Pilnīga CMM mašīnas un mērīšanas rokasgrāmata

Kas ir CMM mašīna?

Iedomājieties CNC stila iekārtu, kas spēj veikt ārkārtīgi precīzus mērījumus ļoti automatizētā veidā.Tas ir tas, ko CMM mašīnas dara!

CMM nozīmē “koordinātu mērīšanas mašīna”.Tās, iespējams, ir labākās 3D mērīšanas ierīces vispārējās elastības, precizitātes un ātruma kombinācijas ziņā.

Koordinātu mērīšanas iekārtu pielietojumi

Koordinātu mērīšanas mašīnas ir vērtīgas jebkurā laikā, kad ir jāveic precīzi mērījumi.Un jo sarežģītāki vai daudz mērījumu, jo izdevīgāk ir izmantot CMM.

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

Tie var būt arī pieradušireversais inženierisesošās daļas, veicot precīzus to īpašību mērījumus.

Kurš izgudroja CMM mašīnas?

Pirmās CMM mašīnas 1950. gados izstrādāja Ferranti Company of Scotland.Tie bija nepieciešami detaļu precīzai mērīšanai aviācijas un aizsardzības nozarēs.Pašām pirmajām mašīnām bija tikai 2 kustības asis.Trīs asu mašīnas 1960. gados ieviesa Itālijas DEA.Datorvadība parādījās 1970. gadu sākumā, un to ieviesa Šefīlda no ASV.

CMM mašīnu veidi

Ir pieci koordinātu mērīšanas mašīnu veidi:

• Tilta tips CMM: šajā dizainā visbiežāk CMM galva brauc pa tiltu.Viena tilta puse brauc uz sliedes uz gultas, bet otra ir atbalstīta uz gaisa spilvena vai cita veida uz gultas bez vadošās sliedes.
• Konsoles CMM: konsole atbalsta tiltu tikai no vienas puses.
• Portāls CMM: portālam abās pusēs tiek izmantota vadošā sliede, piemēram, CNC maršrutētājs.Tie parasti ir lielākie CMM, tāpēc tiem ir nepieciešams papildu atbalsts.
• Horizontālās rokas CMM: attēlojiet konsoli, bet viss tilts kustas augšup un lejup pa vienu roku, nevis pa savu asi.Šie ir neprecīzākie CMM, taču tie var izmērīt lielas plānas detaļas, piemēram, automašīnu virsbūves.
• Pārnēsājamas rokas tipa CMM: šajās mašīnās tiek izmantotas savienotas rokas, un tās parasti tiek novietotas manuāli.Tā vietā, lai tieši izmērītu XYZ, tie aprēķina koordinātas no katra savienojuma rotācijas stāvokļa un zināmā garuma starp savienojumiem.

Katram no tiem ir priekšrocības un trūkumi atkarībā no veicamo mērījumu veida.Šie veidi attiecas uz mašīnas struktūru, kas tiek izmantota tās novietošanaizondeattiecībā pret mērāmo daļu.

Šeit ir ērta tabula, kas palīdzēs izprast plusus un mīnusus:

Zondes parasti ir novietotas 3 dimensijās — X, Y un Z. Tomēr sarežģītākas iekārtas var arī ļaut mainīt zondes leņķi, ļaujot veikt mērījumus vietās, kuras citādi zonde nevarētu sasniegt.Rotācijas galdus var izmantot arī, lai uzlabotu dažādu funkciju pieejamību.

CMM bieži ir izgatavoti no granīta un alumīnija, un tajos tiek izmantoti gaisa gultņi

Zonde ir sensors, kas mērījuma laikā nosaka, kur atrodas detaļas virsma.

Zondes veidi ietver:

• Mehānisks
• Optiskais
• Lāzers
• Balta gaisma

Koordinātu mērīšanas iekārtas tiek izmantotas aptuveni trīs vispārīgos veidos:

• Kvalitātes kontroles departamenti: Lūk, tie parasti tiek turēti tīrās telpās ar kontrolētu klimatu, lai palielinātu to precizitāti.
• Veikala grīda: Šeit CMM ir mazs CNC iekārtu vidū, lai atvieglotu pārbaudes kā daļu no ražošanas elementa ar minimālu attālumu starp CMM un iekārtu, kurā tiek apstrādātas detaļas.Tas ļauj mērījumus veikt agrāk un, iespējams, biežāk, kas rada ietaupījumus, jo kļūdas tiek konstatētas ātrāk.
• Pārnēsājams: pārnēsājamos CMM ir viegli pārvietot.Tos var izmantot veikalā vai pat aizvest uz vietu, kas atrodas tālu no ražošanas iekārtas, lai izmērītu detaļas uz lauka.

Cik precīzas ir CMM iekārtas (CMM precizitāte)?

Koordinātu mērīšanas iekārtu precizitāte ir atšķirīga.Parasti to mērķis ir mikrometra vai labāka precizitāte.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's Global Classic CMM ir norādīts kā pieejams universāls CMM, un tā precizitāte ir norādīta šādi:

1,0 + L/300 um

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

Mikrons ir mm tūkstošdaļa, kas ir aptuveni 0,00003937 collas.Tātad kļūda, mērot mūsu 10 mm garumu, ir 0,00103 mm vai 0,00004055 collas.Tas ir mazāk nekā puse no desmitdaļas — diezgan maza kļūda!

No otras puses, precizitātei jābūt 10 reizes lielākai par to, ko mēs cenšamies izmērīt.Tas nozīmē, ja mēs varētu uzticēties šim mērījumam tikai 10 reizei lielākai vērtībai jeb 0,00005 collas.Joprojām diezgan maza kļūda.

Veikala grīdas CMM mērījumi kļūst vēl neskaidrāki.Ja CMM atrodas pārbaudes laboratorijā ar kontrolētu temperatūru, tas ļoti palīdz.Taču veikala stāvā temperatūra var ievērojami atšķirties.Ir dažādi veidi, kā CMM var kompensēt temperatūras svārstības, taču neviens no tiem nav ideāls.

CMM veidotāji bieži nosaka precizitāti temperatūras diapazonam, un saskaņā ar ISO 10360-2 standartu CMM precizitātei tipiskā diapazons ir 64-72F (18-22C).Tas ir lieliski, ja vien jūsu veikala stāvs vasarā nav 86 F.Tad jums nav labas kļūdas specifikācijas.

Daži ražotāji jums piedāvās kāpņu pakāpienu vai temperatūras joslu komplektu ar dažādām precizitātes specifikācijām.Bet kas notiek, ja vienā un tajā pašā detaļu sērijā atrodaties vairāk nekā vienā diapazonā dažādos diennakts laikos vai dažādās nedēļas dienās?

Sāk izveidot nenoteiktības budžetu, kas pieļauj sliktākos gadījumus.Ja šajos sliktākajos gadījumos jūsu daļām ir nepieņemamas pielaides, ir nepieciešamas turpmākas procesa izmaiņas:

• Varat ierobežot CMM lietošanu līdz noteiktiem diennakts laikiem, kad temperatūra ir labvēlīgākā diapazonā.
• Varat izvēlēties apstrādāt tikai zemākas pielaides daļas vai funkcijas noteiktos diennakts laikos.
• Labākiem CMM var būt labāki parametri jūsu temperatūras diapazoniem.Tie var būt tā vērti, lai gan tie var būt daudz dārgāki.

Protams, šie pasākumi izjauks jūsu spēju precīzi plānot savus darbus.Pēkšņi jūs domājat, ka labāka klimata kontrole veikala stāvā varētu būt vērtīgs ieguldījums.

Jūs varat redzēt, kā visa šī mērījumu lieta kļūst diezgan satriecoša.

Otra sastāvdaļa, kas iet roku rokā, ir tas, kā ir norādītas CMM pārbaudāmās pielaides.Zelta standarts ir ģeometriskā dimensiju noteikšana un tolerance (GD&T).Lai uzzinātu vairāk, skatiet mūsu ievadkursu par GD&T.

CMM programmatūra

CMM darbina dažāda veida programmatūru.Standartu sauc par DMIS, kas apzīmē dimensiju mērīšanas interfeisa standartu.Lai gan tā nav galvenā programmatūras saskarne katram CMM ražotājam, vairums no tiem vismaz to atbalsta.

Ražotāji ir radījuši savas unikālas garšas, lai pievienotu mērījumu uzdevumus, ko neatbalsta DMIS.

DMIS

Kā minēts, DMIS ir standarts, taču, tāpat kā CNC g-kods, ir daudz dialektu, tostarp:

• PC-DMIS: sešstūra versija
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS ir Nikon CMM programmatūra.

Kalipso

Calypso ir Zeiss CMM programmatūra.

CMM un CAD/CAM programmatūra

Kā CMM programmatūra un programmēšana ir saistīta ar CAD/CAM programmatūru?

Ir daudz dažādu CAD failu formātu, tāpēc pārbaudiet, ar kuriem no tiem ir saderīga jūsu CMM programmatūra.Galīgo integrāciju sauc par modeli balstītu definīciju (MBD).Izmantojot MBD, pašu modeli var izmantot, lai iegūtu CMM izmērus.

MDB ir diezgan vadošā mala, tāpēc vairumā gadījumu to vēl neizmanto.

CMM zondes, armatūra un piederumi

CMM zondes

Ir pieejami dažādi zondes veidi un formas, lai atvieglotu daudz dažādu lietojumu.

CMM ķermeņi

Armatūra ietaupa laiku, iekraujot un izkraujot detaļas CMM, tāpat kā CNC iekārtā.Jūs pat varat iegūt CMM, kuriem ir automātiskie palešu iekrāvēji, lai palielinātu caurlaidspēju.

CMM mašīnas cena

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

Ar CMM saistīti darbi mašīnu veikalā

CMM vadītājs

CMM programmētājs

CMM operators