Координаталық өлшеу машинасы дегеніміз не?

Акоординаталық өлшеу машинасы(CMM) - бұл физикалық заттардың геометриясын зондпен объектінің бетіне сезу арқылы өлшейтін құрылғы. Студенттердің әр түрлі түрлері CMM-де, соның ішінде механикалық, оптикалық, лазерлік және ақ жарық. Құрылғыға байланысты, зонд орны оператормен қолмен басқарылуы мүмкін немесе компьютермен басқарылуы мүмкін. CMMS әдетте үш өлшемді декарттық координаталар жүйесіндегі анықтамалық позициядан (яғни, XYZ осьтері бар) сілтеме орнында зондтың орнын анықтаңыз. Зондты X, Y, Z осьтерінде жылжытудан басқа, көптеген машиналар сонымен қатар көптеген машиналар зондтың бұрышына беттерді өлшеуге мүмкіндік беретін беттерді өлшеуге мүмкіндік береді.

Типтік 3D «Көпір» CMM үш ось бойымен, x, y және z, үш өлшемді декарттық координаталар жүйесінде ортогональды үш осьтерде, x, y және z. Әр осьте, әдетте, осы осьте, әдетте микроометрдің дәлдігі бар датчик бар. Зондқа қатысты контактілер (немесе басқаша анықталған) Нысанның белгілі бір жерін, құрылғы үш позиция датчиктерін сынайды, осылайша, объектінің бетіне бір нүктенің орналасуын, сондай-ақ алынған өлшемнің 3 өлшемді векторын өлшейді. Бұл процесс қажет болған жағдайда, зондты әр уақытта жылжытып, қызығушылықтың беттік аймақтарын сипаттайтын «нүктелік бұлт» шығарады.

СМЖ-ны ортақ пайдалану жобалау және құрастыруды дизайн ниетінен тексеру үшін өндірістік және құрастыру процестерінде. Осындай қосымшаларда, бұлттар туындаған нүктелік бұлттар пайда болады, олар ерекшеліктерді салу үшін алгоритмдер арқылы талданады. Бұл нүктелерді оператормен немесе автоматты түрде басқару (DCC) арқылы қолмен немесе автоматты түрде орналастырылған зондты пайдалану арқылы жиналады. DCC CMMS бірдей бөлшектерді бірнеше рет өлшеуге бағдарламалануы мүмкін; Осылайша, автоматтандырылған CMM - бұл өндірістік роботтың мамандандырылған түрі.

Бөліктер

Координаталық өлшеу машиналарына үш негізгі компонент кіреді:

• Негізгі құрылым, оның ішінде үш ось кіреді. Жылдар бойы қозғалмалы жақтауды салу үшін қолданылатын материал өзгерді. Гранит пен болат ерте CMM-де қолданылды. Бүгінгі таңда барлық ірі CMM өндірушілері алюминий қорытпасынан немесе бірнеше туындышылықтан жақтау салады, сонымен қатар Z осьінің қаттылығын цифрлық қосымшаларды сканерлеуге көбейту үшін керамиканы қолданады. Бүгінгі күнге дейін CMM құрылысы бірнеше CMM-ді әлі күнге дейін CMM-ны әлі де цканиттік рейтингін, сонымен қатар, метрология динамикасы үшін нарықтық талап арқасында және СММ сапа зертханасынан тыс Цм-ді арттыру трендіне байланысты. Әдетте CMM құрылысшылары және Қытай мен Үндістандағы отандық өндірушілер әлі де granite CMM-ді әлі де төмен технологиялық тәсілге, ал CMM Framen Builder болуға мүмкіндік береді. Сканерлеудің жоғарылауы, сонымен қатар CMM Z осінен керамикалық және кремний карбиді сияқты жаңа материалдар енгізілгенін қажет етеді.
• Пробуд жүйесі
• Деректерді жинау және азайту жүйесі - әдетте машиналық контроллер, жұмыс үстеліндегі компьютер және қолданбалы бағдарламалық жасақтама бар.

Жолы ашықтық

Бұл машиналар еркін, қолмен және портативті болуы мүмкін.

Ділдік

Координаталық өлшеу машиналарының дәлдігі, әдетте, қашықтықтан бағдарлама ретінде белгісіздік факторы ретінде беріледі. CMM үшін сенсорлық зондты пайдаланып, бұл зондтың қайталануына және сызықтық таразылардың дәлдігіне қатысты. Зондтың әдеттегі қайталануы барлық өлшеу көлемінің үстінен .001mm немесе .001mm немесе .00005 дюйм (жарты мөлшерде) ішінде өлшеуге әкелуі мүмкін. 3, 3 + 2 және 5 осьтік машиналар үшін, зондтар жүйелі түрде калибрленеді, сондықтан оларды бақылауды қолдана отырып калибрленеді және машинаның қозғалысы дәлдікті қамтамасыз ету үшін өлшеуіштерді қолданып тексеріледі.

Нақты бөліктер

Машина корпусы

Бірінші СММ Шотландия Ферранти компаниясы 1950 жылдардағы Шотландияның Феррант компаниясы әзірледі, өйткені бұл машинада дәлдік компоненттерді өлшейді, бірақ бұл машинада тек 2 осьтер болған. Алғашқы 3 осьтік модельдер 1960 жылдары (Италия да, Италия) және компьютерлік бақылау 1970 жылдардың басында пайда болды, бірақ алғашқы жұмыс істеп тұрған CMM, бірақ Англурнада Браун мен Шарпаны Browne & Trafte сатылымға шығарды. (Лейтз Германиясы кейіннен қозғалмалы үстелмен бекітілген машина құрылымын шығарды.

Қазіргі заманғы машиналарда, ганзел типтегі үстіңгі құрылымында екі аяғы бар және көбінесе көпір деп аталады. Бұл гранит үстелінің бойымен бір аяғымен еркін қозғалады (көбінесе ішкі аяғы) гранитті үстелдің бір жағына бекітілген грандық рельстен кейін жүреді. Қарама-қарсы аяғы (көбінесе аяғы сыртында) гранит үстеліне тік, тік бетті контурға сүйенеді. Ауа мойынтіректер - бұл үйкелісті тегін саяхаттауды қамтамасыз етудің таңдалған әдісі. Бұл жағдайда сығылған ауа тегіс, бірақ бақыланатын ауа жастықшасын қамтамасыз ету үшін тегіс, бірақ бақыланатын ауа саңылауларында өте кішкентай тесіктер арқылы мәжбүр етеді, онда CMM бағдарламасы жақын маңдайсыз қозғалады, оны бағдарламалық жасақтама арқылы өтеуге болады. Көпірдің немесе гранит кестесінің бойындағы қозғалыс XY жазықтығының бір осін құрайды. Ганердің көпірінде ішкі және сыртқы аяқтар арасындағы кесіп өтетін және басқа x немесе y көлденең осьті қалыптастыратын арба бар. Қозғалыстың үшінші осі (Z осі) тік квилл немесе шпиндельді қосып, вагонның ортасында жоғары және төмен қозғалады. Сенсорлық зонд квилл соңында сенсорлық құрылғыны құрайды. X, Y және Z осьтерінің қозғалысы өлшеу конвертін толығымен сипаттайды. Қосымша айналмалы кестелерді өлшеу зондының күрделі дайындамаларға қол жетімділігін арттыру үшін қолдануға болады. Айналмалы кесте төртінші драйв осі ретінде өлшенетін өлшемдерді жетілдірмейді, бірақ ол 3D болып қалады, бірақ ол икемділік дәрежесін береді. Кейбір түрдегі зондтар - бұл зондтармен жұмыс істейтін роторлы құрылғылар, олар 180 градусқа дейін және 360 градусқа дейін тігінен бұрыла алады.

Қазір CMMS сонымен қатар түрлі формаларда да қол жетімді. Оларға герналдық ұшының позициясын есептеу үшін қол астындағы бұрыштық өлшеулерді қолданатын CMM ARMS кіреді және лазерлік сканерлеу және оптикалық бейнелеу үшін зондтармен жабдықталуы мүмкін. Мұндай қару-жарақтар көбінесе олардың тасымалдануы, олардың портатурасы өлшенген орындарды сақтау арқылы, бағдарламалау бағдарламалық жасақтамасы, сонымен қатар өлшеу көлемін өлшеу кезінде өлшеуге мүмкіндік береді және оның айналасында өлшеу көлемі, оның айналасында өлшенеді. СММ қару-жарақтары адамгердің икемділігіне еліктеңдер, олар көбінесе үш осьтік стандартты қолдануға болмайтын күрделі бөлшектердің инсридтеріне қол жеткізе алады.

Механикалық зонд

Координатаны өлшеудің алғашқы күндерінде (CMM), механикалық зондтар квеллдің соңында арнайы ұстағышқа салынды. Біліктің соңына дейін қатты допты дәнекерлеу арқылы өте кең таралған зонд жасалды. Бұл тегіс беттің, цилиндрлік немесе сфералық беттердің барлық түрін өлшеуге өте ыңғайлы болды. Басқа зондтар белгілі бір пішіндерге, мысалы, квадрантты, ерекше белгілерді өлшеуге мүмкіндік берді. Бұл зондтар дайындамаға физикалық тұрғыдан жұмыс істеп, кеңістіктегі POINT, 3-осьті (DRO) осымен оқыған немесе, қосымша жүйелерде, компьютерге аяқ киім немесе ұқсас құрылғылар арқылы кіреді. Осы байланыс әдісімен қабылданған өлшеулер көбінесе дұрыс емес болды, өйткені машиналар қолмен жылжытылды және әрбір машина операторы зондқа әр түрлі қысым немесе өлшеу үшін қабылданған түрлі әдістерді қолданды.

Әр осьті жүргізу үшін моторорлардың қосылуы одан әрі даму болды. Операторлар бұдан былай машинаны физикалық тұрғыдан ұстауға тура келмеді, бірақ әр осьті джойстиктермен, джойстиктермен, заманауи қашықтан басқарылатын машиналармен бірдей. Өлшеу дәлдігі мен дәлдігі электронды сенсорлық триггердің өнертабысымен күрт жетілдірілді. Осы жаңа зондтың ізашары Дэвид МакМірліс болды, ол кейіннен Renishaw Plc құрған. Қанша байланыс құрылғысы болса да, зонд көктемгі жүктелген болат допты (кейінірек Рубин доп) стилус болды. Зонд компоненттің бетіне әсер еткендіктен, стилус, бір уақытта x, y, z жіберілген, Z, z Компьютерге сәйкес келеді. Жеке операторлар салдарынан өлшеу қателері азайып, сахна CNC операцияларын және CMMS-тің жасын енгізуге арналған кезең болды.

Оптикалық зондтар - бұл механикалық қондырғылар сияқты қозғалатын объективті және сусханалық жүйелер. Беттің түсірілген бейнесі өлшеу терезесінің шекараларына жабысып, қалдық қара және ақ аймақтар арасында контрастқа сәйкес келеді. Бөлу қисынын нүктеге есептеуге болады, ол кеңістіктегі қажетті өлшеу нүктесі болып табылады. CCD-дегі көлденең ақпарат 2D (xy) және тік күйі - Z-Drive стендтік (немесе басқа құрылғы компонентіндегі) сынау жүйесінің позициясы.

Зонд жүйелерін сканерлеу

Сканерлеу зондтары деп аталатын белгілі бір уақыт аралығындағы пункттердің бетіне сүйрейтін жаңа модельдер бар. CMM инспекциясының бұл әдісі әдеттегі жанасу әдісімен салыстырғанда жиі дәл және тезірек болады.

Сканерлеудің келесі буыны, оның құрамында жоғары жылдамдықты лазерлі лазерлі лазерлік триангуляция, лазерлік сызбаны және ақ жарық сканерлеуі бар сканерлеудің келесі буыны бар. Бұл әдіс лазер сәулелерін немесе ақ жарықты қолданады, олар бөліктен тұрады. Содан кейін көптеген мыңдаған ұпайларды қабылдауға болады және өлшемі мен орнын тексеру ғана емес, сонымен қатар бөліктің 3D бейнесін жасау үшін де қолдануға болады. Бұл «POLT-CLUT деректер» кейінірек жұмыс істеп тұрған бөліктің 3D моделін құру үшін CAD бағдарламалық жасақтамасына жіберілуі мүмкін. Бұл оптикалық сканерлер көбінесе жұмсақ немесе нәзік бөліктерде қолданылады немесе кері инженерияны жеңілдету үшін қолданылады.

Микротеродромдық зондтар

Микроскаль метрологиясына арналған концерттік жүйелер - бұл басқа дамушы аймақ. Микропорцияда, мемлекеттік зертханаларда бірнеше мамандық жүйелермен және микроскальды метрологияға арналған бірнеше мамандық жүйелермен және кез-келген университеттік метрологиялық платформалар бар. Бұл машиналар жақсы және көптеген жағдайларда нанометриялық таразы бар керемет метрология платформалары, олардың бастапқы шектеулері - сенімді, берік, қабілетті, қабілетті микро / нано зонд.^{[Сілтеме қажет]}Микроскопты сынау технологияларына қатысты қиындықтарға беттік және жоғары дәлдікпен (нанометр деңгейі) зақымдалмағандай, төмен байланыс күштері бар терең, тар мүмкіндіктерге қол жеткізуге мүмкіндік береді.^{[Сілтеме қажет]}Қосымша микроскальдық зондтар қоршаған орта жағдайына бейімділікпен, мысалы, ылғалдылық және жер бетіндегі өзара әрекеттесуге бейім, мысалы, пистионар (адгезия, менискус, және / немесе фургондар Ван Ван Ван Ван Ван).^{[Сілтеме қажет]}

Микроскальды зерттеу технологиялары классикалық CMM зондтарының, оптикалық зондтардың және басқалар арасында зондтың масштабталған нұсқасын қамтиды. Алайда, ағымдық оптикалық технологияларды терең, тар мүмкіндікті өлшеу үшін аз мөлшерде болуы мүмкін емес, және оптикалық ажыратымдылығы жарық ұзындығымен шектелген. Рентгендік бейнелеу ерекшеліктің суретін ұсынады, бірақ бақыланбайтын метрология туралы ақпарат жоқ.

Дене принциптері

Оптикалық зондтар және / немесе лазерлі зондтарды микроскоптарды немесе көп сенсорлық өлшеу машиналарын өлшеуге арналған CMMS өзгертетін (мүмкін болса) қолдануға болады (мүмкін болса). Іртеге проекциялық жүйелер, теодолит триангулярлық жүйелері немесе лазерлі триангулярлық жүйелер немесе лазерлі және триангулярлық жүйелер өлшеу машиналары деп аталмайды, бірақ өлшеу нәтижесі бірдей: ғарыш нүктесі. Лазерлік зондтар беті мен анықтамалық нүктенің арасындағы қашықтықты, мысалы, кинематикалық тізбектің соңындағы қашықтықты анықтау үшін қолданылады (мысалы, z-диск құрамдас бөлігі). Бұл интерферометриялық функцияны, фокустауды, жарық ауытқуын немесе сәулелік көлеңкелі принципті қолдана алады.

Портативті координаталық өлшеу машиналары

Дәстүрлі CMMs үш декарттық осьтерде, егер объектінің физикалық сипаттамаларын өлшеу үшін, портативті CMMS, оптикалық триангуляция әдістерін қолданатын және объектінің айналасындағы қозғалыс еркіндігін қосу үшін ARMICE CMMS, ARB-SMS жүйелері болса, қолмен сканерлеу жүйелері немесе жағдайында.

Орталған қару-жарақпен портативті CMMS-де сызықты осьтердің орнына айналмалы кодерлермен жабдықталған алты немесе жеті ось бар. Портативті қару-жарақтар жеңіл (әдетте 20 фунттан аз) және оны кез-келген жерде тасымалдауға және қолдануға болады. Алайда, оптикалық CMMS салада көбейіп келеді. Шағын сызықтық немесе матрицалық камералармен жасалған (Microsoft Kinect сияқты), оптикалық CMMS қолтықтары бар портативті CMMS-тен кіші, сымдар жоқ және кез-келген жерде орналасқан барлық нысандардың 3D өлшеуіштерін оңай қабылдауға мүмкіндік береді.

Кері инженерия, жылдам прототиптеу және барлық өлшемдегі кең ауқымды тексерулер сияқты кейбір тұрақты емес қосымшалар портативті CMM үшін өте қолайлы. Портативті CMM-дің артықшылықтары көп қабатты. Пайдаланушылар барлық бөліктерді және ең шалғайдағы / қиын жерлерде 3D өлшеулерінде икемділігі бар. Оларды қолдану оңай және бақыланатын орта қажет емес, дәл өлшеуді қажет етпейді. Сонымен қатар, портативті CMMS дәстүрлі CMM-ге қарағанда азаяды.

Портативті CMMS-тің өзіне тән сауда-саттықтары қолмен жұмыс істеуде (олар әрқашан адамдарды пайдалануды талап етеді). Сонымен қатар, олардың жалпы дәлдігі көпір түріне қарағанда дәлірек болуы мүмкін және кейбір қосымшаларға сәйкес келмейді.

Мультисенсор-өлшеу машиналары

Touch Probmes көмегімен дәстүрлі CMM технологиясы бүгінде көбінесе басқа өлшеу технологиясымен біріктіріледі. Бұған мультисенсорлық өлшеу деп аталатын лазер, видео немесе ақ жарық сенсорлары кіреді.