Pilnīga CMM mašīna un mērījumu rokasgrāmata

Kas ir CMM mašīna?

Iedomājieties CNC stila mašīnu, kas spēj veikt ārkārtīgi precīzus mērījumus ļoti automatizētā veidā. To dara CMM mašīnas!

CMM nozīmē “koordinēt mērīšanas mašīnu”. Iespējams, ka tās ir galvenās 3D mērīšanas ierīces, ņemot vērā to vispārējās elastības, precizitātes un ātruma kombināciju.

Koordinātu mērīšanas mašīnu pielietojums

Koordinātu mērīšanas mašīnas ir vērtīgas, ja jāveic precīzi mērījumi. Un jo sarežģītāki vai daudz mērījumu, jo izdevīgāks ir izmantot CMM.

Parasti CMM izmanto pārbaudei un kvalitātes kontrolei. Tas ir, tos izmanto, lai pārbaudītu, vai daļa atbilst dizainera prasībām un specifikācijām.

Tos var arī pieradinātreversais inženierisesošās daļas, veicot precīzus to pazīmju mērījumus.

Kurš izgudroja CMM mašīnas?

Pirmās CMM mašīnas 1950. gados izstrādāja Ferranti Company no Skotijas. Tie bija nepieciešami, lai precīzi novērtētu daļu no kosmiskās un aizsardzības nozares. Pašām pirmajām mašīnām bija tikai 2 kustības asis. 3 asu mašīnas 1960. gados ieviesa DEA no Itālijas. Datoru kontrole nāca līdzi 1970. gadu sākumā, un to iepazīstināja ar ASV Šefīldu.

CMM mašīnu veidi

Ir pieci koordinātu mērīšanas mašīnas veidi:

• Tilta tips CMM: Šajā dizainā visizplatītākais CMM galva brauc uz tilta. Viena tilta puse brauc pa sliedi uz gultas, bet otra tiek atbalstīta uz gaisa spilvena vai citas metodes uz gultas bez virziena sliedes.
• Konsoles CMM: konsole atbalsta tiltu tikai vienā pusē.
• Gantry CMM: portāls abās pusēs izmanto ceļveža sliedi, piemēram, CNC maršrutētāju. Parasti tie ir lielākie CMM, tāpēc tiem ir nepieciešams papildu atbalsts.
• Horizontālā roka CMM: nofotografējiet konsoli, bet ar visu tiltu pārvietojas augšup un lejup pa vienu roku, nevis uz pašas ass. Tie ir vismazāk precīzi CMM, bet tie var izmērīt lielu plānu, bija tādi komponenti kā auto ķermeņi.
• Pārnēsājams rokas tips CMM: šīs mašīnas izmanto savienotas rokas un parasti ir manuāli novietotas. Tā vietā, lai mērītu XYZ tieši, viņi aprēķina koordinātas no katra locītavas rotācijas stāvokļa un zināmā garuma starp locītavām.

Katram no tiem ir priekšrocības un trūkumi atkarībā no veikto mērījumu veidiem. Šie veidi attiecas uz mašīnas struktūru, ko izmanto, lai novietotu tāszondētsalīdzinājumā ar izmērīto daļu.

Šeit ir ērts galds, lai palīdzētu izprast plusus un mīnusus:

Zondes parasti ir novietotas 3 dimensijās - X, Y un Z. Tomēr sarežģītākas mašīnas var arī mainīt zondes leņķi, ļaujot mērīt vietās, kur zonde citādi nevarētu sasniegt. Rotācijas tabulas var izmantot arī, lai uzlabotu dažādu pazīmju pieejas spēju.

CMM bieži ir izgatavoti no granīta un alumīnija, un tie izmanto gaisa gultņus

Zonde ir sensors, kas nosaka, kur tiek veikta daļas virsma.

Zondes tipi ietver:

• Mehānisks
• Optisks
• Lāzers
• Balta gaisma

Koordinātu mērīšanas mašīnas tiek izmantotas aptuveni trīs vispārējos veidos:

• Kvalitātes kontroles departamenti: lūk, tie parasti tiek turēti klimata kontrolētās tīrās telpās, lai maksimāli palielinātu to precizitāti.
• Veikala grīda: šeit CMM ir starp CNC mašīnām, lai būtu viegli veikt pārbaudes kā daļu no ražošanas kameras ar minimālu pārvietošanos starp CMM un mašīnu, kurā tiek apstrādātas detaļas. Tas ļauj mērījumus veikt agrāk un potenciāli biežāk, kas izraisa ietaupījumus, jo kļūdas tiek identificētas ātrāk.
• Pārnēsājams: Pārnēsājamie CMM ir viegli pārvietojami. Tos var izmantot veikala grīdā vai pat nogādāt vietnes attālumā no ražotnes, lai izmērītu detaļas laukā.

Cik precīzas ir CMM mašīnas (CMM precizitāte)?

Koordinātu mērīšanas mašīnu precizitāte mainās. Parasti to mērķis ir mikrometru precizitāte vai labāka. Bet tas nav tik vienkārši. Pirmkārt, kļūda var būt lieluma funkcija, tāpēc CMM mērīšanas kļūdu var norādīt kā īsu formulu, kas ietver mērījuma garumu kā mainīgo.

Piemēram, Hexagon globālā klasiskā CMM ir uzskaitīta kā pieejama universāla CMM un norāda tā precizitāti kā:

1,0 + L/300um

Šie mērījumi ir mikronos, un L ir norādīts mm. Tātad, pieņemsim, ka mēs cenšamies izmērīt 10 mm funkcijas garumu. Formula būtu 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 vai 1,03 mikroni.

Mikrons ir tūkstošdaļa no mm, kas ir aptuveni 0,00003937 collas. Tātad kļūda, izmērot mūsu 10 mm garumu, ir 0,00103 mm vai 0,00004055 collas. Tā ir mazāka par pusi desmitdaļu līdz pat mazu kļūdu!

No otras puses, vajadzētu būt 10x precizitātei, ko mēs cenšamies izmērīt. Tas nozīmē, ka, ja mēs varētu uzticēties šim mērījumam tikai līdz 10x vērtībai jeb 0,00005 collām. Joprojām ir diezgan maza kļūda.

Lietas kļūst pat murkākas par veikala grīdas CMM mērījumiem. Ja CMM ir izmitināts ar temperatūru kontrolētā pārbaudes laboratorijā, tas daudz palīdz. Bet uz veikala grīdas temperatūra var diezgan atšķirties. Ir dažādi veidi, kā CMM var kompensēt temperatūras izmaiņas, taču neviens nav ideāls.

CMM veidotāji bieži norāda temperatūras joslas precizitāti, un saskaņā ar ISO 10360-2 CMM precizitātes standartu tipiska josla ir 64-72F (18-22C). Tas ir lieliski, ja vien jūsu veikala grīda vasarā nav 86F. Tad jums nav laba specifikācijas kļūda.

Daži ražotāji jums sniegs kāpņu vai temperatūras joslu komplektu ar dažādām precizitātes specifikācijām. Bet kas notiek, ja jūs atrodaties vairāk nekā vienā diapazonā vienam un tam pašam detaļu skrējienam dažādos dienas laikos vai dažādās nedēļas dienās?

Pirmajam sāk veidot nenoteiktības budžetu, kas ļauj vissliktākajiem gadījumiem. Ja šie sliktākie gadījumi rada nepieņemamas pielaides jūsu detaļām, ir vajadzīgas turpmākas procesa izmaiņas:

• Jūs varat ierobežot CMM izmantošanu līdz noteiktam dienas laikam, kad tempi samazinās labvēlīgākos diapazonos.
• Jūs varat izvēlēties tikai ar zemāku tolerances detaļu vai funkciju izgatavošanu noteiktā dienas laikā.
• Labākiem CMM var būt labākas specifikācijas jūsu temperatūras diapazoniem. Tie var būt tā vērti, kaut arī tie var būt daudz dārgāki.

Protams, šie pasākumi sagraus jūsu spēju precīzi ieplānot savu darbu. Pēkšņi jūs domājat, ka labāka klimata kontrole veikala grīdā varētu būt vērtīgs ieguldījums.

Jūs varat redzēt, kā visa šī mērīšanas lieta kļūst diezgan satracināta.

Otra sastāvdaļa, kas iet roku rokā, ir tā, kā tiek norādītas pielaides, kas jāpārbauda ar CMM. Zelta standarts ir ģeometriska izmēru veidošana un tolerancēšana (GD&T). Iepazīstieties ar mūsu ievada kursu vietnē GD&T, lai uzzinātu vairāk.

CMM programmatūra

CMM darbojas dažāda veida programmatūra. Standartu sauc par DMI, kas nozīmē izmēru mērīšanas interfeisa standartu. Lai gan tā nav galvenā programmatūras saskarne katram CMM ražotājam, vairums no tiem to vismaz atbalsta.

Ražotāji ir izveidojuši savas unikālās garšas, lai pievienotu mērīšanas uzdevumus, kurus neatbalsta DMIS.

DMIS

Kā minēts DMI, ir standarts, bet tāpat kā CNC G-kods, ir daudz dialektu, ieskaitot:

• PC-DMIS: sešstūra versija
• Opendmis
• Touchdmis: Perceptron

McOSMOS

Mcostmos ir Nikon's CMM programmatūra.

Calypso

Calypso ir CMM programmatūra no Zeiss.

CMM un CAD/CAM programmatūra

Kā CMM programmatūra un programmēšana attiecas uz CAD/CAM programmatūru?

Ir daudz dažādu CAD failu formātu, tāpēc pārbaudiet, ar kuru jūsu CMM programmatūru ir savietojama. Galīgo integrāciju sauc par modeli balstītu definīciju (MBD). Izmantojot MBD, pats modeli var izmantot, lai iegūtu CMM izmērus.

MDB ir diezgan vadošā mala, tāpēc lielākajā daļā gadījumu tā vēl netiek izmantota.

CMM zondes, armatūra un piederumi

CMM zondes

Lai atvieglotu daudzus dažādus lietojumus, ir pieejami dažādi zondes veidi un formas.

CMM armatūra

Visi armatūra ietaupa laiku, ielādējot un izkraujot detaļas uz CMM, tāpat kā CNC mašīnā. Jūs pat varat iegūt CMM, kuriem ir automātiski palešu iekrāvēji, lai palielinātu caurlaidspēju.

CMM mašīnas cena

Jaunas koordinātu mērīšanas mašīnas sākas ar diapazonu no USD 20 000 līdz USD 30 000 un sasniedz vairāk nekā 1 miljonu USD.

Ar CMM saistītus darbus mašīnu veikalā

CMM vadītājs

CMM programmētājs

CMM operators