Навіны - Поўнае кіраўніцтва па вымяральных машынах і КІМ

Што такое машына CMM?

Уявіце сабе станок тыпу ЧПУ, здольны рабіць надзвычай дакладныя вымярэнні ў высокай ступені аўтаматызацыі. Вось што робяць КММ-машыны!

КІМ расшыфроўваецца як «каардынатна-вымяральная машына». Гэта, бадай, найлепшыя трохмерныя вымяральныя прылады з пункту гледжання спалучэння агульнай гнуткасці, дакладнасці і хуткасці.

Прымяненне каардынатна-вымяральных машын

Каардынатна-вымяральныя машыны каштоўныя кожны раз, калі трэба правесці дакладныя вымярэнні. І чым складаней або больш шмат вымярэнняў, тым больш выгадна выкарыстоўваць КІМ.

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

Яны таксама могуць быць выкарыстаны длязваротны інжынірынгіснуючыя дэталі шляхам дакладных вымярэнняў іх характарыстык.

Хто вынайшаў машыны CMM?

Першыя КММ былі распрацаваны кампаніяй Ferranti з Шатландыі ў 1950-х гадах. Яны былі неабходныя для дакладнага вымярэння дэталяў у аэракасмічнай і абароннай прамысловасці. Самыя першыя машыны мелі толькі 2 восі руху. 3-восевыя машыны былі прадстаўлены ў 1960-х гадах італьянскім DEA. Камп'ютэрнае кіраванне з'явілася ў пачатку 1970-х гадоў і было ўведзена ў Шэфілдзе, ЗША.

Тыпы машын КММ

Існуе пяць тыпаў каардынатна-вымяральных машын:

КІМ мастовага тыпу: У гэтай найбольш распаўсюджанай канструкцыі галоўка КІМ перамяшчаецца на мосце. Адзін бок моста перамяшчаецца па рэйцы на станіне, а другі падтрымліваецца на паветранай падушцы або іншым спосабам на станіне без накіроўвалай рэйкі.
Кансольная КММ: Кансоль падтрымлівае мост толькі з аднаго боку.
Партальная КІМ: Партальная машына мае накіроўвалую з абодвух бакоў, як фрэзерны станок з ЧПУ. Звычайна гэта самыя вялікія КІМ, таму ім патрэбна дадатковая падтрымка.
КІМ з гарызантальнай рукой: уявіце сабе кансоль, але ўвесь мост рухаецца ўверх і ўніз па адной руке, а не вакол сваёй восі. Гэта найменш дакладныя КІМ, але яны могуць вымяраць вялікія тонкія пластыкавыя кампаненты, такія як кузавы аўтамабіляў.
КІМ партатыўнага тыпу з рычагом: гэтыя машыны выкарыстоўваюць шарнірныя рычагі і звычайна пазіцыянуюцца ўручную. Замест таго, каб вымяраць XYZ непасрэдна, 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 правесці. Гэтыя тыпы адносяцца да канструкцыі машыны, якая выкарыстоўваецца для яе пазіцыянавання.зондадносна вымяральнай дэталі.

Вось зручная табліца, якая дапаможа зразумець плюсы і мінусы:

Тып КММ	Дакладнасць	Гнуткасць	Лепш за ўсё выкарыстоўваць для вымярэння
Мост	Высокі	Сярэдні	Дэталі сярэдняга памеру, якія патрабуюць высокай дакладнасці
Кансоль	Найвышэйшы	Нізкі	Дробныя кампаненты, якія патрабуюць вельмі высокай дакладнасці
Гарызантальны кранштэйн	Нізкі	Высокі	Вялікія кампаненты, якія патрабуюць нізкай дакладнасці
Партальны	Высокі	Сярэдні	Вялікія кампаненты, якія патрабуюць высокай дакладнасці
Партатыўны тыпу "кранштэйна"	Найніжэйшы	Найвышэйшы	Калі партатыўнасць — гэта абсалютна найважнейшы крытэрый.

Звычайна зонды размяшчаюцца ў трох вымярэннях — X, Y і Z. Аднак больш складаныя машыны таксама дазваляюць змяняць вугал зондаў, што дазваляе праводзіць вымярэнні ў месцах, куды зонд інакш не змог бы дабрацца. Паваротныя сталы таксама могуць выкарыстоўвацца для паляпшэння доступу да розных элементаў.

КІМ часта вырабляюцца з граніту і алюмінію, і ў іх выкарыстоўваюцца паветраныя падшыпнікі.

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

Тыпы зондаў ўключаюць:

Механічны
Аптычны
Лазер
Белае святло

Каардынатна-вымяральныя машыны выкарыстоўваюцца прыблізна трыма агульнымі спосабамі:

Аддзелы кантролю якасці: тут іх звычайна захоўваюць у чыстых памяшканнях з кантролем тэмпературы, каб максімальна павялічыць іх дакладнасць.
Вытворчая плошча: Тут КІМ знаходзяцца сярод станкоў з ЧПУ, каб спрасціць правядзенне праверак у рамках вытворчай ячэйкі з мінімальным перамяшчэннем паміж КІМ і станком, дзе апрацоўваюцца дэталі. Гэта дазваляе праводзіць вымярэнні раней і, магчыма, часцей, што прыводзіць да эканоміі, бо памылкі выяўляюцца раней.
Партатыўнасць: Партатыўныя КІМ лёгка перамяшчаць. Іх можна выкарыстоўваць у цэху або нават браць з сабой на пляцоўку, аддаленую ад вытворчага аб'екта, для вымярэння дэталяў у палявых умовах.

Наколькі дакладныя машыны КІМ (дакладнасць КІМ)?

Дакладнасць каардынатна-вымяральных машын адрозніваецца. Звычайна яны імкнуцца да мікраметровай дакладнасці або лепшай. Але ўсё не так проста. Па-першае, памылка можа залежаць ад памеру, таму памылку вымярэння КІМ можна задаць у выглядзе кароткай формулы, якая ўключае даўжыню вымярэння ў якасці зменнай.

Напрыклад, КІМ Global Classic ад Hexagon пазначана як даступная універсальная КІМ і мае наступныя характарыстыкі:

1,0 + л/300 мкм

Гэтыя вымярэнні ў мікронах, а L пазначана ў мм. Такім чынам, дапусцім, мы спрабуем вымераць даўжыню элемента даўжынёй 10 мм. Формула будзе выглядаць наступным чынам: 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 або 1,03 мікрона.

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

З іншага боку, дакладнасць павінна быць у 10 разоў большай за тую, якую мы спрабуем вымераць. Гэта азначае, што калі б мы маглі давяраць гэтаму вымярэнню толькі з дакладнасцю да 10 разоў большай за гэтае значэнне, або 0,00005 цалі, гэта ўсё яшчэ даволі невялікая памылка.

Сітуацыя яшчэ больш складаная з вымярэннямі з дапамогай КІМ у вытворчай пляцоўцы. Калі КІМ знаходзіцца ў лабараторыі з кантраляванай тэмпературай, гэта вельмі дапамагае. Але ў вытворчай пляцоўцы тэмпература можа моцна вагацца. Існуюць розныя спосабы кампенсацыі ваганняў тэмпературы з дапамогай КІМ, але ні адзін з іх не ідэальны.

Вытворцы КІМ часта ўказваюць дакладнасць для тэмпературнага дыяпазону, і згодна са стандартам ISO 10360-2 для дакладнасці КІМ, тыповы дыяпазон складае 18-22°C (64-72°F). Гэта выдатна, калі толькі ў вашым цэху летам тэмпература не перавышае 86°F. Тады ў вас няма добрых характарыстык памылкі.

Некаторыя вытворцы прапануюць набор прыступак або тэмпературных дыяпазонаў з рознымі характарыстыкамі дакладнасці. Але што рабіць, калі вы знаходзіцеся ў некалькіх дыяпазонах для адной і той жа партыі дэталяў у розны час сутак або ў розныя дні тыдня?

Пачынаецца стварэнне бюджэту нявызначанасці, які ўлічвае найгоршыя выпадкі. Калі гэтыя найгоршыя выпадкі прыводзяць да непрымальных допускаў для вашых дэталяў, неабходныя далейшыя змены ў працэсе:

Вы можаце абмежаваць выкарыстанне CMM пэўным часам сутак, калі тэмпература знаходзіцца ў больш спрыяльных дыяпазонах.
Вы можаце выбраць апрацоўку дэталяў або элементаў з меншай дакладнасцю толькі ў пэўны час сутак.
Лепшыя КММ могуць мець лепшыя характарыстыкі для вашых тэмпературных дыяпазонаў. Яны могуць быць вартыя таго, нават калі яны могуць быць значна даражэйшымі.

Вядома, гэтыя меры паўплываюць на вашу здольнасць дакладна планаваць свае задачы. Раптам вы падумаеце, што лепшы клімат-кантроль у цэху можа быць выгаднай інвестыцыяй.

Вы бачыце, наколькі складанай становіцца ўся гэтая штука з вымярэннямі.

Іншы неад'емны фактар — гэта тое, як задаюцца дапушчальныя адхіленні, якія павінны правярацца з дапамогай КІМ. Залатым стандартам з'яўляецца геаметрычнае вызначэнне памераў і дапушчальных адхіленняў (ГПД). Каб даведацца больш, азнаёмцеся з нашым уступным курсам па ГПД.

Праграмнае забеспячэнне для КММ

КІМ працуюць з розным праграмным забеспячэннем. Стандарт называецца DMIS, што расшыфроўваецца як стандарт інтэрфейсу вымярэння памераў (Dimensional Measurement Interface Standard). Хоць гэта не асноўны праграмны інтэрфейс для кожнага вытворцы КІМ, большасць з іх прынамсі яго падтрымліваюць.

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

DMIS

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

PC-DMIS: версія Hexagon
OpenDMIS
TouchDMIS: Персептрон

МКОСМАС

MCOSTMOS — гэта праграмнае забеспячэнне Nikon для КММ.

Каліпса

Calypso — гэта праграмнае забеспячэнне для КММ ад Zeiss.

Праграмнае забеспячэнне CMM і CAD/CAM

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

Існуе мноства розных фарматаў файлаў САПР, таму праверце, з якімі з іх сумяшчальна ваша праграмнае забеспячэнне для КІМ. Канчатковая інтэграцыя называецца Model Based Definition (MBD). З дапамогай MBD сама мадэль можа быць выкарыстана для атрымання памераў для КІМ.

MDB даволі перадавы метад, таму ён пакуль не выкарыстоўваецца ў большасці выпадкаў.

Зонды, прыстасаванні і аксэсуары для КІМ

Зонды для КІМ

Для зручнасці выкарыстання даступныя розныя тыпы і формы зондаў.

Прыстасаванні для КІМ

Прыстасаванні эканомяць час пры загрузцы і разгрузцы дэталяў на КІМ, як і на станку з ЧПУ. Вы нават можаце набыць КІМ з аўтаматычным загрузнікам паддонаў для максімальнага павелічэння прапускной здольнасці.