Celoten vodnik za stroj CMM in merjenje

Kaj je stroj CMM?

Predstavljajte si CNC stroj, ki je sposoben izvajati izjemno natančne meritve na zelo avtomatiziran način.To delajo stroji CMM!

CMM pomeni "koordinatni merilni stroj".Morda so ultimativne 3D merilne naprave v smislu njihove kombinacije splošne prilagodljivosti, natančnosti in hitrosti.

Uporaba koordinatnih merilnih strojev

Koordinatni merilni stroji so dragoceni vedno, ko je treba izvesti natančne meritve.Bolj kot so meritve zapletene ali številne, ugodnejša je uporaba CMM.

CMM se običajno uporabljajo za inšpekcijo in nadzor kakovosti.To pomeni, da se uporabljajo za preverjanje, ali del izpolnjuje zahteve in specifikacije oblikovalca.

Lahko se jih tudi uporabljaobratni inženirobstoječih delov z natančnimi meritvami njihovih lastnosti.

Kdo je izumil CMM stroje?

Prve CMM stroje je razvilo podjetje Ferranti iz Škotske v petdesetih letih prejšnjega stoletja.Potrebni so bili za natančno merjenje delov v vesoljski in obrambni industriji.Prvi stroji so imeli samo 2 osi gibanja.3-osne stroje je v šestdesetih letih 20. stoletja predstavil DEA iz Italije.Računalniško krmiljenje se je pojavilo v zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja in ga je predstavil Sheffield v ZDA.

Vrste CMM strojev

Obstaja pet vrst koordinatnih merilnih strojev:

• Bridge Type CMM: Pri tej najpogostejši izvedbi se glava CMM vozi na mostu.Ena stran mostu se vozi po tirnici na postelji, druga pa je podprta na zračni blazini ali na drug način na postelji brez vodila.
• Konzola CMM: Konzola podpira most samo na eni strani.
• Gantry CMM: portal uporablja vodilo na obeh straneh, kot CNC usmerjevalnik.To so običajno največji CMM, zato potrebujejo dodatno podporo.
• Horizontalni krak CMM: Predstavljajte si konzolo, vendar s celotnim mostom, ki se premika gor in dol po eni sami kraki in ne na lastni osi.To so najmanj natančni CMM, vendar lahko merijo velike tanke komponente, kot so karoserije avtomobilov.
• CMM s prenosno roko: ti stroji uporabljajo spojene roke in so običajno ročno nameščeni.Namesto neposrednega merjenja XYZ izračunajo koordinate iz rotacijskega položaja vsakega sklepa in znane dolžine med sklepi.

Vsak ima prednosti in slabosti glede na vrste meritev, ki jih je treba opraviti.Te vrste se nanašajo na strukturo stroja, ki se uporablja za njegovo pozicioniranjesondaglede na del, ki se meri.

Tukaj je priročna tabela za lažje razumevanje prednosti in slabosti:

Sonde so običajno nameščene v treh dimenzijah – X, Y in Z. Vendar pa lahko bolj izpopolnjeni stroji omogočajo tudi spreminjanje kota sond, kar omogoča merjenje na mestih, ki jih sonda sicer ne bi mogla doseči.Vrtljive mize se lahko uporabljajo tudi za izboljšanje zmožnosti pristopa različnih funkcij.

CMM so pogosto izdelani iz granita in aluminija ter uporabljajo zračne ležaje

Sonda je senzor, ki določa, kje je površina dela, ko se izvaja meritev.

Vrste sond vključujejo:

• Mehanski
• Optični
• Laser
• Bela svetloba

Stroji za koordinatno merjenje se uporabljajo na približno tri splošne načine:

• Oddelki za nadzor kakovosti: tukaj so običajno shranjeni v čistih prostorih z nadzorovano klimo, da povečajo svojo natančnost.
• Delavnica: Tukaj so CMM med CNC stroji, da olajšajo izvajanje pregledov kot del proizvodne celice z minimalno potjo med CMM in strojem, kjer se deli obdelujejo.To omogoča, da se meritve izvajajo prej in potencialno pogosteje, kar vodi do prihrankov, saj se napake odkrijejo prej.
• Prenosni: Prenosne KMS je enostavno premikati.Uporabljajo se lahko v trgovini ali celo odnesejo na stran, ki je oddaljena od proizvodnega obrata, za merjenje delov na terenu.

Kako natančni so stroji CMM (natančnost CMM)?

Natančnost koordinatnih merilnih strojev je različna.Na splošno si prizadevajo za mikrometrsko natančnost ali več.A ni tako enostavno.Prvič, napaka je lahko funkcija velikosti, zato je lahko merilna napaka CMM podana kot kratka formula, ki vključuje dolžino meritve kot spremenljivko.

Na primer, Hexagon's Global Classic CMM je naveden kot cenovno dostopen večnamenski CMM in določa svojo natančnost kot:

1,0 + L/300um

Te meritve so v mikronih, L pa v mm.Recimo, da poskušamo izmeriti dolžino 10-mm elementa.Formula bi bila 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 ali 1,03 mikronov.

Mikron je tisočinka mm, kar je približno 0,00003937 palca.Torej je napaka pri merjenju naše dolžine 10 mm 0,00103 mm ali 0,00004055 palca.To je manj kot pol in pol desetine – precej majhna napaka!

Po drugi strani pa mora biti natančnost 10-krat večja od tiste, ki jo poskušamo izmeriti.To torej pomeni, da lahko tej meritvi zaupamo samo 10x tej vrednosti ali 0,00005 palca.Še vedno precej majhna napaka.

Stvari postanejo še bolj nejasne pri meritvah CMM v delavnicah.Če je CMM nameščen v inšpekcijskem laboratoriju z nadzorovano temperaturo, to zelo pomaga.Toda v trgovini lahko temperature zelo nihajo.CMM lahko na različne načine kompenzira nihanje temperature, vendar noben ni popoln.

Proizvajalci KMS pogosto določajo natančnost za temperaturni pas in v skladu s standardom ISO 10360-2 za natančnost KMS je tipičen pas 64-72F (18-22C).To je super, razen če je poleti v vaši trgovini 86F.Potem nimate dobre specifikacije za napako.

Nekateri proizvajalci vam bodo ponudili nabor stopnic ali temperaturnih pasov z različnimi specifikacijami natančnosti.Toda kaj se zgodi, če ste v več kot enem območju za isto serijo delov ob različnih urah dneva ali različnih dnevih v tednu?

Človek mora ustvariti proračun negotovosti, ki omogoča najslabše primere.Če ti najhujši primeri povzročijo nesprejemljive tolerance za vaše dele, so potrebne nadaljnje spremembe postopka:

• Uporabo CMM lahko omejite na določene ure dneva, ko temperature padejo v ugodnejša območja.
• Lahko se odločite za obdelavo samo delov ali elementov z nižjo toleranco ob določenih urah dneva.
• Boljši CMM imajo morda boljše specifikacije za vaša temperaturna območja.Morda so vredni tega, čeprav so lahko veliko dražji.

Seveda bodo ti ukrepi ogrozili vašo sposobnost natančnega razporejanja delovnih mest.Nenadoma razmišljate, da bi bila boljša klimatska naprava v trgovini morda vredna naložba.

Lahko vidite, kako vse te meritve postanejo prekleto mučne.

Druga sestavina, ki gre z roko v roki, je, kako so določene tolerance, ki jih mora preveriti CMM.Zlati standard je geometrijsko dimenzioniranje in toleranca (GD&T).Če želite izvedeti več, si oglejte naš uvodni tečaj o GD&T.

Programska oprema CMM

CMM poganjajo različne vrste programske opreme.Standard se imenuje DMIS, kar je kratica za Dimensional Measurement Interface Standard.Čeprav to ni glavni programski vmesnik za vsakega proizvajalca CMM, ga večina vsaj podpira.

Proizvajalci so ustvarili svoje edinstvene okuse, da bi dodali merilne naloge, ki jih DMIS ne podpira.

DMIS

Kot že omenjeno, je DMIS standard, vendar tako kot CNC-jeva koda g obstaja veliko narečij, vključno z:

• PC-DMIS: različica Hexagona
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS je Nikonova programska oprema CMM.

Kalipso

Calypso je programska oprema CMM podjetja Zeiss.

Programska oprema CMM in CAD/CAM

Kako sta programska oprema in programiranje CMM povezana s programsko opremo CAD/CAM?

Obstaja veliko različnih formatov datotek CAD, zato preverite, s katerimi je združljiva vaša programska oprema CMM.Končna integracija se imenuje Model Based Definition (MBD).Z MBD se lahko sam model uporabi za ekstrahiranje dimenzij za CMM.

MDB je precej napreden, zato se v večini primerov še ne uporablja.

Sonde, napeljave in dodatki CMM

CMM sonde

Na voljo so različni tipi in oblike sond, ki olajšajo številne različne aplikacije.

CMM napeljave

Vsa vpenjala prihranijo čas pri nalaganju in razkladanju delov na CMM, tako kot na CNC stroju.Dobite lahko celo CMM, ki imajo samodejne nakladalce palet za povečanje pretoka.

Cena stroja CMM

Novi koordinatni merilni stroji se začnejo v razponu od 20.000 do 30.000 $ in segajo do več kot milijon $.

Dela v strojnici, povezana s CMM

Upravitelj CMM

CMM programer

Operater CMM