Doğrusal Kılavuzların Dikliği Nedir ve Nasıl Ölçülür?

Doğrusal kılavuz dikliği, bir kılavuz ekseninin, hareket ekseninin veya montaj verisinin başka bir belirtilen referansla ne kadar yakın 90 derecelik bir ilişki oluşturduğunu tanımlar. En yaygın olarak bir makinenin X ve Y hareket eksenleri arasında kontrol edilir; buna eksen kareliği veya diklik de denir.

Diklik, aynı eksene monte edilen iki ray arasındaki paralellik ile karıştırılmamalıdır. Bir hareketli tablayı destekleyen iki rayın normalde paralel olması amaçlanır. X ve Y gibi iki farklı hareket ekseninin normalde dik olması amaçlanır.

X ve Y eksenleri kare değilse makine yine de düzgün hareket edebilir ancak komut verilen geometri bozulabilir. Programlanmış bir kare bir paralelkenar haline gelebilir ve dairesel bir yol, her bir eksen kendi hareketi boyunca doğru bir şekilde konumlandığında bile yönsel bir geometrik hata gösterebilir.

Diklik Neyi İfade Ediyor

Terim birkaç farklı ilişkiyi tanımlayabilir. Çizim, inceleme planı veya makine spesifikasyonu, tam olarak hangi çizginin, düzlemin veya hareket ekseninin kontrol edildiğini tanımlamalıdır.

Bu ilişkiler farklı ölçüm kurulumları gerektirir. Kontrol edilen özellik, referans verisi, ölçüm yönü ve değerlendirilen uzunluk belirtilmediği sürece sonuç eksiktir.

Diklik ve Paralellik

Paralellik ve diklik birbiriyle ilişkili hizalama kontrolleridir ancak farklı sorunları çözerler.

XY dikliğini kontrol etmeden önce her eksenin zaten kabul edilebilir düzlüğe sahip olması ve her eksen içindeki paralel rayların zaten hizalanmış olması gerekir. Aksi takdirde diklik okuması birçok farklı kaynaktan gelen hatalar içerebilir.

Aynı yönde monte edilen rayların ölçümü için bkz.doğrusal kılavuz paralelliği nasıl ölçülür.

Diklik Hatası Hareketi Nasıl Etkiler?

Etki hangi ilişkinin yanlış olduğuna bağlıdır.

X ve Y hareket eksenleri kare olmadığında:

• Kare bir yol paralelkenar haline gelebilir.
• Dairesel enterpolasyon testi geometrik bir distorsiyon gösterebilir.
• Farklı eksen yönlerinden işlenen özellikler istenilen açıda buluşmayabilir.
• Muayene sonuçları ölçüm yönüne bağlı olarak değişiklik gösterebilir.

Ray montaj verileri dik olmadığında veya doğru konumlandırılmadığında:

• Ray her iki referans yüzeyine de tam olarak oturmayabilir.
• Sıkma cıvataları rayı bozabilir veya onu amaçlanan referans noktasından uzaklaştırabilir.
• Hareketli plaka, arabalara ek moment yükü getirebilir.
• Son eksen yönü makine çiziminden farklı olabilir.

Bir XY karelik hatası taşıyıcının hareket etmesini mutlaka zorlaştırmaz çünkü her bir eksen dahili olarak düz ve paralel olabilir. Tersine, bir bağlama taşıyıcısı, ayrı eksenler arasındaki 90 derecelik ilişkiden ziyade ray paralelliği, montaj-yüksekliği değişimi, kirlilik veya plaka distorsiyonu ile daha yaygın olarak ilişkilendirilir.

Önce Ölçümü Tanımlayın

Bir enstrüman seçmeden önce aşağıdaki bilgileri tanımlayın:

• Kontrol edilen özellik hangi eksen, ray yan yüzü veya montaj düzlemidir?
• Referans verisi hangi eksen veya yüzeydir?
• Bileşen geometrisi mi yoksa gerçek taşıyıcı hareketi mi gerekli?
• Sonuç hangi ölçüm uzunluğu üzerinden değerlendirilir?
• Sonuç mm, mm/m, mikrometre veya açısal birimler cinsinden mi raporlanmalı?
• Hangi sıcaklık ve makine-yükleme koşulları geçerlidir?

İşlenmiş montaj kenarlarının ölçülmesi, son hareket eksenlerinin dik olduğunu otomatik olarak kanıtlamaz. Ray oturması, cıvata sıkma, taşıyıcı değişimi, tabla deformasyonu ve montaj ayarı, tamamlanan hareket geometrisini değiştirebilir.

Yöntem 1: Kare ve Kadranlı Gösterge

Kalibre edilmiş bir hassas kare ve kadran testi göstergesi, nispeten kısa iki makine ekseninin kareliğini kontrol etmek için pratik bir yöntem sağlar. Karenin gerekli makine toleransı için yeterli doğruluğa sahip olması gerekir.

XY aşaması için temel prosedür:

1. Masayı, kareyi ve gösterge temas yüzeylerini temizleyin. Kareyi eğebilecek talaşları, çapakları ve yağlayıcı kalıntılarını temizleyin.
2. X-eksenini referans hareket yönü olarak belirleyin.
3. Hassas kareyi makine tablasının üzerine yerleştirin ve bir çalışma yüzünü X-ekseni hareketine paralel olarak hizalayın.
4. Kadran göstergesini Y-ekseni hareketli elemanına monte edin, böylece prob karenin dikey çalışma yüzüne temas eder.
5. Gösterge değerlerini kaydederken Y-eksenini tanımlanan inceleme uzunluğu boyunca hareket ettirin.
6. Tekrarlanabilirliği kontrol etmek için ölçümü tekrarlayın, ardından kareyi veya kurulum hatasını tanımlamak için uygun olan yerde kareyi ters çevirin veya yeniden konumlandırın.

Gösterge değişimi, kare X-ekseni referansına doğru şekilde hizalandıktan sonra ölçülen Y-ekseni hareketi üzerindeki yanal sapmayı temsil eder. Eksen geçilirken kare hareket etmemelidir.

Yöntem 2: Optik Ölçüm

Daha uzun hareket mesafesi ve daha yüksek{0}hassasiyete sahip makineler, bir otomatik kolimatör, uygun açısal veya doğrusallık optiklerine sahip lazer interferometre veya bir lazer takip cihazı gerektirebilir. İzlenebilir yüksek-hassasiyetli diklik ölçümü için temel bir lazer işaretleyici veya çizgi lazeri yeterli değildir.

Tipik bir optik süreç şunları içerir:

1. İlk hareket ekseninin yönünü veya açısal davranışını belirleyin.
2. İkinci eksenin yönünü aynı koordinat sisteminde ölçün.
3. Takılan iki hareket yönü arasındaki açısal ilişkiyi hesaplayın.
4. Tekrarlanabilirliği ve ters etkileri değerlendirmek için çalışmaları her iki hareket yönünde de tekrarlayın.
5. Cihaz üreticisinin çevresel ve telafi prosedürlerini uygulayın.

Optik yöntemler kısa fiziksel kareye bağımlılığı azaltır ve uzun makine eksenleri için kullanışlıdır. Bunların doğruluğu hala cihazın kurulumuna, hava sıcaklığına, termal eğimlere, titreşime ve ölçülen eksen vektörlerinin doğru yorumlanmasına bağlıdır.

Yöntem 3: CMM veya Lazer Takip Cihazı

Bir koordinat ölçüm makinesi veya lazer takip cihazı, iki referans özelliği veya hareket yolu boyunca noktaları ölçerek ve her veri kümesine bir çizgi veya düzlem yerleştirerek dikliği değerlendirebilir.

Genel prosedür şöyledir:

1. Makine koordinat sistemini ve gerekli verileri tanımlayın.
2. Birinci eksen, ray verisi veya montaj özelliği boyunca yeterli sayıda dağıtılmış nokta toplayın.
3. İkinci kontrollü özellik boyunca puan toplayın.
4. Kararlaştırılan değerlendirme yöntemini kullanarak gerekli çizgileri veya düzlemleri yerleştirin.
5. Aralarındaki açısal ilişkiyi veya diklik sapmasını hesaplayın.

Gerekli nokta miktarı özellik uzunluğuna, geometriye, ölçüm belirsizliğine ve denetim standardına bağlıdır. Her makineye 20, 30 puan gibi sabit bir sayı uygulanmamalıdır.

CMM denetimi özellikle işlenmiş tabanların, tablaların kontrol edilmesi ve kılavuz kurulumundan önce omuzların yerleştirilmesi için kullanışlıdır. Gerçek hareket-eksen dikliği için ölçüm kurulumunun yalnızca statik ray geometrisi yerine taşıyıcı veya tabla hareketini yakalaması gerekir.

Hata Nasıl Hesaplanır?

Bir kare-ve-gösterge ölçümü için, basitleştirilmiş bir diklik sapması şu şekilde ifade edilebilir:

Sonuç bir metreye normalleştirildiğinde:

Küçük açısal hatalar için açı, sapma ile ölçüm uzunluğu arasındaki orandan yaklaşık olarak hesaplanabilir:

Örneğin, gösterge 600 mm'lik doğrulanmış bir harekette 0,012 mm değişirse:

Bu bir raporlama örneğidir, evrensel bir kabul toleransı değildir. İzin verilen değer, makine tasarımından, çiziminden, proses kapasitesinden veya geçerli denetim standardından gelmelidir.

Evrensel Hoşgörü Yok

Her lineer kılavuz sistemine uygun tek bir diklik toleransı yoktur. Ambalaj aktarma ekseni, CNC işleme merkezi ve koordinat ölçüm aşaması çok farklı geometrik gereksinimlere sahiptir.

İzin verilen hata şunlara bağlıdır:

• Eksen hareket uzunluğu
• Gerekli parça veya konumlandırma doğruluğu
• Kılavuz ile çalışma noktası arasındaki mesafe
• Makine yapısı ve termal davranış
• Kılavuz doğruluğu ve ön yükleme
• Ölçüm belirsizliği
• Denetleyici telafisinin kullanılabilirliği

Bir tolerans her zaman değerlendirilen uzunluğunu belirtmelidir. 100 mm üzerinde 0,01 mm'lik bir sapma, 1000 mm üzerinde 0,01 mm'ye eşdeğer değildir.

Yaygın Ölçüm Hataları

Doğrulanmamış Square'i Kullanma

Kare hatası makine toleransına yakınsa sonuç, makine hatasını referans{0}}takım hatasından güvenilir şekilde ayırt edemez. Uygun belirsizliğe sahip kalibre edilmiş bir kare kullanın.

Karenin Ana Eksenle Hizalanamaması

Masaya yerleştirilen hassas kare, X-ekseni hareketine otomatik olarak hizalanmaz. Y'yi incelemek için dikey yüz kullanılmadan önce ilk olarak bir yüz seçilen ana eksene paralel olarak ayarlanmalıdır.

Paralellikten Önce Ölçüm Doğrudur

Bir eksen içindeki iki ray paralel değilse, hareketli tabla hareket sırasında yalpalayabilir veya takılabilir. Ortaya çıkan gösterge değişikliği diklik hatasıyla karıştırılabilir.

Gösterge Kosinüs Hatasının Göz Ardı Edilmesi

Prob referans yüzüne doğru açıyla temas etmeli ve amaçlanan ölçüm aralığı içinde kalmalıdır. Eğimli bir gösterge gövdesi veya değişen temas açısı ek hatalara neden olur.

Sıcaklık Değişimi Sırasında Ölçüm

Makine çerçeveleri, kareler, raylar ve ölçüm cihazları sıcaklıkla birlikte genişler. Hassas inceleme sırasında ekipmanın dengelenmesine izin verin ve doğrudan güneş ışığından, değişen soğutma sıvısı sıcaklığından ve yerel ısı kaynaklarından kaçının.

Diklik Nasıl Düzeltilir

Düzeltme yöntemi, hatanın montaj tabanından mı, ray konumundan mı, hareketli yapıdan mı yoksa makine kalibrasyonundan mı kaynaklandığına bağlıdır.

1. Ana ekseni onaylayın.Referans olarak kullanmadan önce düzlüğünü ve iç ray paralelliğini doğrulayın.
2. Montaj yüzeylerini inceleyin.Cıvata delikleri etrafındaki çapakları, çentikleri, kiri ve kabarmış malzemeleri temizleyin.
3. Yalnızca ayarlanabilir ekseni gevşetin.Yapılan incelemede bunun da yanlış olduğu gösterilmediği sürece, oluşturulan ana ekseni sabit tutun.
4. Doğru referansa göre ayarlayın.Ekseni konumlandırmak için işlenmiş bir omuz, hassas kare, mastar veya ölçüm geri bildirimi kullanın.
5. Kademeli olarak sıkın.Eksenin kaymadığını kontrol ederken belirtilen cıvata sırasını ve torkunu izleyin.
6. Seyahatin tamamını tekrar kontrol edin.Her iki hareket yönünde de ölçüm yapın ve tüm raylar, taşıyıcılar ve plakalar tamamen sıkıldıktan sonra işlemi tekrarlayın.

Şimler yalnızca makine tasarımının ve düzeltme yönünün izin verdiği durumlarda kullanılabilir. Rastgele kaydırma, başka bir yerde montaj-yüz bozulması, yuvarlanma veya yükseklik hatası oluştururken bir okumayı iyileştirebilir.

Gerekli ayarlama mevcut montaj aralığını aşarsa montaj omuzu veya tabanının yeniden-işlenmesi gerekebilir. Denetleyici telafisi, komutlu hareketteki belirli geometrik hataları azaltabilir ancak mekanik bağlanmayı, kötü ray yerleşimini veya aşırı taşıyıcı iç yükünü düzeltmez.

Önerilen Denetim Siparişi

Mantıksal bir denetim dizisi, bir hizalama hatasının diğeriyle karıştırılmasını önler:

1. Montaj-yüzeyinin düzlüğü ve temizliği
2. Ana ray düzlüğü
3. Her eksendeki rayların paralelliği
4. Taşıma hareketi ve çalışma direnci
5. Farklı hareket eksenleri arasındaki diklik
6. Komple makine konumlandırma ve enterpolasyon testleri

Montaj-yüzey denetimi için bkz.doğrusal kılavuz montajı-yüzey düzlüğü. Montaj sırasının tamamı için bkz.doğrusal hareket kılavuzları nasıl kurulur.

Çözüm

Doğrusal kılavuz dikliği normalde iki hareket ekseni arasındaki veya bir kılavuz yönü ile belirli bir makine verisi arasındaki 90-derecelik ilişkiyi tanımlar. Ray paralelliğinden, yol düzlüğünden ve montaj yüzeyi düzlüğünden farklıdır.

Hassas bir kare ve gösterge, pratik bir atölye denetimi sağlayabilirken, optik ekipman, CMM'ler ve lazer izleyiciler, uzun yolculuk veya daha yüksek{0}hassasiyete sahip sistemler için daha uygundur. Yöntem ne olursa olsun veri, muayene uzunluğu, cihazın belirsizliği ve ölçüm nesnesi açıkça tanımlanmalıdır.

DLY, HD bilyeli-tipi, ED düşük-profilli, MD minyatür ve RD silindirli-tipi sağlardoğrusal kılavuzlarH ve P doğruluk seçenekleriyle. Nihai makine dikliği hem kılavuzun doğruluğuna hem de tüm hareket sisteminin montajına, hizalanmasına ve doğrulanmasına bağlıdır.

← DLY Blog'e geri dön