Microtop logo

Influenţa vibraţiilor asupra maşinilor de măsură în coordonate 3D

Există o serie de factori care pot influenţa performanţele maşinilor de măsură în coordonate 3D: temperatura, calibrarea sculelor şi mediul industrial în care este amplasată aceasta.

Un aspect care trebuie luat în cosiderare se referă la prezenţa vibraţiilor în locaţia în care este montată maşina. Vibraţiile în secţiile de producţie au mai multe cauze: prezenţa preselor, ciocanelor pneumatice de putere mare, maşini – unelte, poduri rulante, ventilatoare, compresoare etc. Suntem interesaţi de vibraţile mecanice, mai precis de propagarea oscilaţiilor la nivelul solului şi a structurii clădirii (stâlpi, grinzi, podea). Datorită diverselor surse, vibraţiile pot avea intensităţi şi comportări diferite în timp.

Maşinile de măsură, fie de dimensiuni mici, cu sistemul de aşezare în trei puncte, sau de dimensiuni mari, aşezate pe o fundaţie solidă, sunt în contact direct cu podeaua, care poate transmite energia sub formă de vibraţii mecanice. Răspunsul maşinii la acest şoc este deformaţia, adică deformaţia dinamică a subansamblelor, caracterizate prin mişcări relative între ele, şi deformaţii elastice ale componentelor structurale.

diagrama vibratiilor maxime permise pentru CMM

Fig. 1 – Diagrama vibraţiilor maxime permise pentru CMM-uri

Prezenţa vibraţiilor poate cauza două tipuri de probleme:

  • erori ale măsurătorilor, care duc la reducerea performanţelor metrologice;
  • probleme funcţionale: măsurători incorecte, instabilitatea axelor, dificultăţi în realizarea compensării geometrice.

Trebuie reţinut că, aşa cum câţiva µm au o mare importanţă pentru acurateţea măsurătorii, în aceeaşi măsură amplitudinea vibraţiilor are aceeaşi influenţă negativă.

În ceea ce priveşte frecvenţa vibraţiilor, aceasta are influenţă negativă asupra preciziei de măsurare în intervalul 100-150 Hz. Design-ul maşinii trebuie adaptat astfel încât să minimizeze efectele acestor vibraţii sau trebuie specificat domeniul de vibraţii permis în incinta în care este montată maşina. Pentru aceasta trebuie cunoscuţi doi factori:

  • transmisibilitatea vibraţiilor de la podea la maşina de măsură prin elementele de fixare dintre maşină şi podea;
  • comportarea la vibraţii a structurii mecanice a maşinii de măsură.

Pentru determinarea acestoi doi factori, se fac simulari pe modele matematice (de la modele simple, cu câteva grade de libertate, până la metoda elementului finit), sau se fac teste experimentale, folosind generatoare de vibraţii şi analizând comportarea dinamică a structurii.

Ca o măsură de diminuare a influenţei vibraţiilor, este separarea zonei de aşezare a maşinii de restul fundaţiei prin decuparea fundaţiei în jurul maşinii şi adăugarea unor elemente de izolare pentru întreruperea vibraţiilor. Blocul de beton pe care se aşează maşina, şi a cărui masă semnificativă produce amortizarea vibraţiilor, este aşezat pe aceste elemente elastice de izolare (covor de cauciuc, placă de polistiren etc.). Acolo unde masa maşinii este comparabilă cu masa blocului de beton, este indicat să se folosească amortizoare de vibraţii active (care pot reduce frecvenţa critică sub 1 Hz).

În funcţie de forma constructivă a maşinii, vă prezentăm câteva soluţii:

  • maşini tip portal: aşezarea unor covoare din elastomer între masa maşinii şi elementele de fixare-aşezare;
  • maşini tip Gantry şi cu braţ orizontal: folosirea unui bloc de beton, cu rol de masă inerţială, aşezat pe straturi compacte de nisip şi pietriş.

Caz special (rigiditate scăzută a elementelor de fixare a maşinii):

  • maşini tip Gantry şi cu braţ orizontal: blocul de beton se aşează pe plăci amortizoare;
  • maşini tip portal şi unele maşini cu braţ orizontal: folosirea de amortizoare de vibraţii pneumatice între fundaţie şi masa maşinii;
  • alte situaţii: folosirea de amortizoare de vibraţii pneumatice între blocul de beton şi fundaţie;

bloc de beton pentru amortizare a vibratiilor

Fig. 2 – Instalarea unui bloc de beton pe covoare de amortizare a vibraţiilor

  1. bloc de beton
  2. plăci amortizoare
  3. plăci din fibre minerale
     

masina de masura in coordonate gantry
Fig. 3 – Maşină tip „gantry” cu fundaţie bloc de beton aşezat pe sisteme de amortizare cu arcuri