Толық CMM машинасы және өлшеу нұсқаулығы

CMM машинасы дегеніміз не?

Жоғары автоматтандырылған тәсілмен өте дәл өлшемдерді жасауға қабілетті CNC стиліндегі машинаны елестетіп көріңіз.CMM машиналары осылай жасайды!

CMM «Координаттарды өлшейтін машина» дегенді білдіреді.Олар жалпы икемділік, дәлдік және жылдамдықтың үйлесімі тұрғысынан ең соңғы 3D өлшеу құрылғылары болуы мүмкін.

Координаталық өлшеуіш машиналарды қолдану

Координаттарды өлшеу машиналары дәл өлшеулерді қажет ететін кез келген уақытта құнды.Ал өлшемдер неғұрлым күрделі немесе көп болса, CMM пайдалану соғұрлым тиімдірек.

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

Олар да үйреніп кетуі мүмкінкері инженеререкшеліктерін дәл өлшеу арқылы бар бөлшектер.

CMM машиналарын кім ойлап тапты?

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

CMM машиналарының түрлері

Координаталарды өлшейтін машинаның бес түрі бар:

• Көпір түрі CMM: Бұл дизайнда ең көп таралған, CMM басы көпірде жүреді.Көпірдің бір жағы кереует үстіндегі рельске мінеді, ал екіншісі ауа жастықшасында немесе басқа әдіспен бағыттаушы рельссіз төсекке тіреледі.
• Консольдық CMM: Консоль көпірді тек бір жағынан қолдайды.
• Gantry CMM: портал CNC маршрутизаторы сияқты екі жағында бағыттаушы рельсті пайдаланады.Бұл әдетте ең үлкен CMM болып табылады, сондықтан оларға қосымша қолдау қажет.
• Көлденең тірек CMM: консольді елестетіңіз, бірақ бүкіл көпір өз осінде емес, бір қолмен жоғары және төмен қозғалады.Бұл ең аз дәлдіктегі CMM-лер, бірақ олар автомобиль корпустары сияқты үлкен жұқа құрамдастарды өлшей алады.
• Портативті қол түрі CMM: Бұл машиналар біріктірілген қаруларды пайдаланады және әдетте қолмен орналастырылады.XYZ-ді тікелей өлшеудің орнына, олар координаттарды әрбір буынның айналу орнынан және буындар арасындағы белгілі ұзындыққа есептейді.

Өлшеу түрлеріне байланысты әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктері бар.Бұл түрлер оны орналастыру үшін пайдаланылатын машина құрылымына жатадызондөлшенетін бөлікке қатысты.

Мұнда артықшылықтар мен кемшіліктерді түсінуге көмектесетін ыңғайлы кесте берілген:

Зондтар әдетте 3 өлшемде орналасады – X, Y және Z. Дегенмен, күрделірек машиналар зондтың басқаша түрде жете алмайтын жерлерінде өлшеуге мүмкіндік беретін зонд бұрышын өзгертуге мүмкіндік береді.Айналмалы үстелдерді әртүрлі мүмкіндіктерге жақындау мүмкіндігін жақсарту үшін де пайдалануға болады.

CMM жиі гранит пен алюминийден жасалған және олар ауа мойынтіректерін пайдаланады

Зонд - өлшеу жүргізілген кезде бөліктің беті қай жерде екенін анықтайтын сенсор.

Зонд түрлеріне мыналар жатады:

• Механикалық
• Оптикалық
• Лазер
• Ақ жарық

Координаттарды өлшеу машиналары шамамен үш жалпы жолмен қолданылады:

• Сапаны бақылау бөлімдері: Дәлдігін арттыру үшін олар әдетте климатпен басқарылатын таза бөлмелерде сақталады.
• Дүкен қабаты: Мұнда CMM және бөлшектер өңделетін машина арасында CMM және машина арасындағы ең аз қозғалыспен өндірістік ұяшықтың бөлігі ретінде тексеруді жеңілдету үшін CNC машиналарының арасында төмен орналасқан.Бұл өлшеулерді ертерек және ықтимал жиірек жасауға мүмкіндік береді, бұл үнемдеуге әкеледі, себебі қателер тезірек анықталады.
• Портативті: портативті CMM-лерді жылжыту оңай.Оларды цех қабатында пайдалануға немесе даладағы бөлшектерді өлшеу үшін өндіріс орнынан қашықтағы сайтқа апаруға болады.

CMM машиналары қаншалықты дәл (CMM Accuracy)?

Координаттарды өлшеу машиналарының дәлдігі әртүрлі.Жалпы, олар микрометрлік дәлдікке немесе одан да жақсырақ болуға ұмтылады.Бірақ бұл оңай емес.Біріншіден, қате өлшем функциясы болуы мүмкін, сондықтан CMM өлшеу қатесі өлшемнің ұзындығын айнымалы ретінде қамтитын қысқа формула ретінде көрсетілуі мүмкін.

Мысалы, Hexagon's Global Classic CMM қол жетімді әмбебап CMM ретінде берілген және оның дәлдігін келесідей көрсетеді:

1,0 + л/300 мм

Бұл өлшемдер микронмен, ал L мм-мен көрсетілген.Сонымен, біз 10 мм функцияның ұзындығын өлшеуге тырысамыз делік.Формула 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 немесе 1,03 микрон болады.

Микрон - мм-нің мыңнан бір бөлігі, ол шамамен 0,00003937 дюймді құрайды.Сонымен, 10 мм ұзындығын өлшеу кезінде қате 0,00103 мм немесе 0,00004055 дюймді құрайды.Бұл оннан бір жарымнан аз – өте кішкентай қате!

Екінші жағынан, біз өлшеуге тырысқаннан 10 есе дәлдік болуы керек.Бұл дегеніміз, егер біз бұл өлшемге тек 10 есе осы мәнге немесе 0,00005 дюймге сене аламыз.Әлі де өте кішкентай қате.

Дүкен қабатындағы CMM өлшемдері үшін жағдай одан да күңгірттенеді.Егер CMM температурамен басқарылатын тексеру зертханасында орналасса, ол көп көмектеседі.Бірақ дүкен қабатында температура айтарлықтай өзгеруі мүмкін.CMM температураның өзгеруін өтеудің әртүрлі жолдары бар, бірақ ешқайсысы тамаша емес.

CMM жасаушылар жиі температура диапазонының дәлдігін көрсетеді және CMM дәлдігі үшін ISO 10360-2 стандартына сәйкес әдеттегі жолақ 64-72F (18-22C) болып табылады.Жазда дүкеннің қабаты 86F болмаса, бұл өте жақсы.Сонда сізде қате үшін жақсы спецификация жоқ.

Кейбір өндірушілер сізге әртүрлі дәлдік сипаттамалары бар баспалдақтардың жиынтығын немесе температура жолақтарын береді.Бірақ күннің әртүрлі уақыттарында немесе аптаның әртүрлі күндерінде бір бөлікті орындау үшін бірнеше ауқымда болсаңыз не болады?

Ең нашар жағдайларға мүмкіндік беретін белгісіздік бюджетін жасау керек болады.Егер бұл ең нашар жағдайлар бөлшектеріңіз үшін рұқсат етілмейтін төзімділікке әкелсе, процесті қосымша өзгерту қажет:

• Температуралар қолайлырақ диапазонға түсетін күннің белгілі уақыттарымен CMM пайдалануды шектей аласыз.
• Тәуліктің белгілі бір уақытында тек төменгі төзімділік бөліктерін немесе мүмкіндіктерді өңдеуді таңдауға болады.
• Жақсырақ CMM-де температура диапазондары үшін жақсырақ сипаттамалар болуы мүмкін.Олар әлдеқайда қымбат болуы мүмкін болса да, оған тұрарлық болуы мүмкін.

Әрине, бұл шаралар сіздің жұмысыңызды нақты жоспарлау қабілетіңізге зиян тигізеді.Кенеттен сіз дүкен қабатындағы жақсы климаттық бақылау тиімді инвестиция болуы мүмкін деп ойлайсыз.

Сіз бұл өлшеу ісінің қалайша әбігерге түсетінін көре аласыз.

Бір-бірімен үйлесетін басқа ингредиент - CMM тексеретін рұқсаттар қалай көрсетілген.Алтын стандарт – геометриялық өлшемдер мен төзімділік (GD&T).Қосымша ақпарат алу үшін GD&T бойынша кіріспе курсымызды қараңыз.

CMM бағдарламалық құралы

CMM бағдарламалық жасақтаманың әртүрлі түрлерін іске қосады.Стандарт DMIS деп аталады, ол өлшемді өлшеу интерфейсінің стандартын білдіреді.Бұл әрбір CMM өндірушісі үшін негізгі бағдарламалық құрал интерфейсі болмаса да, олардың көпшілігі кем дегенде оны қолдайды.

Өндірушілер DMIS қолдамайтын өлшеу тапсырмаларын қосу үшін өздерінің бірегей дәмін жасады.

DMIS

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

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

MCOSMOS

MCOSTMOS — Nikon компаниясының CMM бағдарламалық құралы.

Калипсо

Calypso — Zeiss компаниясының CMM бағдарламалық құралы.

CMM және CAD/CAM бағдарламалық құралы

CMM бағдарламалық құралы мен бағдарламалаудың CAD/CAM бағдарламалық құралымен қандай қатысы бар?

Көптеген әртүрлі CAD файл пішімдері бар, сондықтан CMM бағдарламалық құралының қайсысымен үйлесімді екенін тексеріңіз.Соңғы интеграция Модельге негізделген анықтама (MBD) деп аталады.MBD көмегімен үлгінің өзін CMM өлшемдерін шығару үшін пайдалануға болады.

MDB өте алдыңғы қатарлы, сондықтан ол көптеген жағдайларда әлі қолданылмайды.

CMM зондтары, арматуралар және керек-жарақтар

CMM зондтары

Көптеген әртүрлі қолданбаларды жеңілдету үшін әртүрлі зонд түрлері мен пішіндері қол жетімді.

CMM арматурасы

Арматуралардың барлығы CNC машинасындағы сияқты CMM-ге бөлшектерді тиеу және түсіру кезінде уақытты үнемдейді.Сіз тіпті өткізу қабілеттілігін арттыру үшін автоматты паллет тиегіштері бар CMM ала аласыз.

CMM машинасының бағасы

Жаңа координаттарды өлшейтін машиналар 20 000 доллардан 30 000 долларға дейінгі диапазонда басталып, 1 миллион доллардан асады.

Машина цехындағы CMM-қа қатысты жұмыстар

CMM менеджері

CMM бағдарламашы

CMM операторы