اخبار - راهنمای کامل ماشین آلات و اندازه گیری CMM

ماشین CMM چیست؟

ماشینی به سبک CNC را تصور کنید که قادر است اندازه گیری های بسیار دقیق را به روشی بسیار خودکار انجام دهد.این کاری است که ماشین های CMM انجام می دهند!

CMM مخفف "ماشین اندازه گیری مختصات" است.آنها شاید از نظر ترکیبی از انعطاف پذیری، دقت و سرعت، دستگاه های اندازه گیری سه بعدی نهایی باشند.

کاربردهای ماشین های اندازه گیری مختصات

ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات در هر زمانی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق باشد، ارزشمند هستند.و هرچه اندازه‌گیری‌ها پیچیده‌تر یا متعددتر باشد، استفاده از CMM سودمندتر است.

معمولاً CMM برای بازرسی و کنترل کیفیت استفاده می شود.به این معنا که از آنها برای تأیید اینکه قطعه با الزامات و مشخصات طراح مطابقت دارد استفاده می شود.

آنها همچنین ممکن است استفاده شوندمهندسی معکوسقطعات موجود با اندازه گیری دقیق ویژگی های آنها.

چه کسی ماشین های CMM را اختراع کرد؟

اولین ماشین های CMM توسط شرکت Ferranti اسکاتلند در دهه 1950 ساخته شد.آنها برای اندازه گیری دقیق قطعات در صنایع هوافضا و دفاعی مورد نیاز بودند.اولین ماشین ها فقط 2 محور حرکت داشتند.ماشین های 3 محور در دهه 1960 توسط DEA ایتالیا معرفی شدند.کنترل کامپیوتری در اوایل دهه 1970 به وجود آمد و توسط شفیلد ایالات متحده آمریکا معرفی شد.

انواع ماشین های CMM

پنج نوع دستگاه اندازه گیری مختصات وجود دارد:

CMM نوع پل: در این طرح، متداول ترین، سر CMM بر روی پل سوار می شود.یک طرف پل بر روی یک ریل روی تخت سوار می شود و طرف دیگر روی یک بالشتک هوا یا روش دیگری روی تخت بدون ریل راهنما پشتیبانی می شود.
Cantilever CMM: کنسول تنها از یک طرف پل را پشتیبانی می کند.
گانتری CMM: گانتری مانند یک روتر CNC از یک ریل راهنما در دو طرف استفاده می کند.اینها معمولاً بزرگترین CMMها هستند، بنابراین به پشتیبانی اضافی نیاز دارند.
CMM بازوی افقی: یک کنسول را تصور کنید، اما کل پل به جای اینکه روی محور خودش بالا و پایین شود، روی یک بازو حرکت می کند.اینها کم دقت ترین CMM ها هستند، اما می توانند اجزای نازک بزرگی مانند بدنه های خودکار را اندازه گیری کنند.
CMM نوع بازوی قابل حمل: این ماشین ها از بازوهای مفصلی استفاده می کنند و معمولاً به صورت دستی قرار می گیرند.آنها به جای اندازه گیری مستقیم XYZ، مختصات را از موقعیت چرخشی هر مفصل و طول شناخته شده بین اتصالات محاسبه می کنند.

هر کدام بسته به نوع اندازه گیری هایی که باید انجام شود، مزایا و معایبی دارند.این انواع به ساختار ماشینی اشاره دارد که برای قرار دادن آن استفاده می شودپویشگرنسبت به قطعه مورد اندازه گیری

در اینجا یک جدول مفید برای کمک به درک مزایا و معایب آورده شده است:

نوع CMM	دقت	انعطاف پذیری	بهترین استفاده برای اندازه گیری
پل	بالا	متوسط	قطعات با اندازه متوسط که به دقت بالایی نیاز دارند
کنسول	بالاترین	کم	اجزای کوچکتر که به دقت بسیار بالایی نیاز دارند
بازوی افقی	کم	بالا	اجزای بزرگ که به دقت کم نیاز دارند
دروازه ای	بالا	متوسط	اجزای بزرگ که به دقت بالایی نیاز دارند
نوع بازوی قابل حمل	پایین ترین	بالاترین	وقتی قابل حمل بودن مطلقاً بزرگترین معیار است.

پروب‌ها معمولاً در 3 بعد X، Y و Z قرار می‌گیرند. با این حال، ماشین‌های پیشرفته‌تر همچنین می‌توانند اجازه دهند زاویه پروب‌ها تغییر کند و امکان اندازه‌گیری در مکان‌هایی را فراهم کند که در غیر این صورت کاوشگر نمی‌توانست به آن برسد.میزهای چرخشی نیز ممکن است برای بهبود قابلیت رویکرد ویژگی های مختلف استفاده شوند.

CMM ها اغلب از گرانیت و آلومینیوم ساخته می شوند و از بلبرینگ های هوا استفاده می کنند

کاوشگر سنسوری است که در هنگام اندازه گیری تعیین می کند که سطح قطعه کجا باشد.

انواع پروب عبارتند از:

مکانیکی
نوری
لیزر
نور سفید

ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات تقریباً به سه روش کلی استفاده می‌شوند:

بخش های کنترل کیفیت: در اینجا آنها معمولاً در اتاق های تمیز تحت کنترل آب و هوا نگهداری می شوند تا دقت آنها به حداکثر برسد.
طبقه فروشگاه: در اینجا CMMها در میان ماشین‌های CNC قرار دارند تا انجام بازرسی‌ها به عنوان بخشی از سلول تولیدی با حداقل سفر بین CMM و ماشینی که قطعات در آن ماشین‌کاری می‌شوند، آسان شود.این اجازه می دهد تا اندازه گیری ها زودتر و به طور بالقوه بیشتر انجام شود که منجر به صرفه جویی می شود زیرا خطاها زودتر شناسایی می شوند.
قابل حمل: CMM های قابل حمل به راحتی جابجا می شوند.آنها ممکن است در یک طبقه فروشگاه استفاده شوند یا حتی برای اندازه گیری قطعات در مزرعه به یک سایت دور از مرکز تولید منتقل شوند.

ماشین های CMM (دقت CMM) چقدر دقیق هستند؟

دقت ماشین های اندازه گیری مختصات متفاوت است.به طور کلی، آنها به دنبال دقت میکرومتر یا بهتر هستند.اما به این راحتی هم نیست.برای یک چیز، خطا می تواند تابعی از اندازه باشد، بنابراین خطای اندازه گیری CMM ممکن است به عنوان یک فرمول کوتاه مشخص شود که طول اندازه گیری را به عنوان یک متغیر شامل می شود.

برای مثال، Hexagon's Global Classic CMM به عنوان یک CMM همه منظوره مقرون به صرفه فهرست شده است و دقت آن را به صورت زیر مشخص می کند:

1.0 + L/300um

این اندازه‌گیری‌ها برحسب میکرون و L بر حسب میلی‌متر مشخص می‌شود.بنابراین بیایید بگوییم که سعی می کنیم طول یک ویژگی 10 میلی متری را اندازه گیری کنیم.فرمول 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 یا 1.03 میکرون خواهد بود.

میکرون یک هزارم میلی متر است که حدود 0.00003937 اینچ است.بنابراین خطا هنگام اندازه گیری طول 10 میلی متری 0.00103 میلی متر یا 0.00004055 اینچ است.این کمتر از نیم دهم است - خطای بسیار کوچک!

از سوی دیگر، باید دقتی 10 برابر آن چیزی باشد که می خواهیم اندازه گیری کنیم.بنابراین این بدان معناست که اگر ما به این اندازه گیری فقط به 10 برابر آن مقدار یا 0.00005 اینچ اعتماد کنیم.هنوز یک خطای بسیار کوچک.

همه چیز برای اندازه گیری CMM کف مغازه حتی تیره تر می شود.اگر CMM در یک آزمایشگاه بازرسی با دمای کنترل شده قرار گیرد، کمک زیادی می کند.اما در طبقه فروشگاه، دما می تواند بسیار متفاوت باشد.راه های مختلفی وجود دارد که یک CMM می تواند تغییرات دما را جبران کند، اما هیچ کدام کامل نیستند.

سازندگان CMM اغلب دقت را برای یک باند دما مشخص می کنند و طبق استاندارد ISO 10360-2 برای دقت CMM، یک باند معمولی 64-72F (18-22C) است.این عالی است مگر اینکه طبقه فروشگاه شما در تابستان 86 درجه فارنهایت باشد.سپس شما مشخصات خوبی برای خطا ندارید.

برخی از تولیدکنندگان مجموعه ای از پله ها یا نوارهای دما را با مشخصات دقت متفاوت به شما می دهند.اما چه اتفاقی می‌افتد اگر برای اجرای یکسان قطعات در زمان‌های مختلف روز یا روزهای مختلف هفته در بیش از یک محدوده باشید؟

فرد شروع به ایجاد یک بودجه عدم اطمینان می کند که بدترین موارد را ممکن می سازد.اگر این بدترین موارد منجر به تحمل غیرقابل قبول برای قطعات شما شود، تغییرات فرآیند بیشتری لازم است:

می‌توانید استفاده از CMM را به زمان‌های خاصی از روز که دما در محدوده‌های مطلوب‌تری کاهش می‌یابد، محدود کنید.
می‌توانید قطعات یا ویژگی‌های با تحمل کمتر را فقط در زمان‌های خاصی از روز ماشین‌کاری کنید.
CMMهای بهتر ممکن است مشخصات بهتری برای محدوده دمایی شما داشته باشند.آنها ممکن است ارزش آن را داشته باشند حتی اگر می توانند بسیار گران تر باشند.

مطمئناً این اقدامات توانایی شما را برای برنامه‌ریزی دقیق مشاغلتان خراب می‌کند.ناگهان به این فکر می کنید که کنترل آب و هوای بهتر در طبقه فروشگاه ممکن است سرمایه گذاری ارزشمندی باشد.

می‌توانید ببینید که چگونه کل این اندازه‌گیری بسیار بی‌تفاوت می‌شود.

عنصر دیگری که دست به دست هم می دهد این است که چگونه تلورانس هایی که باید توسط CMM بررسی شوند مشخص می شود.استاندارد طلایی ابعاد هندسی و تحمل (GD&T) است.برای کسب اطلاعات بیشتر، دوره مقدماتی ما در مورد GD&T را بررسی کنید.

نرم افزار CMM

CMM انواع مختلفی از نرم افزارها را اجرا می کند.این استاندارد DMIS نام دارد که مخفف عبارت Dimensional Measurement Interface Standard است.در حالی که این رابط نرم افزار اصلی برای هر سازنده CMM نیست، اکثر آنها حداقل از آن پشتیبانی می کنند.

تولیدکنندگان طعم های منحصر به فرد خود را به منظور اضافه کردن وظایف اندازه گیری که توسط DMIS پشتیبانی نمی شوند ایجاد کرده اند.

DMIS

همانطور که گفته شد DMIS استاندارد است، اما مانند g-code CNC، گویش های زیادی وجود دارد از جمله:

PC-DMIS: نسخه Hexagon
OpenDMIS
TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS نرم افزار CMM نیکون است.

کالیپسو

Calypso نرم افزار CMM از شرکت Zeiss است.

نرم افزار CMM و CAD/CAM

چگونه نرم افزار و برنامه نویسی CMM با نرم افزار CAD/CAM مرتبط است؟

فرمت‌های فایل CAD مختلفی وجود دارد، بنابراین بررسی کنید که نرم‌افزار CMM شما با کدام یک سازگار است.ادغام نهایی، تعریف مبتنی بر مدل (MBD) نامیده می شود.با MBD، خود مدل می تواند برای استخراج ابعاد برای CMM استفاده شود.

MDB بسیار پیشرو است، بنابراین هنوز در اکثر موارد از آن استفاده نمی شود.

پروب‌ها، وسایل و لوازم جانبی CMM

پروب های CMM

انواع مختلف پروب و اشکال برای تسهیل بسیاری از کاربردهای مختلف موجود است.

وسایل CMM

یراق آلات همگی باعث صرفه جویی در زمان در هنگام بارگیری و تخلیه قطعات در CMM می شوند، درست مانند یک ماشین CNC.حتی می توانید CMM هایی را که دارای پالت لودر خودکار هستند برای به حداکثر رساندن توان استفاده کنید.