מכונת CMM מלאה ומדריך מדידה

מהי מכונת CMM?

דמיין מכונה בסגנון CNC המסוגלת לבצע מדידות מדויקות במיוחד בצורה אוטומטית ביותר. זה מה שמכונות CMM עושות!

CMM מייצג "מכונת מדידה קואורדינטות". הם אולי מכשירי המדידה התלת -ממדיים האולטימטיביים מבחינת השילוב שלהם בין גמישות, דיוק ומהירות כללי.

יישומים של מכונות מדידה קואורדינטיות

תיאום מכונות מדידה הן בעלות ערך בכל עת יש לבצע מדידות מדויקות. וככל שהמדידות מורכבות או רבות יותר, כך הוא מועיל יותר להשתמש ב- CMM.

בדרך כלל CMM משמשים לבדיקה ובקרת איכות. כלומר, הם משמשים לאימות שהחלק עומד בדרישות ומפרטי המעצב.

הם עשויים לשמש גםמהנדס הפוךחלקים קיימים על ידי ביצוע מדידות מדויקות של התכונות שלהם.

מי המציא מכונות CMM?

מכונות ה- CMM הראשונות פותחו על ידי חברת פרנטי מסקוטלנד בשנות החמישים. הם היו נחוצים למדידה מדויקת של חלקים בתעשיות התעופה והחלל והביטחון. למכונות הראשונות היו רק 2 צירי תנועה. 3 מכונות ציר הוצגו בשנות השישים על ידי DEA באיטליה. בקרת מחשבים הגיעה בתחילת שנות השבעים, והוצגה על ידי שפילד מארה"ב.

סוגי מכונות CMM

ישנם חמישה סוגים של מכונת מדידת קואורדינטות:

• CMM מסוג גשר: בעיצוב זה, הנפוץ ביותר, ראש CMM רוכב על גשר. צד אחד של הגשר רוכב על מעקה על המיטה, והשני נתמך על כרית אוויר או שיטה אחרת על המיטה ללא מעקה מדריך.
• Cוח CMM: השלוחה תומך בגשר בצד אחד בלבד.
• Gantry CMM: ה- Gantry משתמש במעקה מדריך משני הצדדים, כמו נתב CNC. בדרך כלל אלה הם ה- CMM הגדולים ביותר, ולכן הם זקוקים לתמיכה הנוספת.
• זרוע אופקית CMM: דמיין שלוחה, אך עם כל הגשר נע ומטה בזרוע היחידה ולא על ציר עצמו. אלה CMM הפחות מדויקים, אך הם יכולים למדוד דק גדול היה רכיבים כמו גופי רכב.
• CMM מסוג זרוע ניידת: מכונות אלה משתמשות בזרועות משותפות ומוצבות בדרך כלל ידנית. במקום למדוד את XYZ ישירות, הם מחשבים קואורדינטות מהמיקום הסיבובי של כל מפרק והאורך הידוע בין המפרקים.

לכל אחד מהם יתרונות וחסרונות בהתאם לסוגי המדידות שיש לבצע. סוגים אלה מתייחסים למבנה המכונה המשמש למיקום שלהבְּדִיקָהיחסית לחלק שנמדד.

להלן טבלה שימושית שתסייע בהבנת היתרונות והחסרונות:

בדיקות ממוקמות בדרך כלל בשלושה ממדים - X, Y ו- Z. עם זאת, מכונות מתוחכמות יותר יכולות גם לאפשר לשנות את זווית הבדיקות המאפשרת מדידה במקומות שהבחינת לא תוכל להגיע. ניתן להשתמש בטבלאות סיבוביות גם לשיפור יכולת הגישה של תכונות שונות.

CMMs עשויים לרוב מגרניט ואלומיניום, והם משתמשים במיסבי אוויר

הגשוש הוא החיישן שקובע היכן משטח החלק הוא כאשר מתבצעת מדידה.

סוגי הבדיקות כוללים:

• מֵכָנִי
• אוֹפּטִי
• לייזר
• אור לבן

מכונות מדידה מתואמות משמשות בערך שלוש דרכים כלליות:

• מחלקות לבקרת איכות: הנה בדרך כלל הם שומרים בחדרים נקיים בשליטת אקלים כדי למקסם את הדיוק שלהם.
• רצפת חנות: כאן CMM הם למטה בין מכונות ה- CNC כדי להקל על ביצוע הבדיקות כחלק מתא ייצור עם מינימום נסיעה בין CMM למכונה בה מיובשים חלקים. זה מאפשר לבצע מדידות מוקדם יותר ועלולה להיות לעתים קרובות יותר מה שמוביל לחיסכון שכן שגיאות מזוהות מוקדם יותר.
• נייד: CMM נייד קל להתקדם. הם עשויים לשמש בקומת חנות או אפילו לקחת לאתר שלט ממתקן הייצור למדידת חלקים בשדה.

עד כמה מכונות CMM מדויקות (דיוק CMM)?

הדיוק של מכונות המדידה של קואורדינטות משתנה. באופן כללי, הם מכוונים לדיוק מיקרומטר או יותר טוב. אבל זה לא כל כך קל. ראשית, שגיאה יכולה להיות פונקציה של גודל, כך שניתן לציין שגיאת מדידה של CMM כנוסחה קצרה הכוללת את אורך המדידה כמשתנה.

לדוגמה, ה- CMM הקלאסי של Hexagon של Hexagon רשום כ- CMM נוח לכל מטרה, ומציין את דיוקו כ:

1.0 + l/300um

מדידות אלה נמצאות במיקרון ו- L מוגדר ב- MM. אז בואו נגיד שאנחנו מנסים למדוד את אורך תכונה של 10 מ"מ. הנוסחה תהיה 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 או 1.03 מיקרון.

מיקרון הוא אלף מ"מ, שהוא בערך 0.00003937 אינץ '. אז השגיאה בעת מדידת אורך 10 מ"מ שלנו היא 0.00103 מ"מ או 0.00004055 אינץ '. זה פחות מחצי חצי שגיאה קטנה -עשירית - יחידה!

מצד שני, צריך להיות דיוק 10x מה שאנחנו מנסים למדוד. זה אומר שאם אנו עשויים לסמוך רק על המדידה הזו ל -10X זה ערך, או 0.00005 אינץ '. עדיין שגיאה די קטנה.

הדברים נעשים עוד יותר עכורים למדידות CMM של רצפת חנות. אם ה- CMM שוכן במעבדת פיקוח מבוקרת בטמפרטורה, זה עוזר רבות. אבל בקומת החנות הטמפרטורות יכולות להשתנות די הרבה. ישנן דרכים שונות ש- CMM יכול לפצות על שונות בטמפרטורה, אך אף אחת מהן אינה מושלמת.

יצרני CMM מציין לעתים קרובות דיוק עבור פס טמפרטורה, ועל פי תקן ISO 10360-2 לדיוק CMM, פס טיפוסי הוא 64-72F (18-22C). זה נהדר אלא אם כן רצפת החנות שלך היא 86F בקיץ. אז אין לך מפרט טוב לשגיאה.

חלק מהיצרנים יעניקו לך קבוצה של מדרגות מדרגות או להקות טמפרטורה עם מפרט דיוק שונה. אבל מה קורה אם אתה נמצא יותר מטווח אחד לאותה ריצת חלקים בשעות שונות ביום או בימים שונים בשבוע?

אחד מתחיל ליצור תקציב אי וודאות המאפשר מקרים גרועים ביותר. אם המקרים הגרועים ביותר גורמים לסובלנות פסולה לחלקים שלך, יש צורך בשינויים נוספים בתהליך:

• אתה יכול להגביל את השימוש ב- CMM לזמנים מסוימים ביום כאשר הזמניות נופלות בטווחים נוחים יותר.
• אתה יכול לבחור רק למכונה חלקי סובלנות נמוכים יותר או תכונות בשעות מסוימות ביום.
• ל- CMM טובים יותר עשויים להיות מפרט טוב יותר לטווחי הטמפרטורה שלך. יתכן שהם שווים את זה למרות שהם יכולים להיות יקרים בהרבה.

כמובן שאמצעים אלה יעוררו הרס על היכולת שלך לתזמן במדויק את עבודתך. פתאום אתה חושב שבקרת אקלים טובה יותר בקומת החנות עשויה להיות השקעה כדאית.

אתה יכול לראות איך כל עניין המדידה הזה נהיה די מרומם.

המרכיב הנוסף שהולך יד ביד הוא כיצד מוגדרים סובלנות שיש לבדוק על ידי CMM. תקן הזהב הוא מימד גיאומטרי וסובלנות (GD & T). עיין בקורס ההיכרות שלנו ב- GD&T כדי ללמוד עוד.

תוכנת CMM

CMM's Run סוגים שונים של תוכנות. התקן נקרא DMIS, העומד על תקן ממשק מדידה ממדי. אמנם זה לא ממשק התוכנה העיקרי עבור כל יצרן CMM, אך רובם לפחות תומכים בו.

היצרנים יצרו טעמים ייחודיים משלהם על מנת להוסיף משימות מדידה שאינן נתמכות על ידי DMIS.

DMIS

כאמור DMIS, הוא הסטנדרט, אך כמו קוד ה- G של CNC, ישנם ניבים רבים כולל:

• PC-DMIS: גרסת המשושה
• Opendmis
• TouchDmis: Perceptron

מקוסמוס

McOSTMOS היא תוכנת CMM של ניקון.

קליפסו

Calypso היא תוכנת CMM מ- Zeiss.

תוכנת CMM ו- CAD/CAM

כיצד תוכנת CMM ותכנות מתייחסים לתוכנת CAD/CAM?

יש הרבה פורמטים שונים של קבצי CAD, אז בדוק אילו תוכנת CMM שלך תואמת. האינטגרציה האולטימטיבית נקראת הגדרה מבוססת מודל (MBD). עם MBD, ניתן להשתמש בדגם עצמו כדי לחלץ מידות עבור ה- CMM.

MDB הוא די מוביל, כך שהוא עדיין לא משמש ברוב המקרים.

CMM בדיקות, אביזרים ואביזרים

CMM בדיקות

ניתן להשיג מגוון סוגים וצורות בדיקות כדי להקל על יישומים רבים ושונים.

גופי CMM

אביזרים הם כולם חוסכים זמן בעת ​​העמסה ופריקה של חלקים ב- CMM, ממש כמו במכונת CNC. אתה יכול אפילו להשיג CMM שיש להם מעמיסי מזרן אוטומטיים כדי למקסם את התפוקה.

מחיר מכונת CMM

מכונות מדידה של קואורדינטות חדשות מתחילות בטווח של 20,000 עד 30,000 $ ועולות ליותר ממיליון דולר.

עבודות הקשורות ל- CMM בחנות מכונות

מנהל CMM

CMM מתכנת

מפעיל CMM