Целосно упатство за CMM машина и мерење

Што е CMM машина?

Замислете машина во CNC стил способна да прави екстремно прецизни мерења на високо автоматизиран начин. Тоа е она што го прават CMM машините!

CMM е кратенка за „Машина за мерење координати“. Тие се можеби најдобрите 3D мерни уреди во однос на нивната комбинација од целокупна флексибилност, точност и брзина.

Примени на машини за мерење на координати

Машините за мерење координати се вредни секогаш кога треба да се направат точни мерења. И колку се посложени или побројни мерењата, толку е поповолно да се користи CMM.

Типично, CMM се користат за инспекција и контрола на квалитетот. Тоа е, тие се користат за да се потврди дека делот ги исполнува барањата и спецификациите на дизајнерот.

Тие исто така може да се користат заобратен инженерпостоечките делови со правење точни мерења на нивните карактеристики.

Кој ги измислил CMM машините?

Првите CMM машини беа развиени од компанијата Феранти од Шкотска во 1950-тите. Тие беа потребни за прецизно мерење на делови во воздухопловната и одбранбената индустрија. Првите машини имаа само 2 оски на движење. Машините со 3 оски беа воведени во 1960-тите од страна на DEA од Италија. Компјутерската контрола се појави во раните 1970-ти и беше воведена од Шефилд од САД.

Видови на CMM машини

Постојат пет вида машини за мерење на координати:

• Тип на мост CMM: Кај овој дизајн, најчестиот, главата на CMM се потпира на мост. Едната страна од мостот се потпира на шина на подлогата, а другата е потпрена на воздушна перница или друг метод на подлогата без водилка.
• Конзолна CMM: Конзолата го потпира мостот само од едната страна.
• Портален CMM: Порталниот дел користи водилка од двете страни, како CNC рутер. Ова се обично најголемите CMM, па затоа им е потребна дополнителна потпора.
• CMM со хоризонтална рака: Замислете конзола, но со целиот мост што се движи нагоре и надолу по едната рака, а не по својата оска. Ова се најмалку прецизните CMM, но можат да мерат големи тенки делови како што се каросерии на автомобили.
• Пренослив тип на рачка CMM: Овие машини користат споени рачки и обично се позиционираат рачно. Наместо директно да го мерат XYZ, тие ги пресметуваат координатите од ротационата положба на секој зглоб и познатата должина помеѓу зглобовите.

Секој од нив има предности и недостатоци во зависност од видовите мерења што треба да се направат. Овие видови се однесуваат на структурата на машината што се користи за нејзино позиционирање.сондаво однос на делот што се мери.

Еве една корисна табела за да ви помогне да ги разберете добрите и лошите страни:

Сондите обично се позиционираат во 3 димензии – X, Y и Z. Сепак, пософистицираните машини можат да дозволат и промена на аголот на сондите, дозволувајќи мерење на места што сондата инаку не би можела да ги достигне. Ротирачки маси може да се користат и за подобрување на пристапноста до различни карактеристики.

CMM често се направени од гранит и алуминиум, и користат воздушни лежишта.

Сондата е сензорот што одредува каде се наоѓа површината на делот кога се врши мерење.

Видовите сонди вклучуваат:

• Механички
• Оптички
• Ласер
• Бела светлина

Машините за мерење на координати се користат на приближно три општи начини:

• Оддели за контрола на квалитет: Тие обично се чуваат во климатизирано контролирани чисти простории за да се максимизира нивната прецизност.
• Под на работилница: Тука CMM се наоѓаат меѓу CNC машините за да се олесни вршењето на инспекции како дел од производствената ќелија со минимално патување помеѓу CMM и машината каде што се обработуваат деловите. Ова овозможува мерењата да се вршат порано и потенцијално почесто, што води до заштеди бидејќи грешките се идентификуваат порано.
• Преносливи: Преносните CMM уреди се лесни за движење. Може да се користат на погон или дури и да се носат на локација оддалечена од производствениот погон за мерење на делови на терен.

Колку се точни CMM машините (CMM точност)?

Точноста на машините за мерење координати варира. Општо земено, тие се стремат кон микрометарска прецизност или подобра. Но, тоа не е толку лесно. Од една страна, нивната грешка може да биде функција од големината, па затоа грешката во мерењето на CMM може да се специфицира како кратка формула што ја вклучува должината на мерењето како променлива.

На пример, Global Classic CMM на Hexagon е наведен како прифатлив CMM за сите намени и ја специфицира неговата точност како:

1,0 + л/300 μm

Тие мерења се во микрони, а L е специфициран во mm. Значи, да речеме дека се обидуваме да ја измериме должината на елемент од 10 mm. Формулата би била 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 или 1,03 микрони.

Микронот е илјадити дел од милиметар, што е околу 0,00003937 инчи. Значи, грешката при мерење на нашата должина од 10 mm е 0,00103 mm или 0,00004055 инчи. Тоа е помалку од половина десетина – прилично мала грешка!

Од друга страна, треба да имаме точност 10 пати поголема од она што се обидуваме да го измериме. Тоа значи дека ако можеме да веруваме на ова мерење само 10 пати поголема од таа вредност, или 0,00005 инчи, грешката сепак е прилично мала.

Работите стануваат уште потешки за мерењата на CMM на подот од фабриката. Ако CMM е сместен во лабораторија за инспекција со контролирана температура, тоа многу помага. Но, на подот од фабриката, температурите можат да варираат доста. Постојат различни начини на кои CMM може да компензира за варијациите на температурата, но ниеден не е совршен.

Производителите на CMM често ја специфицираат точноста за температурниот опсег, а според стандардот ISO 10360-2 за точност на CMM, типичниот опсег е 64-72F (18-22C). Тоа е одлично освен ако температурата на вашиот продавнички кат не е 86F во текот на летото. Тогаш немате добра спецификација за грешката.

Некои производители ќе ви дадат сет скалила или температурни опсези со различни спецификации за точност. Но, што се случува ако сте во повеќе од еден опсег за истата серија делови во различно време од денот или различни денови од неделата?

Почнува да се создава буџет на неизвесност што ги зема предвид најлошите случаи. Доколку тие најлоши случаи резултираат со неприфатливи толеранции за вашите делови, потребни се дополнителни промени во процесот:

• Можете да ја ограничите употребата на CMM на одредени периоди од денот кога температурите паѓаат во поповолни опсези.
• Може да изберете да обработувате делови или карактеристики со помала толеранција само во одредени периоди од денот.
• Подобрите CMM може да имаат подобри спецификации за вашите температурни опсези. Можеби вредат иако можат да бидат многу поскапи.

Секако, овие мерки ќе предизвикаат хаос во вашата способност прецизно да ги распоредите вашите работни места. Одеднаш помислувате дека подобрата контрола на климата на работен кат може да биде исплатлива инвестиција.

Можете да видите како целата работа со мерењето станува доста комплицирана.

Другата состојка што оди рака под рака е начинот на кој се специфицираат толеранциите што треба да ги провери CMM. Златниот стандард е геометриско димензионирање и толеранција (GD&T). Погледнете го нашиот воведен курс за GD&T за да дознаете повеќе.

CMM софтвер

CMM користат различни видови софтвер. Стандардот се нарекува DMIS, што е скратеница од Dimensional Measurement Interface Standard. Иако не е главен софтверски интерфејс за секој производител на CMM, повеќето од нив барем го поддржуваат.

Производителите создадоа свои уникатни вкусови за да додадат задачи за мерење што не се поддржани од DMIS.

DMIS

Како што споменавме, DMIS е стандардот, но како и G-кодот на CNC, постојат многу дијалекти, вклучувајќи:

• PC-DMIS: Верзија на Hexagon
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Перцептрон

МКОСМОС

MCOSTMOS е CMM софтверот на Nikon.

Калипсо

Calypso е CMM софтвер од Zeiss.

CMM и CAD/CAM софтвер

Како CMM софтверот и програмирањето се поврзани со CAD/CAM софтверот?

Постојат многу различни CAD формати на датотеки, затоа проверете со кои од нив е компатибилен вашиот CMM софтвер. Крајната интеграција се нарекува дефиниција базирана на модел (MBD). Со MBD, самиот модел може да се користи за извлекување димензии за CMM.

MDB е прилично водечка технологија, па затоа сè уште не се користи во повеќето случаи.

CMM сонди, тела и додатоци

CMM сонди

Достапни се различни видови и форми на сонди за да се олеснат многу различни апликации.

CMM распореди

Сите светилки заштедуваат време при товарење и истовар на делови на CMM, исто како на CNC машина. Можете дури и да набавите CMM кои имаат автоматски полначи на палети за да го максимизирате протокот.

Цена на CMM машина

Новите машини за мерење координати почнуваат од 20.000 до 30.000 долари и достигнуваат до над 1 милион долари.

CMM-поврзани работни места во машинска работилница

CMM менаџер

CMM програмер

CMM оператор