Поўнае кіраўніцтва па машыне CMM і вымярэннях

Што такое ШМ машына?

Уявіце сабе машыну ў стылі ЧПУ, здольную выконваць надзвычай дакладныя вымярэнні высокааўтаматычным спосабам.Вось што робяць CMM машыны!

CMM расшыфроўваецца як «каардынатна-вымяральная машына».Магчыма, яны з'яўляюцца найлепшымі 3D-вымяральнымі прыладамі з пункту гледжання іх агульнай гнуткасці, дакладнасці і хуткасці.

Прымяненне каардынатна-вымяральных машын

Каардынатна-вымяральныя машыны важныя ў любы час, калі неабходна правесці дакладныя вымярэнні.І чым больш складаныя або шматлікія вымярэння, тым больш выгадна выкарыстоўваць ШМ.

Звычайна ШМ выкарыстоўваюцца для праверкі і кантролю якасці.Гэта значыць, яны выкарыстоўваюцца для праверкі адпаведнасці дэталі патрабаванням і спецыфікацыям распрацоўніка.

Да іх таксама можна прывыкнуцьрэверс інжынеріснуючыя часткі, зрабіўшы дакладныя вымярэнні іх функцый.

Хто вынайшаў машыны CMM?

Першыя машыны CMM былі распрацаваны кампаніяй Ferranti з Шатландыі ў 1950-х гадах.Яны былі неабходныя для вымярэння дакладнасці дэталяў у аэракасмічнай і абароннай прамысловасці.Самыя першыя машыны мелі толькі 2 восі руху.3-восевыя машыны былі прадстаўлены ў 1960-х гадах DEA Італіі.Кампутарнае кіраванне з'явілася ў пачатку 1970-х гадоў і было прадстаўлена ў Шэфілдзе ў ЗША.

Тыпы ШМ машын

Існуе пяць тыпаў каардынатных вымяральных машын:

• КІМ маставога тыпу: у гэтай найбольш распаўсюджанай канструкцыі галоўка КІМ знаходзіцца на мосце.Адзін бок моста абапіраецца на рэйкі на станіне, а другі падтрымліваецца на паветранай падушцы або іншым спосабам на станіне без накіроўвалай рэйкі.
• Кансольная CMM: Кансоль падтрымлівае мост толькі з аднаго боку.
• Gantry CMM: у партале выкарыстоўваецца накіроўвалая з абодвух бакоў, як у маршрутызатара з ЧПУ.Звычайна гэта самыя буйныя ШМ, таму ім патрэбна дадатковая падтрымка.
• CMM з гарызантальным рычагом: уявіце кансоль, але ўвесь мост рухаецца ўверх і ўніз па адным рычагу, а не вакол уласнай восі.Гэта найменш дакладныя КІМ, але яны могуць вымяраць вялікія тонкія кампаненты, такія як кузавы аўтамабіляў.
• КІМ з партатыўнай рычагом: у гэтых машынах выкарыстоўваюцца шарнірныя рычагі і яны звычайна размяшчаюцца ўручную.Замест таго, каб непасрэдна вымяраць XYZ, яны вылічваюць каардынаты з паваротнага становішча кожнага сустава і вядомай даўжыні паміж суставамі.

Кожны з іх мае перавагі і недахопы ў залежнасці ад тыпаў вымярэнняў, якія трэба зрабіць.Гэтыя тыпы адносяцца да структуры машыны, якая выкарыстоўваецца для яе размяшчэннязондадносна вымяранай часткі.

Вось зручная табліца, якая дапаможа зразумець плюсы і мінусы:

Датчыкі звычайна размяшчаюцца ў трох вымярэннях - X, Y і Z. Аднак больш дасканалыя машыны таксама дазваляюць змяняць вугал нахілу датчыкаў, дазваляючы праводзіць вымярэнні ў тых месцах, да якіх у адваротным выпадку датчык не змог бы дабрацца.Паваротныя сталы таксама могуць быць выкарыстаны для паляпшэння падыходу да розных функцый.

ШМ часта вырабляюць з граніту і алюмінія і выкарыстоўваюць паветраныя падшыпнікі

Зонд - гэта датчык, які вызначае, дзе знаходзіцца паверхня дэталі падчас вымярэння.

Тыпы зондаў ўключаюць:

• Механічны
• Аптычны
• Лазерная
• Белае святло

Машыны для вымярэння каардынат выкарыстоўваюцца прыкладна трыма спосабамі:

• Аддзелы кантролю якасці: вось яны звычайна захоўваюцца ў чыстых памяшканнях з кантролем клімату, каб максімальна павялічыць іх дакладнасць.
• Цэх: тут ШМ знаходзяцца сярод станкоў з ЧПУ, каб было лёгка выконваць праверкі ў рамках вытворчай ячэйкі з мінімальным рухам паміж ШМ і машынай, дзе апрацоўваюцца дэталі.Гэта дазваляе праводзіць вымярэнні раней і патэнцыйна часцей, што прыводзіць да эканоміі, паколькі памылкі выяўляюцца раней.
• Партатыўны: Партатыўныя ШМ лёгка перамяшчаць.Яны могуць быць выкарыстаны ў цэху або нават на месцы, аддаленым ад вытворчага аб'екта, каб вымераць дэталі ў палявых умовах.

Наколькі дакладныя машыны CMM (дакладнасць CMM)?

Дакладнасць каардынатных вымяральных машын адрозніваецца.Як правіла, яны імкнуцца да дакладнасці мікраметра або вышэй.Але гэта не так проста.З аднаго боку, хібнасць можа быць функцыяй памеру, таму хібнасць вымярэння КІМ можа быць вызначана ў выглядзе кароткай формулы, якая ўключае даўжыню вымярэння ў якасці зменнай.

Напрыклад, Глобальная класічная КІМ ад Hexagon занесена ў спіс даступных універсальных КІМ і вызначае яе дакладнасць як:

1,0 + л/300 мкм

Гэтыя вымярэнні ў мікронах, а L указваецца ў мм.Такім чынам, скажам, мы спрабуем вымераць даўжыню 10-мм элемента.Формула будзе 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 або 1,03 мкм.

Мікрон - гэта тысячная доля мм, што складае каля 0,00003937 цалі.Такім чынам, памылка пры вымярэнні нашай даўжыні 10 мм складае 0,00103 мм або 0,00004055 цалі.Гэта менш за палову паловы дзесятай - даволі невялікая памылка!

З іншага боку, трэба мець дакладнасць у 10 разоў большую, чым мы спрабуем вымераць.Такім чынам, гэта азначае, што мы можам давяраць гэтаму вымярэнню толькі 10-кратнае значэнне, або 0,00005 цалі.Усё яшчэ даволі маленькая памылка.

З вымярэннямі ШМ у цэху ўсё становіцца яшчэ больш сумна.Калі ШМ знаходзіцца ў кантрольнай лабараторыі з кантролем тэмпературы, гэта вельмі дапамагае.Але на цэху тэмпература можа даволі моцна адрознівацца.Існуюць розныя спосабы кампенсацыі змяненняў тэмпературы ШМ, але ні адзін з іх не ідэальны.

Вытворцы ШМ часта ўказваюць дакладнасць дыяпазону тэмператур, і ў адпаведнасці са стандартам ISO 10360-2 для дакладнасці ШМ тыповы дыяпазон складае 64-72F (18-22C).Гэта выдатна, калі летам у вашым цэху не тэмпература 86F.Тады ў вас няма добрай спецыфікацыі для памылкі.

Некаторыя вытворцы дадуць вам набор прыступак або тэмпературных дыяпазонаў з рознымі характарыстыкамі дакладнасці.Але што адбудзецца, калі вы знаходзіцеся ў больш чым адным дыяпазоне для адной і той жа серыі частак у розны час сутак або ў розныя дні тыдня?

Пачынаецца неабходнасць стварэння бюджэту нявызначанасці, які ўлічвае горшыя выпадкі.Калі гэтыя горшыя выпадкі прывядуць да непрымальных допускаў для вашых дэталяў, неабходныя далейшыя змены працэсу:

• Вы можаце абмежаваць выкарыстанне ШМ пэўным часам сутак, калі тэмпература апускаецца ў больш спрыяльныя дыяпазоны.
• Вы можаце апрацоўваць дэталі або элементы з меншым допускам толькі ў пэўны час сутак.
• Лепшыя ШМ могуць мець лепшыя характарыстыкі для вашых дыяпазонаў тэмператур.Яны могуць быць таго вартыя, нават калі яны могуць быць нашмат даражэй.

Безумоўна, гэтыя меры нанясуць шкоду вашай здольнасці дакладна планаваць свае працоўныя месцы.Раптам вы думаеце, што лепшы клімат-кантроль на цэху можа быць вартай інвестыцыяй.

Вы бачыце, як усё гэта вымярэнне становіцца па-чартоўску мітуслівым.

Іншы інгрэдыент, які ідзе рука аб руку, - гэта тое, як вызначаюцца допускі, якія трэба праверыць CMM.Залаты стандарт - геаметрычныя памеры і допускі (GD&T).Праверце наш уводны курс па GD&T, каб даведацца больш.

Праграмнае забеспячэнне CMM

CMM запускаюць розныя віды праграмнага забеспячэння.Стандарт называецца DMIS, што расшыфроўваецца як стандарт інтэрфейсу памерных вымярэнняў.Нягледзячы на ​​тое, што гэта не асноўны інтэрфейс праграмнага забеспячэння для ўсіх вытворцаў ШМ, большасць з іх па меншай меры падтрымліваюць яго.

Вытворцы стварылі ўласныя унікальныя варыянты, каб дадаць задачы вымярэння, якія не падтрымліваюцца DMIS.

DMIS

Як ужо згадвалася, DMIS з'яўляецца стандартам, але, як і g-код CNC, існуе мноства дыялектаў, у тым ліку:

• PC-DMIS: версія Hexagon
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Персептрон

МКОСМАС

MCOSTMOS - гэта праграмнае забеспячэнне Nikon CMM.

Каліпса

Calypso - гэта праграмнае забеспячэнне CMM ад Zeiss.

CMM і CAD/CAM праграмнае забеспячэнне

Як праграмнае забеспячэнне CMM і праграмаванне звязаны з праграмным забеспячэннем CAD/CAM?

Існуе шмат розных фарматаў файлаў САПР, таму праверце, з якімі з іх сумяшчальна ваша праграмнае забеспячэнне CMM.Канчатковая інтэграцыя называецца вызначэннем на аснове мадэлі (MBD).З MBD сама мадэль можа быць выкарыстана для атрымання памераў для ШМ.

MDB з'яўляецца даволі перадавым, так што ён пакуль не выкарыстоўваецца ў большасці выпадкаў.

Зонды, прыстасаванні і аксэсуары ШМ

Зонды ШМ

Мноства тыпаў і формаў зондаў даступныя для палягчэння мноства розных прыкладанняў.

ШМ свяцільні

Прыстасаванні эканомяць час пры загрузцы і выгрузцы дэталяў на КІМ, як і на станку з ЧПУ.Вы нават можаце атрымаць ШМ з аўтаматычнымі пагрузчыкамі для паддонаў, каб павялічыць прапускную здольнасць.

Кошт машыны CMM

Кошт новых каардынатных вымяральных машын пачынаецца ад 20 000 да 30 000 долараў і дасягае звыш 1 мільёна долараў.

Вакансіі, звязаныя з ШМ, у машынным цэху

ШМ менеджэр

CMM праграміст

Аператар ШМ