Kompletan CMM stroj i vodič za mjerenje

Što je CMM stroj?

Zamislite stroj u stilu CNC-a sposoban za iznimno precizna mjerenja na visoko automatiziran način.To je ono što CMM strojevi rade!

CMM je kratica za "koordinatni mjerni stroj".Oni su možda ultimativni 3D mjerni uređaji u smislu njihove kombinacije sveukupne fleksibilnosti, točnosti i brzine.

Primjena koordinatnih mjernih strojeva

Strojevi za koordinatno mjerenje dragocjeni su svaki put kada je potrebno izvršiti točna mjerenja.A što su mjerenja složenija ili brojnija, to je korisnije koristiti CMM.

CMM se obično koriste za inspekciju i kontrolu kvalitete.To jest, koriste se za provjeru ispunjava li dio zahtjeve i specifikacije dizajnera.

Također se mogu koristitiobrnuti inženjeringpostojeće dijelove točnim mjerenjem njihovih značajki.

Tko je izumio CMM strojeve?

Prve CMM strojeve razvila je tvrtka Ferranti iz Škotske 1950-ih.Bili su potrebni za precizno mjerenje dijelova u zrakoplovnoj i obrambenoj industriji.Prvi strojevi imali su samo 2 osi gibanja.Strojevi s 3 osi uvedeni su 1960-ih od strane DEA iz Italije.Računalno upravljanje pojavilo se ranih 1970-ih, a uveo ga je Sheffield iz SAD-a.

Vrste CMM strojeva

Postoji pet vrsta koordinatnih mjernih strojeva:

• CMM tipa mosta: U ovom dizajnu, najčešćem, CMM glava se nalazi na mostu.Jedna strana mosta vozi se na tračnici na krevetu, a druga se oslanja na zračni jastuk ili na neki drugi način na krevetu bez vodilice.
• Konzola CMM: Konzola podupire most samo s jedne strane.
• Gantry CMM: Gantry koristi vodilicu s obje strane, poput CNC usmjerivača.To su obično najveći CMM-ovi, pa im je potrebna dodatna podrška.
• Horizontalni krak CMM: Zamislite konzolu, ali s cijelim mostom koji se pomiče gore-dolje po jednom kraku, a ne na vlastitoj osi.Ovo su najmanje precizni CMM-ovi, ali mogu mjeriti velike tanke komponente kao što su karoserije automobila.
• CMM s prijenosnom rukom: Ovi strojevi koriste zglobne ruke i obično se ručno postavljaju.Umjesto izravnog mjerenja XYZ, oni izračunavaju koordinate iz rotacijske pozicije svakog zgloba i poznate duljine između zglobova.

Svaki od njih ima prednosti i nedostatke ovisno o vrsti mjerenja koja treba napraviti.Ove se vrste odnose na strukturu stroja koja se koristi za njegovo postavljanjesondau odnosu na dio koji se mjeri.

Evo praktične tablice koja će vam pomoći razumjeti prednosti i nedostatke:

Sonde se obično postavljaju u 3 dimenzije – X, Y i Z. Međutim, sofisticiraniji strojevi također mogu dopustiti promjenu kuta sondi omogućujući mjerenje na mjestima koja sonda inače ne bi mogla dosegnuti.Rotirajući stolovi također se mogu koristiti za poboljšanje mogućnosti pristupa različitim značajkama.

CMM se često izrađuju od granita i aluminija i koriste zračne ležajeve

Sonda je senzor koji određuje gdje se nalazi površina dijela kada se vrši mjerenje.

Vrste sondi uključuju:

• Mehanički
• Optički
• Laser
• Bijelo svjetlo

Strojevi za koordinatno mjerenje koriste se otprilike na tri opća načina:

• Odjeli za kontrolu kvalitete: ovdje se obično drže u čistim prostorijama s kontroliranom klimom kako bi se povećala njihova preciznost.
• Prodavnica: Ovdje su CMM-ovi dolje među CNC strojevima kako bi se olakšalo obavljanje inspekcija kao dio proizvodne ćelije s minimalnim putovanjem između CMM-a i stroja na kojem se dijelovi obrađuju.To omogućuje mjerenja ranije i potencijalno češće što dovodi do ušteda jer se pogreške prije identificiraju.
• Prijenosni: prijenosne CMM-ove lako je premještati.Mogu se koristiti u trgovini ili čak odnijeti na mjesto udaljeno od proizvodnog pogona za mjerenje dijelova na terenu.

Koliko su precizni CMM strojevi (točnost CMM)?

Točnost strojeva za mjerenje koordinata varira.Općenito, oni ciljaju na mikrometarsku preciznost ili bolju.Ali nije to tako lako.Kao prvo, pogreška može biti funkcija veličine, tako da se pogreška mjerenja CMM-a može odrediti kao kratka formula koja uključuje duljinu mjerenja kao varijablu.

Na primjer, Hexagon Global Classic CMM je naveden kao pristupačan višenamjenski CMM, a svoju točnost navodi kao:

1,0 + L/300um

Te su mjere u mikronima, a L je naveden u mm.Dakle, recimo da pokušavamo izmjeriti duljinu elementa od 10 mm.Formula bi bila 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 ili 1,03 mikrona.

Mikron je tisućinka mm, što je oko 0,00003937 inča.Dakle, pogreška pri mjerenju naše duljine od 10 mm iznosi 0,00103 mm ili 0,00004055 inča.To je manje od pola i pola desetine—prilično mala pogreška!

S druge strane, treba imati točnost 10 puta veću od one koju pokušavamo izmjeriti.Dakle, to znači da ovom mjerenju možemo vjerovati samo 10x toj vrijednosti, ili 0,00005 inča.Još uvijek prilično mala greška.

Stvari postaju još mutnije za CMM mjerenja u tvornici.Ako je CMM smješten u inspekcijskom laboratoriju s kontroliranom temperaturom, to puno pomaže.Ali u trgovini temperature mogu dosta varirati.Postoje različiti načini na koje CMM može kompenzirati temperaturne varijacije, ali nijedan nije savršen.

Proizvođači CMM-a često navode točnost za temperaturni raspon, a prema standardu ISO 10360-2 za točnost CMM-a, tipični raspon je 64-72F (18-22C).To je sjajno, osim ako je vaša trgovina ljeti 86F.Onda nemate dobru specifikaciju za grešku.

Neki proizvođači će vam dati set stepenica ili temperaturnih pojaseva s različitim specifikacijama točnosti.Ali što se događa ako ste u više od jednog raspona za istu seriju dijelova u različito doba dana ili različite dane u tjednu?

Počinje se morati stvarati proračun nesigurnosti koji dopušta najgore slučajeve.Ako ti najgori slučajevi rezultiraju neprihvatljivim tolerancijama za vaše dijelove, potrebne su daljnje promjene procesa:

• Možete ograničiti upotrebu CMM-a na određena doba dana kada temperature padaju u povoljniji raspon.
• Možete odabrati samo obradu dijelova ili značajki niže tolerancije u određeno doba dana.
• Bolji CMM mogu imati bolje specifikacije za vaše temperaturne raspone.Možda se isplati iako mogu biti puno skuplji.

Naravno, ove mjere će uništiti vašu sposobnost da točno rasporedite svoje poslove.Odjednom pomislite da bi bolja kontrola klime u trgovini mogla biti vrijedna investicija.

Možete vidjeti kako cijela stvar s mjerenjem postaje prokleto nemirna.

Drugi sastojak koji ide ruku pod ruku je kako su određene tolerancije koje treba provjeriti CMM.Zlatni standard je geometrijsko dimenzioniranje i tolerancija (GD&T).Pogledajte naš uvodni tečaj o GD&T da biste saznali više.

CMM softver

CMM pokreću razne vrste softvera.Standard se zove DMIS, što je kratica za Dimensional Measurement Interface Standard.Iako to nije glavno softversko sučelje za svakog proizvođača CMM-a, većina ga barem podržava.

Proizvođači su stvorili vlastite jedinstvene okuse kako bi dodali zadatke mjerenja koje DMIS ne podržava.

DMIS

Kao što je spomenuto, DMIS je standard, ali poput CNC-ovog g-koda, postoje mnogi dijalekti uključujući:

• PC-DMIS: Hexagonova verzija
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS je Nikonov CMM softver.

Kalipso

Calypso je CMM softver tvrtke Zeiss.

CMM i CAD/CAM softver

Kako su CMM softver i programiranje povezani s CAD/CAM softverom?

Postoji mnogo različitih CAD formata datoteka, stoga provjerite s kojim je kompatibilan vaš CMM softver.Konačna integracija naziva se Definicija temeljena na modelu (MBD).Uz MBD, sam model se može koristiti za izdvajanje dimenzija za CMM.

MDB je prilično napredan, tako da se još ne koristi u većini slučajeva.

CMM sonde, pribor i pribor

CMM sonde

Dostupni su različiti tipovi i oblici sondi koji olakšavaju mnoge različite primjene.

CMM uređaji

Učvršćenja štede vrijeme pri utovaru i istovaru dijelova na CMM, baš kao i na CNC stroju.Možete čak nabaviti CMM-ove koji imaju automatske utovarivače paleta kako biste povećali propusnost.

Cijena CMM stroja

Novi strojevi za mjerenje koordinata počinju u rasponu od 20.000 do 30.000 USD i idu do preko 1 milijun USD.

Poslovi vezani uz CMM u strojarnici

CMM upravitelj

CMM programer

CMM operater