計測環境制御: 温度と湿度が管理された作業場で精度測定の安定性を維持する方法

精密測定器は測定の半分にすぎません。残りの半分はそれが立っている部屋です。レーザー干渉計はミクロンの何分の1かを分解できますが、周囲の作業場が1度ずれたり、車両が通過するときに揺れたりした場合、記録するはずだった真実を復元することはできません。計測環境制御はそのような理由で存在します。実際の作業現場では、通常、測定の不確かさの最大の要因は機器ではなく環境です。この記事では、温度と湿度が管理された作業場、硬化したコンクリートの床、防振溝、静かなクレーンによって、どのようにして信頼できる精度測定の安定性が保たれるのかについて説明します。

なぜ測定値はその環境に依存するのか

熱膨張は、部屋が結果の一部であることの最も明白な証拠です。すべての材料は温度によってサイズが変化し、その変化だけでも精度公差が消費される可能性があります。鋼と鋳鉄は、摂氏 1 度あたり 1 メートルあたりおよそ 11 ～ 12 マイクロメートル成長します。長さ 1 メートルの鋼製部品をプラスまたはマイナス 5 マイクロメートルに維持しても、0.5 度未満の変化ですでに限界に達しており、10 分の 1 ミクロンの精度をもつ機器では、静かに数十倍に成長したワークピースを補正することはできません。

振動と汚れも同様に作用します。測定中に床が数マイクロメートル移動すると、測定値も一緒に移動します。また、測定面の下にある 1 つの粒子により、許容値を超えて表面が持ち上げられる可能性があります。測定は、温度、湿度、振動、空気の質が揃っている場合にのみ安定します。

温度と湿度が管理された作業場が実際に管理しているもの

このようなワークショップの目的は、単に涼しいか暖かいかではなく、予測可能であることです。重要なのは、設定点、許容範囲、部屋全体の均一性、および変化率の 4 つです。 20 度に保たれているが 2 度変動する部屋は、1 度未満に保たれる部屋よりもはるかに有用性が低くなります。これは、2 番目の値が許容差で判断されるためです。均一性も重要です。長いベースは両端と床と天井の間で同じ温度に保たれていなければなりません。そうしないと、空気が層状になるにつれて曲がってしまいます。朝のゆっくりとしたウォームアップ中に測定された部分は午後に測定された同じ部分とは異なる可能性があるため、変化率は静かです。-

湿度は独自の理由で制御されます。鋳鉄の場合、湿気は寸法変化と腐食を引き起こします。花崗岩の場合、主な懸念事項は、結露、埋め込まれたスチールインサートと電子機器の保護、レーザー干渉計が依存する空気の屈折率です。バンド内の湿度を保持すると、そのクラスのドリフトが除去されるため、記録される数値は天候ではなくその部分を反映します。

防振溝

堅い建物でも振動は伝わります。道路交通、近隣の印刷機、通過するフォークリフト、さらには歩いている人さえも地面に低周波の動きを送り、その上にあるあらゆるものに伝わります。-経路を遮断するために、作業場は幅約 500 mm、深さ 2,000 mm の防振溝で囲まれており、周囲の土壌から測定および組立エリアまでの連続した弾性経路を分断します。その効果は単純ではありません。トレンチが精密床を外の世界から切り離すため、建物の周囲で通常の生活が続く一方で、繊細な測定値は安定して保持されます。また、後から追加するよりも、最初から組み込む方がはるかに簡単です。

基礎として建てられた硬化したコンクリートの床

すべての測定は地上から始まるため、制御もそこから始まります。メインの作業場は、軍用グレードの仕様に準拠した厚さ約 1,000 mm の硬化コンクリート床の上に置かれており、高い圧縮強度と一体構造の流し込みが施されています。{3}}厚みや質量は荷重を運ぶためだけにあるわけではありません。これらは床の応答を低い振幅と高い周波数に保つため、薄いスラブが上部の機械に直接伝わるようなゆっくりとした外乱に抵抗します。同じ床は、局所的なたわみなく約 100 トンの部品を運び、一度機械を水平にしたことが後で有効になる程度に十分な水平を保ちます。負荷がかかるとたわむ床は、その床で行われるあらゆる測定値を静かに再定義します。-

静かな天井クレーンと制御された動き

数トンの花崗岩の基礎を移動すること自体が邪魔です。-クレーンが突然始動および停止すると、構造物や床を介して室内のすべての機器に衝撃が伝わります。サイレント クレーンは、緩やかな加速、低騒音ドライブ、ソフトな車輪とレールの接触により、重い荷物をスムーズかつ静かに移動できるように設計されています。そのため、基地の移動が、建物が排除するように設計された振動そのものにならないようにします。それでも、適切に設計された環境を規律を持って使用する必要があるため、重量物の持ち上げは最も繊細な測定やラッピング作業から離れてスケジュールされています。{7}}

計測機器と標準

環境制御は、機器がそれを使用できる場合にのみコストを稼ぎます。最終チェックには、DIN、ASME、JIS、GB、BS、GOST などの規格にトレーサブルな、オートコリメータ、電子水準器、レーザー干渉計、基準定盤によってサポートされる Mahr、Mitutoyo、Renishaw、Wyler 機器などの機器が使用されます。トレーサビリティと環境は一体のものです。証明書は、その番号が繰り返し可能な条件下で作成された場合にのみ意味を持ちます。したがって、測定は毎回同じ制御条件下で行われ、それらの条件は結果とともに記録されます。

ピースが 1 つのシステムとしてどのように機能するか

単一の項目が安定性を保証するものはありません。値は組み合わせから得られます。温度、湿度、振動、清潔さ、基礎-の床と規律ある取り扱いが相互に強化します。 UNPARALLELED は、最大長さ 20 m、幅 4,000 mm、厚さ 1,000 mm、重量約 100 t までの単一片を処理できる装置で花崗岩を加工し、仕上げ面最大 6,000 mm の大型グラインダーを備えています。約 3100 kg/m3 の黒御影石は、30 年以上の経験を持つ職人によって研削、ラッピング、手作業で削り取られます。完成したすべての部品は出荷前に平坦度と形状が検証されます。- すべて同じ計測環境内で行われるため、部品は 2 つの条件ではなく 1 つの条件で組み立てられ、測定されます。

これがプロジェクトにとって何を意味するか

を購入するときは、花崗岩のマシンベースまたは精密御影石定盤、実際に購入しているものは信頼できる数値であり、その数値はそれを製造した部屋によって異なります。環境制御により、要求された許容誤差が再現可能な許容誤差に変わります。そのため、条件がデータとともに記録されます。

機器がミクロン以上の精度を維持する必要がある場合、その機器が構築および測定される環境はその仕様の一部であり、背景の詳細​​ではありません。図面と機械が動作する条件をお送りいただければ、それをどのように構築、測定、検証するか、また、安定した温度と湿度に管理された作業場がすべての結果の静かな基盤である理由を説明します。