精密花岗岩测量应用

花岗岩测量技术——精确到微米

花岗岩满足现代机械工程测量技术的要求。测量、试验台和坐标测量机的制造经验表明，花岗岩比传统材料具有显著的优势。原因如下。

近几十年来，测量技术的发展至今仍令人振奋。起初，诸如测量板、测量台、测试台等简单的测量方法已足够，但随着时间的推移，对产品质量和工艺可靠性的要求越来越高。测量精度取决于所用板材的基本几何形状和相应测头的测量不确定度。然而，测量任务正变得越来越复杂和动态，结果也必须更加精确。这预示着空间坐标计量学的到来。

准确性意味着最大限度地减少偏见
三维坐标测量机由定位系统、高分辨率测量系统、开关或测量传感器、评估系统和测量软件组成。为了实现高测量精度，必须尽量减少测量偏差。

测量误差是指测量仪器的示值与几何量（校准标准）的实际参考值之间的差异。现代坐标测量机 (CMM) 的长度测量误差 E0 为 0.3+L/1000µm（L 为测量长度）。测量装置、测头、测量策略、工件和用户的设计对长度测量偏差有显著的影响。机械设计是最佳且最可持续的影响因素。

花岗岩在计量学中的应用是影响测量机设计的重要因素之一。花岗岩是满足现代测量要求的优质材料，因为它满足四个要求，使测量结果更加精确：

1. 固有稳定性高
花岗岩是一种由石英、长石和云母三种主要成分组成的火山岩，由地壳中的岩石熔体结晶形成。
花岗岩经过数千年的“老化”，纹理均匀，没有内部应力。例如，黑斑羚的年龄约为140万年。
花岗岩的硬度很高：莫氏硬度为6，硬度为10。
2.耐高温
与金属材料相比，花岗岩的膨胀系数较低（约 5µm/m*K），绝对膨胀率也较低（例如钢 α = 12µm/m*K）。
花岗岩的低热导率（3 W/m*K）确保与钢（42-50 W/m*K）相比对温度波动的响应较慢。
3.减震效果非常好
由于结构均匀，花岗岩没有残余应力，从而减少了振动。
4.高精度三坐标导轨
采用天然硬质石材花岗岩作为测量板，可以用金刚石工具进行很好的加工，从而生产出具有较高基本精度的机械零件。
通过手工研磨，导轨的精度可以优化到微米级。
在磨削过程中，可以考虑与负载相关的零件变形。
这会产生高度压缩的表面，从而允许使用空气轴承导轨。由于表面质量高且轴的运动为非接触式，空气轴承导轨的精度极高。

综上所述：
花岗岩固有的稳定性、耐高温性、减震性和导轨精度是其成为坐标测量机 (CMM) 理想材料的四大特性。花岗岩在测量和测试台的制造，以及坐标测量机 (CMM) 的测量板、测量台和测量设备上的应用日益广泛。由于对机器和机器部件的精度要求日益提高，花岗岩也应用于其他行业，例如机床、激光机器及系统、微加工设备、印刷机、光学机器、装配自动化、半导体加工等。