Novinky - Kompletný sprievodca CMM strojom a meraním

Čo je to CMM stroj?

Predstavte si stroj v štýle CNC, ktorý je schopný vykonávať extrémne presné merania vysoko automatizovaným spôsobom.To je to, čo CMM stroje robia!

CMM je skratka pre „Coordinate Measuring Machine“.Sú to možno najlepšie 3D meracie zariadenia z hľadiska ich kombinácie celkovej flexibility, presnosti a rýchlosti.

Aplikácie súradnicových meracích strojov

Súradnicové meracie stroje sú cenné vždy, keď je potrebné vykonať presné merania.A čím sú merania zložitejšie alebo početnejšie, tým je použitie CMM výhodnejšie.

Typicky sa CMM používajú na kontrolu a kontrolu kvality.To znamená, že sa používajú na overenie, či dielec spĺňa požiadavky a špecifikácie dizajnéra.

Môžu byť tiež zvyknutíreverzný inžinierexistujúce diely presným meraním ich vlastností.

Kto vynašiel CMM stroje?

Prvé CMM stroje vyvinula spoločnosť Ferranti Company of Scotland v 50. rokoch 20. storočia.Boli potrebné na presné meranie dielov v leteckom a obrannom priemysle.Úplne prvé stroje mali len 2 osi pohybu.3-osové stroje boli predstavené v 60. rokoch 20. storočia talianskou spoločnosťou DEA.Počítačové ovládanie prišlo na začiatku 70-tych rokov a zaviedlo ho Sheffield z USA.

Typy CMM strojov

Existuje päť typov súradnicových meracích strojov:

Most typu CMM: V tomto najbežnejšom prevedení jazdí hlava CMM na moste.Jedna strana mosta jazdí na koľajnici na posteli a druhá je podopretá vzduchovým vankúšom alebo iným spôsobom na posteli bez vodiacej koľajnice.
Konzolový CMM: Konzola podopiera most len na jednej strane.
Portál CMM: Portál používa vodiacu koľajnicu na oboch stranách, ako CNC router.Toto sú zvyčajne najväčšie CMM, takže potrebujú ďalšiu podporu.
Horizontálne rameno CMM: Predstavte si konzolu, ale s celým mostom pohybujúcim sa hore a dole po jednom ramene, a nie na svojej vlastnej osi.Toto sú najmenej presné CMM, ale dokážu merať veľké tenké komponenty, ako sú karosérie automobilov.
Typ prenosného ramena CMM: Tieto stroje používajú kĺbové ramená a sú zvyčajne manuálne polohované.Namiesto priameho merania XYZ vypočítavajú súradnice z rotačnej polohy každého spoja a známej dĺžky medzi spojmi.

Každý z nich má výhody a nevýhody v závislosti od typu meraní, ktoré sa majú vykonať.Tieto typy sa vzťahujú na štruktúru stroja, ktorá sa používa na jeho umiestneniesondavzhľadom na meranú časť.

Tu je praktická tabuľka, ktorá vám pomôže pochopiť výhody a nevýhody:

Typ CMM	Presnosť	Flexibilita	Najlepšie sa používa na meranie
Most	Vysoká	Stredná	Stredne veľké komponenty vyžadujúce vysokú presnosť
Konzolový	Najvyššie	Nízka	Menšie komponenty vyžadujúce veľmi vysokú presnosť
Horizontálne rameno	Nízka	Vysoká	Veľké komponenty vyžadujúce nízku presnosť
Portál	Vysoká	Stredná	Veľké komponenty vyžadujúce vysokú presnosť
Prenosný typ ramena	Najnižšia	Najvyššie	Keď je prenosnosť absolútne najväčším kritériom.

Sondy sú bežne umiestnené v 3 rozmeroch – X, Y a Z. Avšak sofistikovanejšie stroje môžu tiež umožniť zmenu uhla sond, čo umožňuje meranie na miestach, kam by sa sonda inak nedostala.Otočné stoly môžu byť tiež použité na zlepšenie prístupnosti rôznych funkcií.

CMM sú často vyrobené zo žuly a hliníka a používajú vzduchové ložiská

Sonda je senzor, ktorý pri meraní určuje, kde sa nachádza povrch dielu.

Typy sond zahŕňajú:

Mechanický
Optické
Laser
Biele svetlo

Súradnicové meracie stroje sa používajú zhruba tromi všeobecnými spôsobmi:

Oddelenia kontroly kvality: Tu sú zvyčajne uchovávané v klimatizovaných čistých priestoroch, aby sa maximalizovala ich presnosť.
Podlaha dielne: Tu sú CMM nižšie medzi CNC strojmi, aby sa uľahčilo vykonávanie kontrol ako súčasť výrobnej bunky s minimálnym pohybom medzi CMM a strojom, kde sa obrábajú diely.To umožňuje vykonávať merania skôr a potenciálne častejšie, čo vedie k úsporám, pretože chyby sú identifikované skôr.
Prenosné: Prenosné CMM sa ľahko presúvajú.Môžu byť použité na predajni alebo dokonca odvezené na miesto vzdialené od výrobného zariadenia na meranie dielov v teréne.

Aké presné sú stroje CMM (Presnosť CMM)?

Presnosť súradnicových meracích strojov sa líši.Vo všeobecnosti sa zameriavajú na presnosť mikrometrov alebo lepšiu.Ale nie je to také jednoduché.Po prvé, chyba môže byť funkciou veľkosti, takže chyba merania CMM môže byť špecifikovaná ako krátky vzorec, ktorý zahŕňa dĺžku merania ako premennú.

Napríklad Global Classic CMM spoločnosti Hexagon je uvedený ako cenovo dostupný viacúčelový CMM a špecifikuje jeho presnosť ako:

1,0 + L/300 um

Tieto merania sú v mikrónoch a L je špecifikované v mm.Povedzme teda, že sa snažíme zmerať dĺžku 10 mm prvku.Vzorec by bol 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 alebo 1,03 mikrónu.

Mikron je tisícina mm, čo je približne 0,00003937 palca.Takže chyba pri meraní našej dĺžky 10 mm je 0,00103 mm alebo 0,00004055 palca.To je menej ako pol desatiny – dosť malá chyba!

Na druhej strane by sme mali mať presnosť 10-násobku toho, čo sa snažíme merať.To znamená, že tomuto meraniu môžeme dôverovať iba 10-násobku tejto hodnoty alebo 0,00005 palca.Stále dosť malá chyba.

Pri meraní CMM v dielni sú veci ešte temnejšie.Ak je CMM umiestnený v inšpekčnom laboratóriu s kontrolovanou teplotou, veľmi to pomáha.Ale na predajni sa teploty môžu značne líšiť.Existujú rôzne spôsoby, ako môže CMM kompenzovať zmeny teploty, ale žiadny z nich nie je dokonalý.

Výrobcovia CMM často špecifikujú presnosť pre teplotné pásmo a podľa normy ISO 10360-2 pre presnosť CMM je typické pásmo 64-72F (18-22C).To je skvelé, pokiaľ vaša predajná podlaha nemá v lete 86 F.Potom nemáte dobrú špecifikáciu chyby.

Niektorí výrobcovia vám poskytnú súpravu schodíkov alebo teplotných pásiem s rôznymi špecifikáciami presnosti.Čo sa však stane, ak sa nachádzate vo viac ako jednom rozsahu pre rovnakú sériu dielov v rôznych časoch dňa alebo v rôznych dňoch v týždni?

Človek začne musieť vytvoriť rozpočet na neistotu, ktorý počíta s najhoršími prípadmi.Ak tieto najhoršie prípady vedú k neprijateľným toleranciám pre vaše diely, sú potrebné ďalšie zmeny procesu:

Používanie CMM môžete obmedziť na určité denné časy, keď teploty spadajú do priaznivejších rozsahov.
Môžete sa rozhodnúť obrábať iba časti alebo prvky s nižšou toleranciou v určitých časoch dňa.
Lepšie CMM môžu mať lepšie špecifikácie pre vaše teplotné rozsahy.Môžu stáť za to, aj keď môžu byť oveľa drahšie.

Samozrejme, tieto opatrenia spôsobia zmätok vo vašej schopnosti presne naplánovať svoje úlohy.Zrazu si myslíte, že lepšie ovládanie klimatizácie v predajni by sa mohla oplatiť.

Môžete vidieť, ako sa celá táto vec s meraním stáva dosť prekliatou.

Ďalšou zložkou, ktorá ide ruka v ruke, je špecifikácia tolerancií, ktoré má CMM kontrolovať.Zlatým štandardom je geometrické kótovanie a tolerancia (GD&T).Pozrite si náš úvodný kurz o GD&T a dozviete sa viac.

CMM softvér

CMM prevádzkuje rôzne druhy softvéru.Štandard sa nazýva DMIS, čo je skratka pre Dimensional Measurement Interface Standard.Aj keď to nie je hlavné softvérové rozhranie pre každého výrobcu CMM, väčšina z nich ho aspoň podporuje.

Výrobcovia vytvorili svoje vlastné jedinečné príchute, aby pridali úlohy merania, ktoré nepodporuje DMIS.

DMIS

Ako už bolo spomenuté, DMIS je štandard, ale podobne ako CNC kód g, existuje veľa dialektov vrátane:

PC-DMIS: Hexagonova verzia
OpenDMIS
TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS je softvér CMM od spoločnosti Nikon.

Calypso

Calypso je softvér CMM od spoločnosti Zeiss.

CMM a CAD/CAM softvér

Ako súvisí softvér a programovanie CMM so softvérom CAD/CAM?

Existuje mnoho rôznych formátov súborov CAD, takže skontrolujte, s ktorými je váš softvér CMM kompatibilný.Konečná integrácia sa nazýva Model Based Definition (MBD).Pomocou MBD možno na extrakciu rozmerov pre CMM použiť samotný model.

MDB je celkom nábehová hrana, takže sa vo väčšine prípadov ešte nepoužíva.

CMM sondy, príslušenstvo a príslušenstvo

CMM sondy

K dispozícii sú rôzne typy a tvary sond na uľahčenie mnohých rôznych aplikácií.

Súčiastky CMM

Všetky prípravky šetria čas pri nakladaní a vykladaní dielov na CMM, rovnako ako na CNC stroji.Môžete dokonca získať CMM, ktoré majú automatické nakladače paliet na maximalizáciu priepustnosti.