Толық CMM машинасы және өлшеу нұсқаулығы

CMM машинасы дегеніміз не?

Жоғары автоматтандырылған түрде өте дәл өлшеулер жүргізе алатын CNC стиліндегі машинаны елестетіп көріңізші. CMM Machines дәл осылай істейді!

CMM «Координаталық өлшеу машинасы» дегенді білдіреді. Олар жалпы икемділік, дәлдік және жылдамдықтың үйлесімі тұрғысынан ең керемет 3D өлшеу құралдары болуы мүмкін.

Координаталық өлшеу машиналарының қолданылуы

Координаталық өлшеу машиналары дәл өлшеулер жүргізу қажет болған кезде құнды. Ал өлшеулер неғұрлым күрделі немесе көп болса, CMM пайдалану соғұрлым тиімдірек болады.

Әдетте CMM тексеру және сапаны бақылау үшін қолданылады. Яғни, олар бөлшектің дизайнердің талаптары мен сипаттамаларына сәйкес келетінін тексеру үшін қолданылады.

Олар сондай-ақ пайдаланылуы мүмкінкері инженербар бөлшектердің ерекшеліктерін дәл өлшеу арқылы.

CMM машиналарын кім ойлап тапты?

Алғашқы CMM машиналарын 1950 жылдары Шотландияның Ferranti компаниясы жасап шығарды. Олар аэроғарыш және қорғаныс өнеркәсібіндегі бөлшектерді дәл өлшеу үшін қажет болды. Ең алғашқы машиналарда тек 2 қозғалыс осі болды. 3 осьті машиналарды 1960 жылдары Италияның DEA компаниясы енгізді. Компьютерлік басқару 1970 жылдардың басында пайда болды және оны АҚШ-тың Шеффилд компаниясы енгізді.

CMM машиналарының түрлері

Координаталық өлшеуіш машиналардың бес түрі бар:

• Көпір типті CMM: Бұл дизайнда, ең көп таралғаны, CMM басы көпірге орнатылған. Көпірдің бір жағы төсектегі рельске орнатылған, ал екінші жағы ауа жастығына немесе бағыттаушы рельссіз төсектегі басқа әдіске сүйенеді.
• Консольдік CMM: Консольдік көпірді тек бір жағынан ғана ұстап тұрады.
• Портальды CMM: Портальды CNC фрезерлеуші ​​сияқты екі жағында да бағыттаушы рельс қолданылады. Әдетте бұлар ең үлкен CMM, сондықтан оларға қосымша тірек қажет.
• Көлденең иін CMM: Консольді елестетіп көріңіз, бірақ көпірдің бүкіл бөлігі өз осі бойынша емес, бір иін бойымен жоғары және төмен қозғалады. Бұл ең дәл емес CMM, бірақ олар автомобиль корпустары сияқты үлкен және жұқа иін компоненттерін өлшей алады.
• Портативті иін түрі CMM: Бұл машиналар біріктірілген иіндерді пайдаланады және әдетте қолмен орналастырылады. XYZ-ті тікелей өлшеудің орнына, олар әрбір қосылыстың айналмалы орнынан және қосылыстар арасындағы белгілі ұзындықтан координаталарды есептейді.

Әрқайсысының жүргізілетін өлшеу түрлеріне байланысты артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Бұл түрлері машинаның орналасуы үшін қолданылатын құрылымын білдіреді.зондөлшенетін бөлікке қатысты.

Артықшылықтары мен кемшіліктерін түсінуге көмектесетін пайдалы кесте:

Зондтар әдетте 3 өлшемде – X, Y және Z орналасады. Дегенмен, күрделірек құрылғылар зондтардың бұрышын өзгертуге мүмкіндік береді, бұл зонд басқаша жете алмайтын жерлерде өлшеуге мүмкіндік береді. Айналмалы үстелдерді әртүрлі мүмкіндіктердің жақындау мүмкіндігін жақсарту үшін де пайдалануға болады.

CMM көбінесе гранит пен алюминийден жасалған және олар ауа мойынтіректерін пайдаланады

Зонд - өлшеу жүргізілген кезде бөлшектің бетінің қай жерде екенін анықтайтын сенсор.

Зонд түрлеріне мыналар жатады:

• Механикалық
• Оптикалық
• Лазер
• Ақ жарық

Координаталық өлшеу машиналары шамамен үш негізгі тәсілмен қолданылады:

• Сапаны бақылау бөлімдері: Дәлдігін барынша арттыру үшін олар әдетте климаты бақыланатын таза бөлмелерде сақталады.
• Цех: Мұнда CMM құрылғылары CNC станоктарының қатарында орналасқан, бұл CMM мен бөлшектер өңделетін машина арасындағы минималды қашықтықпен өндірістік ұяшықтың бөлігі ретінде тексерулерді жүргізуді жеңілдетеді. Бұл өлшеулерді ертерек және жиірек жүргізуге мүмкіндік береді, бұл қателіктерді тезірек анықтағандықтан үнемдеуге әкеледі.
• Портативті: Портативті CMM-дерді жылжыту оңай. Оларды цех алаңында пайдалануға немесе тіпті өндірістік нысаннан алыс орналасқан жерге алып барып, далада бөлшектерді өлшеуге болады.

CMM машиналары қаншалықты дәл (CMM дәлдігі)?

Координаталық өлшеу машиналарының дәлдігі әртүрлі. Әдетте, олар микрометрлік дәлдікке немесе одан да жақсырақ дәлдікке ұмтылады. Бірақ бұл онша оңай емес. Біріншіден, қателік өлшемнің функциясы болуы мүмкін, сондықтан CMM өлшеу қателігі өлшеу ұзындығын айнымалы ретінде қамтитын қысқа формула ретінде көрсетілуі мүмкін.

Мысалы, Hexagon компаниясының Global Classic CMM қолжетімді әмбебап CMM ретінде тізімделген және оның дәлдігін былайша көрсетеді:

1.0 + л/300 мкм

Бұл өлшемдер микронмен, ал L мм-мен көрсетілген. Айталық, біз 10 мм нысанның ұзындығын өлшеуге тырысып жатырмыз. Формула 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 немесе 1,03 микрон болады.

Микрон - мм-нің мыңнан бір бөлігі, яғни шамамен 0,00003937 дюйм. Сонымен, 10 мм ұзындықты өлшеген кездегі қателік 0,00103 мм немесе 0,00004055 дюйм. Бұл оннан бір бөліктің жартысынан да аз - өте аз қателік!

Екінші жағынан, өлшеуге тырысып жатқан дәлдіктен 10 есе дәлдік болуы керек. Демек, егер біз бұл өлшемге тек 10 еселік мәнге немесе 0,00005 дюймге ғана сене аламыз деген сөз. Дегенмен, бұл өте аз қателік.

Цехтағы CMM өлшеулері одан да түсініксіз болып барады. Егер CMM температура бақыланатын тексеру зертханасында сақталса, бұл өте көмектеседі. Бірақ цехта температура айтарлықтай өзгеруі мүмкін. CMM температураның өзгеруін өтеудің әртүрлі жолдары бар, бірақ ешқайсысы мінсіз емес.

CMM өндірушілері көбінесе температура диапазоны үшін дәлдікті көрсетеді, ал CMM дәлдігіне арналған ISO 10360-2 стандартына сәйкес, әдеттегі диапазон 64-72F (18-22C) құрайды. Бұл сіздің шеберханаңыздың едені жазда 86F болмаса, жақсы. Сонда сізде қателік үшін жақсы сипаттама жоқ.

Кейбір өндірушілер сізге әртүрлі дәлдік сипаттамалары бар баспалдақтар жиынтығын немесе температура диапазондарын ұсынады. Бірақ егер сіз күннің әртүрлі уақыттарында немесе аптаның әртүрлі күндерінде бірдей бөлшектерді іске қосу үшін бірнеше диапазонда болсаңыз, не болады?

Ең нашар жағдайларды ескеретін белгісіздік бюджетін жасау қажет болады. Егер бұл ең нашар жағдайлар бөлшектеріңіз үшін қолайсыз төзімділікке әкелсе, процесті одан әрі өзгерту қажет:

• Сіз CMM пайдалануды температура қолайлы диапазонға түскен күннің белгілі бір уақыттарымен шектей аласыз.
• Сіз тек тәуліктің белгілі бір уақыттарында төзімділігі төмен бөлшектерді немесе мүмкіндіктерді өңдеуді таңдай аласыз.
• Жақсы CMM-дер сіздің температура диапазондарыңыз үшін жақсырақ сипаттамаларға ие болуы мүмкін. Олар әлдеқайда қымбат болуы мүмкін болса да, оған тұрарлық болуы мүмкін.

Әрине, бұл шаралар сіздің жұмысыңызды дәл жоспарлау мүмкіндігіңізге кері әсерін тигізеді. Кенеттен сіз цех алаңында климатты жақсы бақылау тиімді инвестиция болуы мүмкін деп ойлайсыз.

Бұл өлшеудің қаншалықты күрделі болатынын көруге болады.

Тағы бір маңызды мәселе - CMM арқылы тексерілетін төзімділіктердің қалай анықталатыны. Алтын стандарт - геометриялық өлшемдеу және төзімділік (GD&T). Қосымша ақпарат алу үшін GD&T бойынша кіріспе курсымызды қараңыз.

CMM бағдарламалық жасақтамасы

CMM әртүрлі бағдарламалық жасақтаманы іске қосады. Стандарт DMIS деп аталады, ол Dimensional Measurement Interface Standard дегенді білдіреді. Бұл әрбір CMM өндірушісі үшін негізгі бағдарламалық интерфейс болмаса да, олардың көпшілігі оны кем дегенде қолдайды.

Өндірушілер DMIS қолдамайтын өлшеу тапсырмаларын қосу үшін өздерінің ерекше дәмдерін жасады.

DMIS

Жоғарыда айтылғандай, DMIS стандарт болып табылады, бірақ CNC g-коды сияқты, көптеген диалектілер бар, соның ішінде:

• PC-DMIS: Алтыбұрышты нұсқасы
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Перцептрон

MCOSMOS

MCOSTMOS - Nikon компаниясының CMM бағдарламалық жасақтамасы.

Калипсо

Calypso - Zeiss компаниясының CMM бағдарламалық жасақтамасы.

CMM және CAD/CAM бағдарламалық жасақтамасы

CMM бағдарламалық жасақтамасы және бағдарламалау CAD/CAM бағдарламалық жасақтамасымен қалай байланысты?

CAD файл пішімдері өте көп, сондықтан CMM бағдарламалық жасақтамаңыздың қайсысымен үйлесімді екенін тексеріңіз. Соңғы интеграция модельге негізделген анықтама (MBD) деп аталады. MBD көмегімен модельдің өзін CMM үшін өлшемдерді алу үшін пайдалануға болады.

MDB өте жетекші, сондықтан ол әлі көп жағдайда қолданылмайды.

CMM зондтары, арматуралары және керек-жарақтары

CMM зондтары

Әртүрлі қолдануды жеңілдету үшін зондтардың әртүрлі түрлері мен пішіндері бар.

CMM жарыстары

CMM машинасында бөлшектерді тиеу және түсіру кезінде, дәл CNC машинасындағыдай, барлық құрылғылар уақытты үнемдейді. Тіпті өнімділікті барынша арттыру үшін автоматты паллет тиегіштері бар CMM машиналарын да сатып алуға болады.

CMM машинасының бағасы

Жаңа координаталық өлшеу машиналарының бағасы 20 000 доллардан 30 000 долларға дейін және 1 миллион доллардан асады.

Машина жасау шеберханасындағы CMM-ге қатысты жұмыстар

CMM менеджері

CMM бағдарламашысы

CMM операторы