Машины-монстры: Xenos - самая большая и самая точная на сегодняшний день машина для измерения координат

Если вам вдруг доведется попасть внутрь подземной лаборатории американского Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) в Гейтерсбурге, штат Мэриленд, то вы сможете лицезреть то, что является самой большой и самой точной на сегодняшний день машиной для измерения координат. Эта машина, имеющая название Xenos, была изготовлена немецкой компанией Zeiss, ее вес равен 9 тысячам килограмм, а размеры - 3.3 на 3.3 и 3.4 метра, она занимает почти весь объем пространства выделенной для нее лаборатории, что является источником некоторых проблем, о которых мы расскажем чуть ниже.

Сначала машина Xenos будет использоваться для проведения эксперимента по измерению "большого G", фундаментальной гравитационной константы, которую пока еще не удавалось измерить с высокой точностью. По завершению этого эксперимента машина будет использоваться в качестве рабочего инструмента, позволяющего производить самые высокоточные на сегодняшний день измерения координат и размеров.

Машина Xenos использует подвижный контактный зонд, при помощи которого она измеряет расстояние между двумя точками в трех измерениях и с точностью в миллиардные доли метра. Столь высокоточные измерения необходимы при производстве некоторых узлов авиационных двигателей, производстве деталей для другой высокоточной техники и для калибровки этой техники. 
Машина Xenos может похвастаться не только своими размерами и своей точностью, она обладает также самой большой рабочей зоной, размеры которой равны 1.5 на 0.9 на 0.7 метра. Измерительная головка машины может свободно перемещаться и занимать любое положение в трехмерном пространстве, позволяя производить такие замеры, которые невозможно сделать при помощи традиционных CMM-машин (Coordinate Measuring Machine) с подвижным столом.

Самой главной проблемой, решением которой заняты сейчас ученые и инженеры NIST, является проблема климатического контроля в комнате. Наличие в комнате областей с прохладным и более теплым воздухом может вызвать незначительную деформацию элементов конструкции. И эта деформация станет причиной увеличения погрешности производимых измерений, что полностью недопустимо по условиям эксперимента измерения G. Решается эта проблема сейчас путем создания разветвленной системы климат-контроля и вентиляции. Вентиляционные каналы для этого прокладываются в стенах, в потолке и в полу помещении, но размеры самой машины столь велики, что она сама является препятствием для оптимального движения воздуха в комнате.

Эксперимент по измерению большого G, как ожидается, начнется весной этого года и будет длиться два года. До, во время и после этого эксперимента ученые NIST будут исследовать все "причуды" машины Xenos и особенности ее поведения в различных случаях. Результаты ее работы будут сравниваться с результатами работы других CMM-машин, и на основе всех собранных данных будут построены универсальные корректирующие таблицы, использование которых позволит увеличить и без того немалую точность работы машины Xenos.

Машины-монстры - все о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними.

Источник:  ecnmag.com