Kompletní průvodce strojem a měření CMM

Co je to stroj CMM?

Představte si stroj ve stylu CNC schopný provést velmi přesná měření vysoce automatizovaným způsobem. To je to, co dělají stroje CMM!

CMM znamená „měřicí stroj na souřadnici“. Možná jsou konečnými 3D měřicími zařízeními z hlediska jejich kombinace celkové flexibility, přesnosti a rychlosti.

Aplikace souřadnicových měřicích strojů

Koordinované měření strojů je cenné kdykoli je třeba provést přesná měření. A čím složitější nebo početnější měření, tím výhodnější je používat CMM.

Obvykle se CMM používají pro kontrolu a kontrolu kvality. To znamená, že se používají k ověření, že část splňuje požadavky a specifikace návrháře.

Mohou být také zvyklíReverzní inženýrexistující díly prováděním přesných měření jejich funkcí.

Kdo vynalezl stroje CMM?

První stroje CMM byly vyvinuty Skotskou společností Ferranti v 50. letech 20. století. Byly potřebné pro přesné měření částí v leteckém a obranném průmyslu. První stroje měly pouze 2 osy pohybu. 3 stroje osy byly představeny v 60. letech Itálií DEA. Počítačové ovládání přišlo na začátku 70. let a byla představena Sheffieldem USA.

Typy strojů CMM

Existuje pět typů měřicího stroje souřadnic:

• Typ mostu CMM: V tomto designu nejběžnější je hlava CMM na mostě. Jedna strana mostu jede na kolejnici na posteli a druhá je podporována na vzduchovém polštáři nebo jiné metodě na posteli bez vodicí kolejnice.
• Cantilever CMM: Konzol podporuje most pouze na jedné straně.
• Gantry CMM: Gántka používá vodicí kolejnici na obou stranách, jako je směrovač CNC. Obvykle se jedná o největší CMM, takže potřebují zvláštní podporu.
• Horizontální rameno CMM: Představte si konzol, ale s celým mostem pohybujícím se nahoru a dolů po jednom paži spíše než na vlastní ose. Jedná se o nejméně přesné CMM, ale mohou měřit velké komponenty, jako jsou automatická těla.
• Přenosný typ ramene CMM: Tyto stroje používají kloubená ramena a jsou obvykle ručně umístěny. Spíše než měření XYZ přímo vypočítají souřadnice z rotační polohy každého kloubu a známé délky mezi klouby.

Každý z nich má výhody a nevýhody v závislosti na typech měření. Tyto typy se vztahují na strukturu stroje, která se používá k umístění jehosondavzhledem k měřené části.

Zde je šikovný stůl, který pomůže pochopit výhody a nevýhody:

Sondy jsou obvykle umístěny ve 3 rozměrech - X, Y a Z. Sofistikovanější stroje však mohou také umožnit změnu úhlu sond, což umožňuje měření v místech, která by sonda nebyla schopna jinak dosáhnout. Rotační tabulky mohou být také použity ke zlepšení přístupu různých funkcí.

CMM jsou často vyrobeny ze žuly a hliníku a používají vzduchová ložiska

Sonda je senzor, který určuje, kde je povrch části, když je provedeno měření.

Typy sond zahrnují:

• Mechanický
• Optický
• Laser
• Bílé světlo

Koordinované měřicí stroje se používají zhruba třemi obecnými způsoby:

• Oddělení kontroly kvality: Zde jsou obvykle udržovány v čistých místnostech ovládaných klimatem, aby maximalizovaly jejich přesnost.
• Obchodní podlaha: Zde jsou CMM dole mezi stroji CNC, aby bylo snadné provádět inspekce jako součást výrobní buňky s minimálním cestováním mezi CMM a strojem, kde jsou díly zpracovány. To umožňuje provádět měření dříve a potenciálně častěji, což vede k úsporám, protože chyby jsou identifikovány dříve.
• Přenosné: Přenosné CMM se snadno pohybují. Mohou být použity na podlaze obchodu nebo dokonce přijímat na místo vzdálené z výrobního zařízení k měření dílů v terénu.

Jak přesné jsou stroje CMM (přesnost CMM)?

Přesnost strojů měření souřadnic se liší. Obecně se usilují o přesnost mikrometru nebo lepší. Ale není to tak snadné. Pro jednu věc, chyba může být funkce velikosti, takže chyba měření CMM může být určena jako krátký vzorec, který zahrnuje délku měření jako proměnné.

Například globální klasika Hexagonu CMM je uvedena jako cenově dostupná všestranná CMM a určuje jeho přesnost jako:

1,0 + L/300UM

Tato měření jsou v mikronech a L je specifikována v MM. Řekněme tedy, že se snažíme změřit délku funkce 10 mm. Vzorec by byl 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 nebo 1,03 mikronů.

Micron je tisícina mm, což je asi 0,00003937 palce. Chyba při měření naší délky 10 mm je tedy 0,00103 mm nebo 0,00004055 palců. To je méně než půl půl desáté - Pretty Malá chyba!

Na druhé straně by měl mít přesnost 10x, co se snažíme měřit. To znamená, že pokud bychom mohli toto měření věřit pouze na 10x tuto hodnotu, nebo 0,00005 palce. Stále docela malá chyba.

Věci jsou ještě nešťastnější pro měření CMM v obchodě. Pokud je CMM umístěna v inspekční laboratoři kontrolované teplotě, hodně pomáhá. Ale na podlaze obchodu se teploty mohou hodně lišit. Existují různé způsoby, jak může CMM kompenzovat změnu teploty, ale žádný z nich není dokonalý.

Tvůrci CMM často specifikují přesnost teplotního pásma a podle standardu ISO 10360-2 pro přesnost CMM je typický pás 64-72F (18-22C). To je skvělé, pokud vaše podlaha obchodu není v létě 86 ° F. Pak nemáte dobrou specifikaci pro chybu.

Někteří výrobci vám poskytnou sadu schodišť nebo teplotních pásů s různými specifikacemi přesnosti. Co se však stane, když jste ve více než jednom rozsahu pro stejný běh částí v různých denních denních nebo různých dnech v týdnu?

Jeden začne muset vytvářet rozpočet nejistoty, který umožňuje nejhorší případy. Pokud tyto nejhorší případy mají za následek nepřijatelné tolerance pro vaše části, jsou zapotřebí další změny procesu:

• Použití CMM můžete omezit na určité denní doby, kdy se tempy spadají do příznivějších rozsahů.
• Můžete si vybrat pouze stroj pouze dílů nebo funkcí s nižší tolerancí v konkrétní denní době.
• Lepší CMM mohou mít lepší specifikace pro vaše teplotní rozsahy. Mohou to stát za to, i když mohou být mnohem dražší.

Tato opatření samozřejmě způsobí zmatek o vaší schopnosti přesně naplánovat vaše práce. Najednou si myslíte, že lepší kontrola klimatu na podlaze obchodu může být užitečná investice.

Můžete vidět, jak je celá tato měřicí věc docela zatraceně.

Druhou složkou, která jde ruku v ruce, je to, jak jsou specifikovány tolerance CMM. Zlatým standardem je geometrický dimenzing a tolerances (GD&T). Podívejte se na náš úvodní kurz o GD&T a dozvíte se více.

CMM software

CMM provozuje různé druhy softwaru. Standard se nazývá DMIS, což znamená standard rozměrového rozhraní měření. I když to není hlavní softwarové rozhraní pro každého výrobce CMM, většina z nich jej alespoň podporuje.

Výrobci si vytvořili vlastní jedinečné příchutě, aby přidali úkoly měření, které DMIS nepodporovaly.

DMIS

Jak již bylo zmíněno DMIS, je standardem, ale stejně jako G-kód CNC existuje mnoho dialektů včetně:

• PC-DMIS: Hexagonova verze
• Opendmis
• Touchdmis: Perceptron

MCOSMOS

McOstMos je software CMM Nikon.

Calypso

Calypso je CMM software od Zeiss.

Software CMM a CAD/CAM

Jak se software CMM a programování vztahují k softwaru CAD/CAM?

Existuje mnoho různých formátů souborů CAD, takže zkontrolujte, se kterými software CMM je kompatibilní. Konečná integrace se nazývá definice založená na modelu (MBD). U MBD lze samotný model použít k extrahování rozměrů pro CMM.

MDB je docela přední hrana, takže se ve většině případů ještě nepoužívá.

Sondy CMM, příslušenství a příslušenství

Sondy CMM

K dispozici je řada typů a tvarů sondy pro usnadnění mnoha různých aplikací.

CMM příslušenství

Svítidla jsou všechna čas při nakládání a vykládání dílů na CMM, stejně jako na stroji CNC. Můžete dokonce získat CMM, které mají automatické nakladače palet, které maximalizují propustnost.

Cena stroje CMM

Nové měřicí stroje pro měření souřadnic začínají v rozmezí 20 000 až 30 000 USD a zvyšují až více než 1 milion USD.

Úlohy související s CMM v obchodě

CMM manažer

CMM programátor

Operátor CMM