Kompletan vodič za CMM mašine i merenja

Šta je CMM mašina?

Zamislite mašinu u CNC stilu sposobnu da izvrši izuzetno precizna merenja na visoko automatizovan način.To je ono što CMM mašine rade!

CMM je skraćenica za “Mašina za mjerenje koordinata”.Oni su možda vrhunski 3D mjerni uređaji u smislu njihove kombinacije ukupne fleksibilnosti, tačnosti i brzine.

Primjena koordinatnih mjernih mašina

Koordinatne mjerne mašine su vrijedne svaki put kada je potrebno izvršiti tačna mjerenja.I što su mjerenja složenija ili brojnija, to je korisnija upotreba CMM-a.

CMM se obično koriste za inspekciju i kontrolu kvaliteta.Odnosno, koriste se za provjeru da dio ispunjava zahtjeve i specifikacije dizajnera.

Takođe se mogu naviknutiobrnuti inženjerpostojećih delova vršeći tačna merenja njihovih karakteristika.

Ko je izmislio CMM mašine?

Prve CMM mašine razvila je kompanija Ferranti iz Škotske 1950-ih.Bili su potrebni za precizno merenje delova u vazduhoplovnoj i odbrambenoj industriji.Prve mašine su imale samo 2 ose kretanja.Mašine sa 3 osovine su uvedene 1960-ih od strane DEA iz Italije.Računarska kontrola pojavila se početkom 1970-ih, a uveo ju je Sheffield iz SAD-a.

Vrste CMM mašina

Postoji pet vrsta koordinatnih mernih mašina:

• CMM tipa mosta: U ovom dizajnu, najčešćem, CMM glava se vozi na mostu.Jedna strana mosta se vozi na šini na krevetu, a druga je oslonjena na zračni jastuk ili na drugi način na krevetu bez vodilice.
• Konzola CMM: Konzola podupire most samo s jedne strane.
• Gantry CMM: portal koristi vodilicu sa obe strane, kao CNC ruter.Ovo su obično najveći CMM-ovi, tako da im je potrebna dodatna podrška.
• Horizontalni krak CMM: Zamislite konzolu, ali s cijelim mostom koji se kreće gore-dolje po jednom kraku, a ne na vlastitoj osi.Ovo su najmanje precizni CMM-i, ali mogu mjeriti velike tanke komponente kao što su karoserije automobila.
• CMM tipa prijenosne ruke: Ove mašine koriste zglobne ruke i obično se postavljaju ručno.Umjesto da direktno mjere XYZ, oni izračunavaju koordinate iz rotacijskog položaja svakog zgloba i poznate dužine između spojeva.

Svaki od njih ima prednosti i nedostatke u zavisnosti od vrste mjerenja koja treba izvršiti.Ovi tipovi se odnose na strukturu mašine koja se koristi za njeno pozicioniranjesondau odnosu na dio koji se mjeri.

Evo zgodne tabele koja će vam pomoći da shvatite prednosti i nedostatke:

Sonde su normalno pozicionirane u 3 dimenzije – X, Y i Z. Međutim, sofisticiranije mašine takođe mogu dozvoliti promenu ugla sondi omogućavajući merenje na mestima koja sonda inače ne bi mogla da dosegne.Rotacioni stolovi se takođe mogu koristiti za poboljšanje mogućnosti pristupa različitim karakteristikama.

CMM-ovi su često napravljeni od granita i aluminijuma i koriste vazdušne ležajeve

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

Vrste sonde uključuju:

• Mehanički
• Optički
• Laser
• Bijelo svjetlo

Mašine za koordinatno mjerenje koriste se na otprilike tri opšta načina:

• Odjeljenja za kontrolu kvaliteta: Evo ih obično drže u čistim prostorijama s kontroliranom klimom kako bi se povećala njihova preciznost.
• Prodavnica: Ovdje su CMM-ovi dolje među CNC mašinama kako bi se olakšalo obavljanje inspekcija kao dio proizvodne ćelije sa minimalnim hodom između CMM-a i mašine na kojoj se dijelovi obrađuju.To omogućava da se mjerenja vrše ranije i potencijalno češće, što dovodi do ušteda jer se greške ranije identifikuju.
• Prenosivi: Prenosivi CMM-i se lako pomeraju.Mogu se koristiti u radnji ili čak odnijeti na lokaciju udaljenu od proizvodnog pogona za mjerenje dijelova na terenu.

Koliko su precizne CMM mašine (CMM tačnost)?

Preciznost mašina za koordinatno merenje varira.Općenito, ciljaju na mikrometarsku preciznost ili bolju.Ali to nije tako lako.Kao prvo, greška može biti funkcija veličine, tako da se greška mjerenja CMM-a može specificirati kao kratka formula koja uključuje dužinu mjerenja kao varijablu.

Na primjer, Hexagonov Global Classic CMM je naveden kao pristupačan CMM za sve namjene, a njegovu preciznost navodi kao:

1.0 + L/300um

Te mjere su u mikronima, a L je specificirano u mm.Recimo da pokušavamo da izmerimo dužinu karakteristike od 10 mm.Formula bi bila 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 ili 1,03 mikrona.

Mikron je hiljaditi dio mm, što je oko 0,00003937 inča.Dakle, greška pri mjerenju naših 10 mm dužine je 0,00103 mm ili 0,00004055 inča.To je manje od pola desetine – prilično mala greška!

S druge strane, treba imati tačnost 10 puta više od one koju pokušavamo izmjeriti.To znači da bismo ovom mjerenju mogli vjerovati samo 10 puta veću vrijednost, ili 0,00005 inča.I dalje prilično mala greška.

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

Proizvođači CMM često određuju tačnost za temperaturni opseg, a prema ISO 10360-2 standardu za CMM tačnost, tipični opseg je 64-72F (18-22C).To je sjajno osim ako vaš radni sprat nije 86F ljeti.Onda nemate dobre specifikacije za grešku.

Neki proizvođači će vam dati set stepenica ili temperaturnih pojaseva s različitim specifikacijama preciznosti.Ali šta se dešava ako ste u više od jednog opsega za istu seriju delova u različito doba dana ili različite dane u nedelji?

Počinje da se stvara budžet nesigurnosti koji dozvoljava 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 povoljnijim rasponima.
• Možete odabrati da obrađujete samo dijelove ili karakteristike niže tolerancije u određeno doba dana.
• Bolji CMM-i mogu imati bolje specifikacije za vaše temperaturne opsege.Možda su vredne toga iako mogu biti mnogo skuplje.

Naravno, ove mjere će narušiti vašu sposobnost da precizno odredite svoje poslove.Odjednom pomislite da bi bolja kontrola klime u prodavnici mogla biti isplativa investicija.

Možete vidjeti kako cijela ova stvar mjerenja postaje prokleto mučna.

Drugi sastojak koji ide ruku pod ruku je kako se specificiraju tolerancije koje CMM mora provjeriti.Zlatni standard je geometrijsko dimenzioniranje i tolerancija (GD&T).Pogledajte naš uvodni kurs o GD&T-u da saznate više.

CMM softver

CMM pokreću razne vrste softvera.Standard se zove DMIS, što je skraćenica za standard interfejsa za merenje dimenzija.Iako to nije glavno softversko sučelje za svakog proizvođača CMM-a, većina ih barem podržava.

Proizvođači su kreirali svoje jedinstvene okuse kako bi dodali zadatke mjerenja koje DMIS ne podržava.

DMIS

Kao što je spomenuto, DMIS je standard, ali kao i CNC-ov g-kod, postoji mnogo dijalekata uključujući:

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

MCOSMOS

MCOSTMOS je Nikonov CMM softver.

Calypso

Calypso je CMM softver iz Zeissa.

CMM i CAD/CAM softver

Kako se CMM softver i programiranje odnose na CAD/CAM softver?

Postoji mnogo različitih formata CAD datoteka, pa provjerite s kojim je vaš CMM softver kompatibilan.Konačna integracija se zove definicija zasnovana na modelu (MBD).Sa MBD, sam model se može koristiti za izdvajanje dimenzija za CMM.

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

CMM sonde, pribor i pribor

CMM sonde

Dostupni su različiti tipovi i oblici sondi kako bi se olakšale mnoge različite primjene.

CMM Fixtures

Svi uređaji štede vrijeme prilikom utovara i istovara dijelova na CMM-u, baš kao na CNC mašini.Možete čak nabaviti CMM-ove koji imaju automatske utovarivače paleta za maksimalnu propusnost.

Cijena CMM mašine

Nove mašine za mjerenje koordinata počinju u rasponu od 20.000 do 30.000 dolara i idu do preko milion dolara.

Poslovi vezani za CMM u mašinskoj radionici

CMM Manager

CMM programer

CMM Operator