Știri - Mașină CMM completă și Ghid de măsurare

Ce este o mașină CMM?

Imaginați-vă o mașină în stil CNC capabilă să facă măsurători extrem de precise într-un mod extrem de automatizat.Asta fac mașinile CMM!

CMM înseamnă „Coordinate Measuring Machine”.Sunt probabil cele mai bune dispozitive de măsurare 3D în ceea ce privește combinația lor de flexibilitate generală, precizie și viteză.

Aplicații ale mașinilor de măsurat coordonate

Mașinile de măsurat în coordonate sunt valoroase oricând trebuie făcute măsurători precise.Și cu cât măsurătorile sunt mai complexe sau numeroase, cu atât este mai avantajoasă utilizarea unui CMM.

În mod obișnuit, CMM-urile sunt utilizate pentru inspecție și controlul calității.Adică, sunt folosite pentru a verifica că piesa îndeplinește cerințele și specificațiile proiectantului.

De asemenea, pot fi obișnuițiinginerie inversăpiesele existente făcând măsurători precise ale caracteristicilor acestora.

Cine a inventat mașinile CMM?

Primele mașini CMM au fost dezvoltate de compania Ferranti din Scoția în anii 1950.Erau necesare pentru măsurarea de precizie a pieselor din industria aerospațială și de apărare.Primele mașini aveau doar 2 axe de mișcare.Mașinile cu 3 axe au fost introduse în anii 1960 de către DEA din Italia.Controlul computerului a apărut la începutul anilor 1970 și a fost introdus de Sheffield din SUA.

Tipuri de mașini CMM

Există cinci tipuri de mașini de măsurat în coordonate:

Tip de punte CMM: În acest design, cel mai comun, capul CMM merge pe un pod.O parte a podului merge pe o șină pe pat, iar cealaltă este sprijinită pe o pernă de aer sau altă metodă pe pat fără șină de ghidare.
Consolă CMM: Consolul susține podul doar pe o latură.
Gantry CMM: Gantry-ul folosește o șină de ghidare pe ambele părți, ca un router CNC.Acestea sunt de obicei cele mai mari CMM-uri, așa că au nevoie de suport suplimentar.
CMM cu braț orizontal: Imaginează-ți un cantilever, dar cu întregul pod mișcându-se în sus și în jos pe un singur braț, mai degrabă decât pe propria axă.Acestea sunt cele mai puțin precise CMM-uri, dar pot măsura componente mari și subțiri, cum ar fi caroserii auto.
CMM tip braț portabil: Aceste mașini folosesc brațe articulate și sunt de obicei poziționate manual.În loc să măsoare direct XYZ, ei calculează coordonatele din poziția de rotație a fiecărei articulații și lungimea cunoscută dintre articulații.

Fiecare are avantaje si dezavantaje in functie de tipurile de masuratori care se fac.Aceste tipuri se referă la structura mașinii care este utilizată pentru poziționarea acesteiasondăraportat la piesa măsurată.

Iată un tabel la îndemână pentru a înțelege avantajele și dezavantajele:

Tip CMM	Precizie	Flexibilitate	Cel mai bine folosit pentru măsurare
Pod	Înalt	Mediu	Componente de dimensiuni medii care necesită precizie ridicată
Consolă	Cel mai inalt	Scăzut	Componente mai mici care necesită o precizie foarte mare
Braț orizontal	Scăzut	Înalt	Componente mari care necesită precizie scăzută
Gantry	Înalt	Mediu	Componente mari care necesită precizie ridicată
Tip de braț portabil	Cel mai scăzut	Cel mai inalt	Când portabilitatea este absolut cel mai mare criteriu.

Sondele sunt poziționate în mod normal în 3 dimensiuni – X, Y și Z. Cu toate acestea, mașinile mai sofisticate pot permite, de asemenea, modificarea unghiului sondelor, permițând măsurarea în locuri pe care altfel nu le-ar putea atinge.Mesele rotative pot fi, de asemenea, folosite pentru a îmbunătăți capacitatea de abordare a diferitelor caracteristici.

CMM-urile sunt adesea realizate din granit și aluminiu și folosesc rulmenți de aer

Sonda este senzorul care determină unde se află suprafața piesei atunci când se face o măsurătoare.

Tipurile de sonde includ:

Mecanic
Optic
Laser
Lumină albă

Mașinile de măsurare a coordonatelor sunt utilizate în aproximativ trei moduri generale:

Departamentele de control al calității: iată că sunt de obicei ținute în camere curate cu climatizare controlată pentru a-și maximiza precizia.
Atelier: Aici CMM-urile se află printre mașinile CNC pentru a facilita efectuarea inspecțiilor ca parte a unei celule de producție cu deplasare minimă între CMM și mașina în care sunt prelucrate piesele.Acest lucru permite măsurătorilor să fie efectuate mai devreme și, potențial, mai des, ceea ce duce la economii, deoarece erorile sunt identificate mai devreme.
Portabil: CMM-urile portabile sunt ușor de mutat.Acestea pot fi folosite la un atelier sau chiar duse la un loc îndepărtat de unitatea de producție pentru a măsura piesele pe teren.

Cât de precise sunt aparatele CMM (precizia CMM)?

Precizia mașinilor de măsurare a coordonatelor variază.În general, vizează precizia micrometrică sau mai bună.Dar nu este atât de ușor.În primul rând, eroarea poate fi o funcție de dimensiune, astfel încât eroarea de măsurare a unui CMM poate fi specificată ca o formulă scurtă care include lungimea măsurării ca variabilă.

De exemplu, CMM-ul Hexagon Global Classic este listat ca un CMM universal accesibil și își specifică precizia ca:

1,0 + L/300um

Aceste măsurători sunt în microni și L este specificat în mm.Deci, să presupunem că încercăm să măsurăm lungimea unei caracteristici de 10 mm.Formula ar fi 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 sau 1,03 microni.

Un micron este o miime de mm, adică aproximativ 0,00003937 inci.Deci eroarea la măsurarea lungimii noastre de 10 mm este de 0,00103 mm sau 0,00004055 inci.Adică mai puțin de jumătate de jumătate de zecime – o eroare destul de mică!

Pe de altă parte, ar trebui să aibă o precizie de 10 ori mai mare decât încercăm să măsurăm.Deci, asta înseamnă că am putea avea încredere în această măsurătoare doar la 10x acea valoare, sau 0,00005 inci.Încă o eroare destul de mică.

Lucrurile devin și mai tulburi pentru măsurătorile CMM-ului de la atelier.Dacă CMM este găzduit într-un laborator de inspecție cu temperatură controlată, ajută foarte mult.Dar la magazin, temperaturile pot varia destul de mult.Există diferite moduri în care un CMM poate compensa variația de temperatură, dar niciuna nu este perfectă.

Producătorii CMM specifică adesea precizia pentru o bandă de temperatură și, conform standardului ISO 10360-2 pentru precizia CMM, o bandă tipică este 64-72F (18-22C).Este grozav, cu excepția cazului în care magazinul tău este 86F vara.Atunci nu aveți o specificație bună pentru eroare.

Unii producători vă vor oferi un set de trepte sau benzi de temperatură cu specificații de precizie diferite.Dar ce se întâmplă dacă vă aflați în mai mult de un interval pentru aceeași serie de piese în momente diferite ale zilei sau zile diferite ale săptămânii?

Începeți să creați un buget de incertitudine care să permită cele mai grave cazuri.Dacă acele cazuri cele mai grave duc la toleranțe inacceptabile pentru piesele dvs., sunt necesare modificări suplimentare de proces:

Puteți limita utilizarea CMM la anumite momente ale zilei când temperaturile scad în intervale mai favorabile.
Puteți alege să prelucrați doar piese sau caracteristici cu toleranță mai mică în anumite momente ale zilei.
CMM-urile mai bune pot avea specificații mai bune pentru intervalele dvs. de temperatură.S-ar putea să merite, chiar dacă pot fi mult mai scumpe.

Desigur, aceste măsuri vor face ravagii în capacitatea dumneavoastră de a vă programa cu exactitate locurile de muncă.Dintr-o dată te gândești că un control mai bun al climei la nivelul magazinului ar putea fi o investiție utilă.

Puteți vedea cum toată chestia asta cu măsurarea devine destul de agitată.

Celălalt ingredient care merge mână în mână este modul în care sunt specificate toleranțele care trebuie verificate de CMM.Standardul de aur este Dimensionarea și toleranța geometrică (GD&T).Consultați cursul nostru introductiv despre GD&T pentru a afla mai multe.

Software CMM

CMM-urile rulează diverse tipuri de software.Standardul se numește DMIS, care înseamnă Dimensional Measurement Interface Standard.Deși nu este interfața software principală pentru fiecare producător de CMM, majoritatea o acceptă cel puțin.

Producătorii și-au creat propriile arome unice pentru a adăuga sarcini de măsurare care nu sunt acceptate de DMIS.

DMIS

După cum am menționat DMIS, este standardul, dar la fel ca codul g al CNC, există multe dialecte, inclusiv:

PC-DMIS: versiunea Hexagon
OpenDMIS
TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS este software-ul CMM de la Nikon.

Calypso

Calypso este un software CMM de la Zeiss.

Software CMM și CAD/CAM

Cum se leagă software-ul și programarea CMM cu software-ul CAD/CAM?

Există multe formate de fișiere CAD diferite, așa că verificați cu care software-ul dvs. CMM este compatibil.Integrarea supremă se numește Definiție bazată pe model (MBD).Cu MBD, modelul în sine poate fi folosit pentru a extrage dimensiuni pentru CMM.

MDB este destul de avansat, deci nu este încă folosit în majoritatea cazurilor.

Sonde, dispozitive și accesorii CMM

Sonde CMM

Sunt disponibile o varietate de tipuri și forme de sonde pentru a facilita multe aplicații diferite.

Corpuri CMM

Toate dispozitivele economisesc timp la încărcarea și descărcarea pieselor pe un CMM, la fel ca pe o mașină CNC.Puteți obține chiar și CMM-uri care au încărcătoare automate de paleți pentru a maximiza debitul.