Nếu bạn mở một máy đo tọa độ, hệ thống kiểm tra AOI hoặc tầng bán dẫn, bạn sẽ thấy các hệ thống quang học, bộ mã hóa và điều khiển chuyển động phức tạp đang thực hiện công việc có thể nhìn thấy được. Bên dưới tất cả, lặng lẽ thực hiện công việc vô hình quan trọng không kém, thường là nền đá granit.
Cơ sở không chỉ là một nền tảng - Nó là một phần của hệ thống đo lường
Thật thú vị khi nghĩ đế máy là một cấu trúc đỡ đơn giản, tương tự như chân bàn. Trong thiết bị chính xác, điều đó không chính xác. Nền tảng ảnh hưởng trực tiếp đến:
Giảm rung - mức độ nhiễu loạn (từ tòa nhà, từ động cơ của chính máy, từ giao thông đi bộ gần đó) tiêu tan nhanh như thế nào thay vì truyền vào vùng đo hoặc vùng xử lý.
Độ ổn định nhiệt - mức độ ổn định của bề mặt lắp đặt khi nhiệt độ dao động.
Độ ổn định chiều dài hạn-- cho dù bề mặt tham chiếu mà máy dựa vào để hiệu chuẩn vẫn đúng qua nhiều năm hoạt động hay không.
Đá granite hoạt động tốt ở cả ba khía cạnh nhờ đặc tính giảm rung động tự nhiên-, độ giãn nở nhiệt thấp và có thể dự đoán được cũng như khả năng chống rão dưới tải trọng liên tục - những phẩm chất khó có thể sánh được với kết cấu thép hàn, có thể phát triển ứng suất bên trong và cong vênh dần theo thời gian.
Nơi nền đá granite xuất hiện trong thiết bị chính xác
Sản xuất chất bán dẫn vàthiết bị kiểm tra. Các giai đoạn xử lý wafer, thiết bị liền kề-kỹ thuật in thạch bản và các công cụ kiểm tra thường sử dụng đá granit làm nền cho bàn XY và bệ động cơ tuyến tính, trong đó cần có khả năng lặp lại định vị ở cấp độ nanomet-và mọi rung động do đế- gây ra sẽ trực tiếp làm giảm năng suất.
Máy đo tọa độ (CMM). Đế đá granit của CMM đóng vai trò là khung tham chiếu ổn định để đo vị trí của đầu dò. Bất kỳ sự uốn cong hoặc lệch nào trong đế này sẽ chuyển trực tiếp thành độ không đảm bảo đo cho mọi bộ phận mà máy kiểm tra.
Hệ thống đo quang học và laser. Các thiết bị như-thiết bị đo hình ảnh hai chiều, hệ thống đo đường viền và hệ thống laser femto giây/pico giây phụ thuộc vào đường quang ổn định - nghĩa là đế hỗ trợ quang học cần chống lại cả độ rung và độ trôi nhiệt.
AOI (kiểm tra quang học tự động) và hệ thống CT công nghiệp. Các hệ thống này kiểm tra ở độ phóng đại cao, trong đó ngay cả sự rung động-micron nhỏ cũng có thể làm mờ kết quả hình ảnh hoặc tạo ra kết quả đọc sai sót.
Bệ động cơ tuyến tính và thiết bị kiểm tra vít me/đường dẫn hướng. Đá granit cung cấp một bề mặt di chuyển phẳng, ổn định cho các bộ phận chuyển động tuyến tính đang được kiểm tra hoặc hiệu chỉnh, vì bất kỳ sự bất thường nào trên bề mặt sẽ bị hiểu sai là khuyết tật của bộ phận.
Các ứng dụng mới nổi. Các ngành công nghiệp mới hơn - bao gồm thiết bị kiểm tra sản xuất pin và máy phủ perovskite - cũng đã sử dụng nền đá granit vì các quy trình này yêu cầu dung sai vị trí ngày càng chặt chẽ trong quá trình sản xuất.
Tại sao các nhà sản xuất thiết bị chỉ định đá granite thay vì thép hoặc gang
Đế bằng thép và gang vẫn được sử dụng trong nhiều máy-có mục đích chung và vì lý do chính đáng - chúng tiết kiệm chi phí-và dễ tích hợp hơn với một số phần cứng lắp đặt nhất định. Nhưng đối với những thiết bị có độ lặp lại dưới{4}micron, có ba vấn đề thực tế khiến các nhà sản xuất hướng tới đá granite:
Đế thép có thể giữ lại ứng suất dư do hàn hoặc đúc, ứng suất này sẽ giãn ra từ từ qua nhiều tháng hoặc nhiều năm, dịch chuyển hình học một cách tinh tế ngay cả khi không có bất kỳ thay đổi tải trọng bên ngoài nào.
Hệ số giãn nở nhiệt của thép cao hơn đáng kể so với đá granite, khiến đế thép nhạy cảm hơn với sự thay đổi nhiệt độ thông thường của nhà máy.
Các kết cấu bằng gang và thép hàn thường làm giảm rung động kém hiệu quả hơn so với đá tự nhiên dày đặc, nghĩa là rung động còn sót lại tác động đến các bộ phận nhạy cảm nhiều hơn.
Một lưu ý thiết thực cho người thiết kế thiết bị
Khi chỉ định nền đá granit cho một thiết bị mới, các biến liên quan cần xác định rõ ràng với nhà cung cấp bao gồm:
Yêu cầu về độ phẳng và độ song song
Cần có kích thước đơn-tối đa (các nền tảng lớn hơn đôi khi yêu cầu tìm nguồn cung ứng từ các nhà cung cấp có thiết bị xử lý và nghiền-công suất lớn)
Mẫu lỗ lắp và mọi yêu cầu về tích hợp mâm cặp-ổ trục không khí hoặc chân không-
Điều kiện môi trường mà thiết bị hoàn thiện sẽ hoạt động trong đó, do đó có thể tính toán chính xác đặc tính nhiệt
Có được những chi tiết này ngay ở giai đoạn thiết kế sẽ tránh được việc làm lại tốn kém sau này, vì nền đá granite thường là một trong những thành phần khó sửa đổi hơn sau khi gia công và hiệu chỉnh lần cuối.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Đá granite có thể được sử dụng trong thiết bị di động hoặc hiện trường chứ không chỉ lắp đặt trong phòng thí nghiệm cố định? Có, mặc dù trọng lượng trở thành yếu tố cần cân nhắc trong thiết kế. Mật độ của đá granite là yếu tố mang lại sự ổn định nhưng lại là sự đánh đổi cho tính di động, vì vậy thiết bị hiện trường thường sử dụng các thành phần đá granite nhỏ hơn, có kích thước cẩn thận thay vì nền tảng có quy mô đầy đủ.
Hỏi: Nền đá granite có cần xử lý đặc biệt trong quá trình vận chuyển và lắp đặt không? Có - đá granit, mặc dù có độ bền nén cao nhưng có thể dễ bị sứt mẻ ở cạnh và chịu tải va đập trong quá trình vận chuyển. Các nhà cung cấp có uy tín thường sử dụng cách đóng gói hộp đựng và chỉ báo sốc-tùy chỉnh cho các bộ phận có cấp độ-chính xác.
Hỏi: Làm cách nào để các kỹ sư xác minh nền đá granit không bị dịch chuyển sau khi lắp đặt? Một phương pháp phổ biến là-xác minh lại độ phẳng và mức độ bằng cách sử dụng thước đo điện tử hoặc máy chuẩn trực tự động sau khi đế được lắp đặt tại-địa điểm, vì bề mặt lắp đặt và điều kiện lắp đặt có thể khác với môi trường thực hiện hiệu chuẩn ban đầu.