поверхность основания подвергается прецизионной шлифовке до класса 00, при этом плоскостность, прямолинейность и перпендикулярность соответствуют стандартам метрологического класса. Линейные направляющие XY и решетчатые шкалы устанавливаются непосредственно на гранитную поверхность основания, что обеспечивает точность ортогональности осей X/Y. Даже если заготовка выровнена неточно, геометрические допуски (концентричность, параллельность, угол) остаются точными. - Комбинированный износостойкий и коррозионностойкий рабочий стол
Основание обеспечивает сплошное соединение с поверхностью заготовки, обладающей твердостью по Шору Hs70 или выше, благодаря чему оно устойчиво к появлению царапин при незначительных ударах о заготовки и приспособления; она устойчива к воздействию кислот и щелочей, немагнитна и не генерирует статическое электричество, благодаря чему подходит для осмотра заготовок с режущими жидкостями или химическими растворителями после очистки, не притягивая металлические частицы, которые могли бы помешать оптическому изображению - Долгосрочная защита от старения и устойчивость к деформации
Натуральный гранит подвергается естественному старению и искусственной обработке для снятия внутренних напряжений, благодаря чему не подвержен усталости металла или ползучести; опорная поверхность оборудования не деформируется даже после 5–10 лет эксплуатации, в отличие от чугунных оснований, которые деформируются уже через 2–3 года, что позволяет значительно сократить расходы на ремонт и повторную заточку.
II. Применение высокоточных систем контроля качества в различных отраслях промышленности (сценарии внедрения после оснащения системами визуализации)
- 3. Электронная промышленность (наибольший объем использования)
Печатные платы (PCB), гибкие печатные платы (FPC): измерение ширины линий, диаметра отверстий под контактные площадки, определение положения позиционирующих отверстий и допусков на толщину платы; гранит не накапливает статическое электричество, что предотвращает повреждение микросхем и исключает поглощение пыли, препятствующей прохождению светового луча.
Компоненты мобильных телефонов и планшетов: средние рамки, декоративные кольца камер, разъёмы, детали, вырезанные штамповкой; определение контуров, фасок и зазоров с точностью до микрона; стабильный и безошибочный контроль первого экземпляра партии и выборочный контроль. - Прецизионные пресс-формы и штамповка металлических деталей
/ Полости, пуансоны и вставки форм для литья под давлением: определение контуров полостей, углов кривизны R дуги, высоты ступеней и концентричности отверстий; основа устойчива к воздействию коррозионных сред, таких как мастерские масла и охлаждающие жидкости, что обеспечивает долгосрочное соблюдение требований к точности измерения допусков формы в пределах ±2–5 мкм.
Прецизионные штампованные детали, пружины, штифты, миниатюрные шестерни: сравнение размеров, заусенцев и контуров партий. - Новая энергетическая отрасль
Электроды, выводы и шины литиевых аккумуляторов: расстояние между выводами, длина и ширина электродов, размеры режущей кромки; оптический метод измерения не повреждает тонкие электроды; основа обладает антистатическими свойствами, что исключает риск электростатического пробоя элементов аккумулятора.
Прецизионные компоненты для автомобилей на новых источниках энергии: двигатели, уплотнения, пластиковые корпуса, штампованные металлические детали — определение допусков на форму и положение. - Полупроводниковые и оптические компоненты
Держатели пластин, кронштейны для линз, оптические фильтры, миниатюрные датчики. Немагнитные свойства не создают помех для микросхем и оптических компонентов; низкий коэффициент расширения обеспечивает точность измерений в диапазоне субмикрон для крошечных компонентов. - Прецизионные детали для медицинского оборудования
Хирургические инструменты, миниатюрные имплантаты, медицинские пластиковые аксессуары; основа устойчива к воздействию дезинфицирующих кислотных и щелочных растворов, а неметаллический материал предотвращает загрязнение в результате осаждения металлов, что соответствует требованиям к стерильности в медицинских условиях - Прецизионные мелкие детали для аэрокосмической промышленности
Крепеж для самолетов, мелкие детали лопастей, авиационные прокладки; чрезвычайно высокие требования к стабильности размеров; гранитное основание устраняет погрешности измерений, вызванные температурными колебаниями, обеспечивая стабильность качества авиационных деталей. - Производство часов, пластмасс и сенсорных экранов
Детали миниатюрных часовых механизмов, оправы сенсорных экранов, прозрачные детали, изготовленные методом литья под давлением; быстрое обнаружение в партиях крошечных дуг, узких прорезей и тонких контуров пластиковых деталей.
III. Производные и расширенные сценарии применения
2,5D / Оборудование для измерения композитных материалов
Основание оснащено осью Z и лазерной головкой, что позволяет расширить его возможности до 2,5D и одновременно измерять высоту и плоскостность 2D-профилей, при этом гранитная эталонная поверхность обеспечивает согласованность 2D- и 3D-данных.
База данных автоматизированных линий онлайн-контроля
Система машинного зрения портального типа с длинным ходом, оснащенная поперечной балкой на гранитной основе, интегрированная с производственной линией для автоматической загрузки и разгрузки, предназначенная для круглосуточного непрерывного контроля партий продукции и способная выдерживать постоянные вибрации в цехе.
Стандартная калибровочная платформа метрологической лаборатории
Автономное гранитное основание может служить эталонным столом для калибровки штангенциркулей, проекторов и эталонных мерных блоков, выступая в качестве опоры для лабораторных метрологических эталонов.
База нестандартного оборудования для автоматизированного зрительного контроля
Опорная основа для контрольно-измерительных машин, платформ позиционирования для лазерной маркировки и дозирующих машин, в которой используются высокие характеристики стабильности гранита для обеспечения точности позиционирования с помощью систем машинного зрения.
IV. Сравнение преимуществ данного применения по сравнению с металлическими основаниями. Таблица
Характеристики Применение Преимущества гранитного основания Недостатки чугунного/стального основания
Термостабильность. Может использоваться при перепадах температуры в цехе, требует реже проводить калибровку. Даже незначительное повышение температуры приводит к дрейфу показаний.
Устойчивость к вибрациям. Стабильные измерения рядом с производственными линиями и станками. Легко подвержен влиянию вибрационных помех, большая погрешность повторяемости
Применение в различных условиях окружающей среды: Устойчив к воздействию масел, кислот и щелочей, антистатический, немагнитный. Подвержен ржавчине; благодаря магнитным свойствам притягивает металлическую стружку.
Срок службы: 10 лет без деформации. Подвержен деформации через 2–3 года, требует повторной шлифовки.
Адаптация оптических измерений: отсутствие отражения, отсутствие статических помех при формировании изображения; отражение от металла влияет на точку края
