Composti da piattaforme, travi a portale e colonne, i telai portanti in granito CMM fungono da supporto principale delle macchine di misura a coordinate. La planarità complessiva del telaio è superiore alla planarità delle singole parti in granito. Si riferisce alle prestazioni del piano di riferimento integrato dopo l'assemblaggio multicomponente, che governa direttamente la traiettoria di movimento della sonda, la precisione geometrica spaziale, l'errore di indicazione e le prestazioni di misurazione ripetuta. Molti progetti si concentrano solo sui dati di ispezione delle parti separate, ignorando la deformazione dopo l'aggancio dei componenti, le sollecitazioni indotte dall'assemblaggio, la trasmissione dei dati e la compensazione della deformazione per gravità. Di conseguenza, le singole parti superano l'ispezione, ma la planarità complessiva del telaio viene meno dopo l'assemblaggio della macchina. Basandosi sulla ricca esperienza di progetti di telai CMM, UNPARALLELED Group copre la previsione della deformazione per gravità del grezzo, la catena di riferimento unificata, il controllo della lavorazione di parti separate, la lavorazione artigianale delle superfici articolari, la rettifica con compensazione della gravità e la convalida della temperatura costante e seleziona i punti di lavorazione principali per la planarità dei telai portanti in granito CMM.
I rischi di deformazione indotta dalla gravità devono essere previsti in fase grezza. Componenti come piattaforme e travi a lunga campata trasportano un peso morto enorme. La microdeformazione si verifica in caso di carichi di posizionamento libero, sollevamento e assemblaggio. Anche se le singole parti raggiungono una planarità ultraelevata sotto il supporto della tavola di molatura, la morfologia del piano cambierà se installate in condizioni di stress della macchina reale. Durante il taglio e la sgrossatura dei pezzi grezzi, la simulazione meccanica deve essere condotta in base alle posizioni di assemblaggio effettive per definire i punti di supporto. I pezzi grezzi devono essere supportati in posizioni di carico simulate per pre-rilasciare la tendenza alla flessione causata dal peso proprio e impedire lo spostamento della planarità innescato dal cambio di postura dopo la finitura. L'ispezione delle materie prime elimina le pietre con distribuzione minerale non uniforme e zone sciolte locali. Le proprietà non uniformi del materiale portano a deformazioni incoerenti tra le diverse zone e danneggiano la planarità complessiva. L'invecchiamento in più fasi viene eseguito dopo la lavorazione di sgrossatura per rimuovere lo stress residuo derivante dalla segatura e dalla molatura ed evitare la distorsione del piano causata dal successivo rilascio dello stress.
Una catena di riferimento unificata completa pone le basi per la planarità complessiva del telaio. L'intero telaio portante è costituito da più componenti in granito assemblati, tra cui piattaforma, colonne e trave del portale. Se ciascuna parte viene lavorata con riferimenti indipendenti, emergeranno errori di posizionamento cumulativi che causeranno una distorsione complessiva del piano dopo l'assemblaggio. Un dato primario comune dovrà essere definito nelle prime fasi di lavorazione, prendendo la superficie di riferimento principale della piattaforma di granito come fonte di tracciamento per l'intero telaio. Le superfici di giunzione inferiore e superiore delle colonne e le superfici di lavoro delle travi risalgono tutte a questo dato unificato. I riferimenti non devono essere scambiati tra le procedure di sgrossatura, semifinitura e molatura fine per evitare l'accumulo di errori. I fori dei perni di posizionamento e le svasature di montaggio mantengono una posizione e una perpendicolarità rigorose rispetto ai riferimenti primari. I componenti devono adattarsi in modo naturale senza tirare forzatamente i bulloni, che introdurrebbe stress di montaggio e distorcerebbe la planarità del telaio.
La rettifica a componenti separati controlla la planarità e la tolleranza di accoppiamento delle superfici chiave. Distinguere le superfici di lavoro funzionali e le superfici dei giunti di assemblaggio durante la lavorazione di precisione. La lappatura reciproca multistadio viene adottata per la piattaforma che misura le superfici di riferimento per ottimizzare la planarità. Per le facce dei giunti superiori e inferiori delle colonne, non solo la planarità locale ma anche la torsione parziale devono essere strettamente controllate. Una planarità qualificata in piccole zone locali non può garantire parti prive di torsione. La torsione si accumulerà dopo la giunzione e degraderà la planarità complessiva del telaio. Per le superfici di montaggio delle guide delle travi, la planarità insieme alla morfologia del piano nel senso della campata devono essere controllate per anticipare il cedimento dovuto al peso proprio. L'acquisizione dati multipunto su tutta l'area identifica la tendenza alla torsione per la rettifica correttiva. Le singole parti finite devono essere ispezionate in condizioni di supporto di assemblaggio simulato anziché in semplice posizionamento orizzontale, per riprodurre le prestazioni del piano di sollecitazione reale.
Il trattamento speciale per le superfici dei giunti di assemblaggio elimina la perdita di planarità dovuta agli spazi di raccordo. Per il montaggio del telaio in granito vengono adottate connessioni bullone e perno. Punti alti locali o piccole scheggiature sulle superfici articolari creano spazi di adattamento. I bulloni serrati piegheranno i componenti e comprometteranno la planarità della superficie di lavoro. Le superfici articolari perseguono un tasso di adattamento elevato anziché una lucentezza a specchio. La lappatura corrispondente migliora l'area di contatto effettiva e riduce i rischi di contatto puntuale. La rifinitura dei bordi rimuove le piccole scheggiature attorno ai fori praticati per evitare spazi di supporto. Non eliminare mai gli spazi stringendo eccessivamente i bulloni. Una forza di serraggio eccessiva produce uno stress di compressione interna all'interno del granito. La planarità qualificata a breve termine si deteriorerà gradualmente con il rilascio dello stress.
La rettifica con compensazione di gravità è un processo speciale per telai CMM di grandi dimensioni, diverso dai normali pezzi in granito. L'abbassamento dovuto al peso proprio esiste per travi a campata lunga e piattaforme di grandi dimensioni. Le condizioni di supporto durante la rettifica differiscono dagli stati di sollecitazione reali dell'assemblaggio. I dati del piano ottenuti sulle tavole di macinazione non possono rappresentare completamente la planarità in servizio. Per i telai a portale di grandi dimensioni, la simulazione quantitativa guida la rettifica di compensazione a livello di micron per contrastare la deflessione del peso proprio. Il valore della compensazione deve essere calcolato con precisione in base alla dimensione del componente, alla densità della pietra e alla struttura del telaio della macchina. Una compensazione eccessiva o insufficiente comporterà una planarità fuori tolleranza. Per la morfologia target sono necessarie la macinazione e la rimisurazione iterative.
L'ispezione dell'assemblaggio con simulazione completa in officine antivibranti a temperatura costante conclude la convalida della planarità. La molatura di finitura non segna la fine della lavorazione. Invece di ispezionare singole parti sparse, è richiesta la verifica pre-assemblaggio in fabbrica per i telai completi. Tutte le misurazioni vengono completate in officine antivibranti a temperatura costante dopo il completo equilibrio termico tra i pezzi e l'ambiente circostante. Piattaforme, colonne e travi vengono assemblate seguendo schemi di installazione reali della macchina senza correzione forzata artificiale. Gli interferometri laser e i livelli elettronici ad alta precisione scansionano la planarità completa dei piani di lavoro e delle superfici di guida del raggio per registrare la morfologia del piano sull'intera estensione. Il preassemblaggio rileva la torsione, gli spazi tra i giunti e la deformazione per gravità causati dalla sovrapposizione di più parti e realizza la correzione prima della consegna per evitare difetti di planarità in loco.
Per i prodotti finiti vengono implementate protezioni e imballaggi personalizzati. Le superfici di lavoro rettificate di precisione sono vulnerabili agli urti e ai graffi. I punti di supporto per il sollevamento e il trasporto sono coerenti con le condizioni di lavorazione. Le posizioni di supporto modificate introducono ulteriore stress e distruggono la planarità finita. Gli strumenti di trasporto personalizzati prevengono la distorsione dei componenti causata da urti durante la consegna.
In breve, la planarità complessiva dei telai portanti in granito CMM non è la semplice somma della planarità delle singole parti. Lo screening e l'invecchiamento delle materie prime, la catena di riferimento unificata, il controllo della torsione per le parti divise, la lappatura delle superfici dei giunti, la rettifica con compensazione della gravità e l'ispezione completa del preassemblaggio in fabbrica sono strettamente collegati. Solo bilanciando la precisione del singolo pezzo e la morfologia combinata dei componenti assemblati ed evitando errori nascosti dovuti allo stress di assemblaggio e alla deformazione per gravità, la planarità del telaio può soddisfare i severi requisiti metrologici delle macchine di misura a coordinate.