Ամբողջական CMM մեքենայի և չափման ուղեցույց

Ի՞նչ է CMM մեքենան։

Պատկերացրեք CNC ոճի մեքենա, որը կարող է կատարել չափազանց ճշգրիտ չափումներ բարձր ավտոմատացված եղանակով: Ահա թե ինչ են անում CMM մեքենաները:

CMM-ը նշանակում է «կոորդինատների չափման մեքենա»։ Դրանք, թերևս, լավագույն եռաչափ չափման սարքերն են՝ իրենց ընդհանուր ճկունության, ճշգրտության և արագության համադրության առումով։

Կոորդինատների չափման մեքենաների կիրառությունները

Կոորդինատների չափման մեքենաները արժեքավոր են ցանկացած ժամանակ, երբ անհրաժեշտ է ճշգրիտ չափումներ կատարել: Եվ որքան բարդ կամ բազմաթիվ են չափումները, այնքան ավելի առավելություն ունի CMM-ի օգտագործումը:

Սովորաբար CMM-ները օգտագործվում են ստուգման և որակի վերահսկման համար: Այսինքն՝ դրանք օգտագործվում են ստուգելու համար, որ մասը համապատասխանում է նախագծողի պահանջներին և տեխնիկական բնութագրերին:

Դրանք կարող են նաև օգտագործվել՝հակադարձ ինժեներառկա մասերը՝ կատարելով դրանց առանձնահատկությունների ճշգրիտ չափումներ։

Ո՞վ է հորինել CMM մեքենաները։

Առաջին CMM մեքենաները մշակվել են Շոտլանդիայի Ferranti ընկերության կողմից 1950-ական թվականներին: Դրանք անհրաժեշտ էին ավիատիեզերական և պաշտպանական արդյունաբերություններում մասերի ճշգրիտ չափման համար: Առաջին մեքենաներն ունեին շարժման միայն 2 առանցք: 3 առանցքային մեքենաները ներկայացվել են 1960-ական թվականներին Իտալիայի DEA-ի կողմից: Համակարգչային կառավարումը ի հայտ է եկել 1970-ականների սկզբին և ներկայացվել է ԱՄՆ-ի Շեֆիլդ քաղաքում:

CMM մեքենաների տեսակները

Կոորդինատների չափման մեքենաների հինգ տեսակ կա.

• Կամրջի տեսակ՝ CMM. Այս դիզայնում, որն ամենատարածվածն է, CMM գլխիկը տեղադրված է կամրջի վրա: Կամրջի մի կողմը տեղադրված է մահճակալի վրա գտնվող ռելսի վրա, իսկ մյուսը հենվում է մահճակալի վրա գտնվող օդային բարձիկի կամ այլ մեթոդի վրա՝ առանց ուղղորդող ռելսի:
• Կոնսոլային CMM: Կոնսոլը կամուրջը պահում է միայն մեկ կողմից:
• Գանտրի CMM. Գանտրին երկու կողմերում օգտագործում է ուղեցույց ռելս, ինչպես CNC խառատահաստոցը: Սրանք սովորաբար ամենամեծ CMM-ներն են, ուստի դրանք լրացուցիչ հենարանի կարիք ունեն:
• Հորիզոնական թևի CMM. Պատկերացրեք կոնսոլ, բայց ամբողջ կամուրջը շարժվում է մեկ թևի երկայնքով վեր ու վար, այլ ոչ թե իր առանցքի շուրջ: Սրանք ամենաքիչ ճշգրիտ CMM-ներն են, բայց դրանք կարող են չափել մեծ, բարակ մասեր, ինչպիսիք են ավտոմեքենայի թափքերը:
• Փոխադրելի թևերի տեսակ՝ CMM. Այս մեքենաներն օգտագործում են միացված թևեր և սովորաբար տեղադրվում են ձեռքով: XYZ-ը անմիջապես չափելու փոխարեն, դրանք հաշվարկում են կոորդինատները յուրաքանչյուր միացման պտտման դիրքից և միացումների միջև հայտնի երկարությունից:

Յուրաքանչյուրն ունի առավելություններ և թերություններ՝ կախված կատարվելիք չափումների տեսակներից: Այս տեսակները վերաբերում են մեքենայի կառուցվածքին, որն օգտագործվում է դրա դիրքորոշման համար:զոնդչափվող մասի համեմատ։

Ահա մի հարմար աղյուսակ, որը կօգնի հասկանալ առավելություններն ու թերությունները.

Զոնդերը սովորաբար տեղադրվում են եռաչափ՝ X, Y և Z չափսերով։ Այնուամենայնիվ, ավելի բարդ սարքերը կարող են նաև թույլ տալ փոխել զոնդերի անկյունը՝ թույլ տալով չափումներ կատարել այն վայրերում, որտեղ զոնդը այլապես չէր կարողանա հասնել։ Պտտվող սեղանները կարող են նաև օգտագործվել տարբեր օբյեկտների մոտենալու հնարավորությունը բարելավելու համար։

CMM-ները հաճախ պատրաստվում են գրանիտից և ալյումինից, և դրանք օգտագործում են օդային կրողներ

Զոնդը սենսոր է, որը որոշում է մասի մակերեսի գտնվելու վայրը չափման ժամանակ։

Զոնդերի տեսակները ներառում են՝

• Մեխանիկական
• Օպտիկական
• Լազեր
• Սպիտակ լույս

Կոորդինատների չափման մեքենաները օգտագործվում են մոտավորապես երեք ընդհանուր եղանակով՝

• Որակի վերահսկման բաժիններ. դրանք սովորաբար պահվում են կլիմայով կարգավորվող մաքուր սենյակներում՝ ճշգրտությունը մեծացնելու համար։
• Արտադրամաս. Այստեղ CMM-ները տեղադրված են CNC մեքենաների շարքում՝ արտադրական խցի շրջանակներում ստուգումներ կատարելը հեշտացնելու համար՝ CMM-ի և մեքենայի միջև նվազագույն տեղաշարժով, որտեղ մասերը մշակվում են: Սա թույլ է տալիս չափումներ կատարել ավելի վաղ և հնարավոր է՝ ավելի հաճախ, ինչը հանգեցնում է խնայողությունների, քանի որ սխալները ավելի շուտ են հայտնաբերվում:
• Փոխադրելի. Փոխադրելի CMM-ները հեշտ են տեղափոխելու համար: Դրանք կարող են օգտագործվել արտադրամասում կամ նույնիսկ տարվել արտադրական օբյեկտից հեռու գտնվող տարածք՝ դաշտում մասերը չափելու համար:

Որքանո՞վ են ճշգրիտ CMM մեքենաները (CMM ճշգրտություն):

Կոորդինատների չափման մեքենաների ճշգրտությունը տարբեր է։ Ընդհանուր առմամբ, դրանք նպատակ ունեն միկրոմետրային ճշգրտության կամ ավելի բարձր մակարդակի։ Սակայն դա այդքան էլ հեշտ չէ։ Նախ, դրանց սխալը կարող է լինել չափի ֆունկցիա, ուստի CMM-ի չափման սխալը կարող է նշվել որպես կարճ բանաձև, որը ներառում է չափման տևողությունը որպես փոփոխական։

Օրինակ, Hexagon-ի Global Classic CMM-ը դասվում է մատչելի ունիվերսալ CMM-ների շարքին և նշում է դրա ճշգրտությունը հետևյալ կերպ.

1.0 + լ/300 մկմ

Այդ չափումները միկրոններով են, իսկ L-ը՝ մմ-ով։ Ենթադրենք, որ մենք փորձում ենք չափել 10 մմ-անոց տարրի երկարությունը։ Բանաձևը կլինի՝ 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 կամ 1.03 միկրոն։

Միկրոնը մմ-ի հազարերորդ մասն է, որը կազմում է մոտ 0.00003937 դյույմ: Այսպիսով, մեր 10 մմ երկարությունը չափելիս սխալը 0.00103 մմ է կամ 0.00004055 դյույմ: Դա կես տասնորդականից էլ պակաս է՝ բավականին փոքր սխալ:

Մյուս կողմից, ճշգրտությունը պետք է լինի մեր չափած արժեքի 10 անգամ մեծ։ Այսինքն՝ մենք կարող ենք վստահել այս չափմանը միայն այդ արժեքի 10 անգամ մեծության կամ 0.00005 դյույմի։ Այնուամենայնիվ, սխալը բավականին փոքր է։

Իրավիճակն ավելի մշուշոտ է դառնում արտադրամասի CMM չափումների դեպքում: Եթե CMM-ը տեղակայված է ջերմաստիճանի կարգավորմամբ ստուգման լաբորատորիայում, դա շատ կօգնի: Սակայն արտադրամասում ջերմաստիճանը կարող է բավականին շատ տարբեր լինել: Կան CMM-ի կողմից ջերմաստիճանի տատանումները փոխհատուցելու տարբեր եղանակներ, բայց ոչ մեկը կատարյալ չէ:

CMM արտադրողները հաճախ նշում են ջերմաստիճանային տիրույթի ճշգրտությունը, և CMM ճշգրտության ISO 10360-2 ստանդարտի համաձայն, տիպիկ տիրույթը 64-72F (18-22C) է: Դա հիանալի է, եթե ձեր արտադրամասի հատակում ամռանը 86F չէ: Այդ դեպքում դուք սխալի համար լավ տեխնիկական բնութագրեր չունեք:

Որոշ արտադրողներ ձեզ կտրամադրեն աստիճանների կամ ջերմաստիճանային գոտիների հավաքածու՝ տարբեր ճշգրտության չափանիշներով: Բայց ի՞նչ կլինի, եթե օրվա տարբեր ժամերին կամ շաբաթվա տարբեր օրերին նույն շարքի մասերի համար գտնվում եք մեկից ավելի տիրույթում:

Սկսվում է անորոշության բյուջե ստեղծել, որը հաշվի է առնում վատագույն դեպքերը: Եթե այդ վատագույն դեպքերը հանգեցնում են ձեր մասերի համար անընդունելի հանդուրժողականությունների, անհրաժեշտ են հետագա գործընթացային փոփոխություններ.

• Դուք կարող եք սահմանափակել CMM-ի օգտագործումը օրվա որոշակի ժամերին, երբ ջերմաստիճանը իջնում ​​է ավելի բարենպաստ միջակայքերում։
• Դուք կարող եք ընտրել օրվա որոշակի ժամերին մեքենայով մշակել միայն ցածր հանդուրժողականության մասերը կամ առանձնահատկությունները:
• Ավելի լավ CMM-ները կարող են ավելի լավ տեխնիկական բնութագրեր ունենալ ձեր ջերմաստիճանային տիրույթների համար։ Դրանք կարող են արժենալ, չնայած կարող են շատ ավելի թանկ լինել։

Իհարկե, այս միջոցառումները կխաթարեն ձեր աշխատանքները ճշգրիտ ժամանակացույց կազմելու ձեր կարողությունը։ Հանկարծ դուք մտածում եք, որ արտադրամասում կլիմայի ավելի լավ կառավարումը կարող է արժեքավոր ներդրում լինել։

Կարող եք տեսնել, թե ինչպես է չափման այս ամբողջ բանը բավականին բարդ դառնում։

Մյուս կարևոր բաղադրիչը CMM-ի կողմից ստուգվող հանդուրժողականությունների սահմանման եղանակն է: Ոսկե ստանդարտը երկրաչափական չափսերի և հանդուրժողականությունների որոշումն է (GD&T): Ավելին իմանալու համար ծանոթացեք մեր GD&T-ի վերաբերյալ ներածական դասընթացին:

CMM ծրագրակազմ

CMM-ները գործարկում են տարբեր տեսակի ծրագրային ապահովում: Ստանդարտը կոչվում է DMIS, որը նշանակում է Dimensional Measurement Interface Standard: Չնայած այն բոլոր CMM արտադրողների համար հիմնական ծրագրային ինտերֆեյսը չէ, նրանց մեծ մասը, գոնե, աջակցում է այն:

Արտադրողները ստեղծել են իրենց սեփական եզակի համերը՝ DMIS-ի կողմից չաջակցվող չափման առաջադրանքներ ավելացնելու համար։

DMIS

Ինչպես նշվեց, DMIS-ը ստանդարտն է, բայց ինչպես CNC-ի g-կոդը, կան բազմաթիվ բարբառներ, ներառյալ՝

• PC-DMIS: Hexagon-ի տարբերակը
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

ՄԿՈՍՄՈՍ

MCOSTMOS-ը Nikon-ի CMM ծրագիրն է։

Կալիպսո

Calypso-ն Zeiss-ի CMM ծրագիր է։

CMM և CAD/CAM ծրագրային ապահովում

Ինչպե՞ս է CMM ծրագրային ապահովումը և ծրագրավորումը կապված CAD/CAM ծրագրային ապահովման հետ։

Կան բազմաթիվ տարբեր CAD ֆայլերի ձևաչափեր, ուստի ստուգեք, թե ձեր CMM ծրագիրը որո՞նց հետ է համատեղելի: Վերջնական ինտեգրումը կոչվում է մոդելի վրա հիմնված սահմանում (MBD): MBD-ի միջոցով մոդելն ինքնին կարող է օգտագործվել CMM-ի համար չափեր արդյունահանելու համար:

MDB-ն բավականին առաջատար է, ուստի այն դեռևս չի օգտագործվում դեպքերի մեծ մասում։

CMM զոնդեր, հարմարանքներ և պարագաներ

CMM զոնդեր

Հասանելի են զոնդերի բազմազան տեսակներ և ձևեր՝ բազմաթիվ տարբեր կիրառություններ հեշտացնելու համար։

CMM Fixtures

Հարմարանքները խնայում են ժամանակ CMM-ի վրա մասերը բեռնելիս և բեռնաթափելիս, ինչպես CNC մեքենայի վրա: Դուք կարող եք նույնիսկ ձեռք բերել CMM-ներ, որոնք ունեն ավտոմատ պալետային բեռնիչներ՝ արտադրողականությունը մեծացնելու համար:

CMM մեքենայի գինը

Նոր կոորդինատային չափման մեքենաների գինը սկսվում է 20,000-ից 30,000 դոլարի սահմաններում և հասնում է մինչև 1 միլիոն դոլարից ավելիի։

CMM-ին առնչվող աշխատանքներ մեքենայական արհեստանոցում

CMM մենեջեր

CMM ծրագրավորող

CMM օպերատոր