Hoàn thành máy đo CMM và Hướng dẫn đo lường

Máy CMM là gì?

Hãy tưởng tượng một máy kiểu CNC có khả năng thực hiện các phép đo cực kỳ chính xác một cách tự động cao. Đó là những gì máy cmm làm!

CMM là viết tắt của máy đo tọa độ của người Viking. Có lẽ chúng là các thiết bị đo 3D cuối cùng về sự kết hợp của sự linh hoạt, chính xác và tốc độ tổng thể của chúng.

Các ứng dụng của máy đo tọa độ

Máy đo tọa độ có giá trị bất kỳ phép đo chính xác nào cần được thực hiện. Và càng phức tạp hoặc nhiều phép đo, việc sử dụng CMM càng nhiều lợi thế hơn.

Thông thường CMM được sử dụng để kiểm tra và kiểm soát chất lượng. Đó là, chúng được sử dụng để xác minh phần đáp ứng các yêu cầu và thông số kỹ thuật của nhà thiết kế.

Chúng cũng có thể được sử dụng đểKỹ sư đảo ngượcCác bộ phận hiện có bằng cách thực hiện các phép đo chính xác của các tính năng của chúng.

Ai đã phát minh ra máy CMM?

Các máy CMM đầu tiên được phát triển bởi Công ty Ferranti của Scotland vào những năm 1950. Chúng là cần thiết để đo lường chính xác các bộ phận trong ngành hàng không vũ trụ và quốc phòng. Các máy đầu tiên chỉ có 2 trục chuyển động. 3 máy trục được giới thiệu vào những năm 1960 bởi DEA của Ý. Kiểm soát máy tính xuất hiện vào đầu những năm 1970, và được giới thiệu bởi Sheffield của Hoa Kỳ.

Các loại máy CMM

Có năm loại máy đo tọa độ:

• CREMLE CMM: Trong thiết kế này, phổ biến nhất, đầu CMM cưỡi trên cây cầu. Một bên của cây cầu đi trên đường ray trên giường, và bên kia được hỗ trợ trên đệm không khí hoặc phương pháp khác trên giường mà không có đường ray dẫn đường.
• Cantilever CMM: Cantilever hỗ trợ cây cầu chỉ ở một bên.
• Gantry CMM: Gantry sử dụng đường ray dẫn đường ở cả hai bên, như bộ định tuyến CNC. Đây thường là CMM lớn nhất, vì vậy họ cần hỗ trợ thêm.
• CMM cánh tay ngang: Hình ảnh một hẫng, nhưng với toàn bộ cây cầu di chuyển lên và xuống cánh tay đơn hơn là trên trục riêng của nó. Đây là những CMM ít chính xác nhất, nhưng chúng có thể đo các thành phần lớn là các thành phần như thân xe tự động.
• CMM loại tay cầm tay: Các máy này sử dụng cánh tay nối và thường được định vị thủ công. Thay vì đo XYZ trực tiếp, chúng tính toán tọa độ từ vị trí quay của mỗi khớp và độ dài đã biết giữa các khớp.

Mỗi người có những ưu điểm và nhược điểm tùy thuộc vào các loại phép đo được thực hiện. Các loại này đề cập đến cấu trúc của máy được sử dụng để định vịthăm dòliên quan đến phần được đo.

Đây là một bàn tiện dụng để giúp hiểu những ưu và nhược điểm:

Các đầu dò thường được định vị trong 3 chiều, X, Y và Z. Tuy nhiên, các máy tinh vi hơn cũng có thể cho phép góc đầu dò được thay đổi cho phép đo ở những nơi mà đầu dò không thể đạt được. Các bảng quay cũng có thể được sử dụng để cải thiện khả năng tiếp cận của các tính năng khác nhau.

CMM thường được làm bằng đá granit và nhôm, và chúng sử dụng vòng bi không khí

Đầu dò là cảm biến xác định nơi bề mặt của bộ phận là khi thực hiện phép đo.

Các loại thăm dò bao gồm:

• Cơ học
• Quang học
• Laser
• Ánh sáng trắng

Máy đo tọa độ được sử dụng theo khoảng ba cách chung:

• Các bộ phận kiểm soát chất lượng: Đây là họ thường được giữ trong các phòng sạch được kiểm soát bởi khí hậu để tối đa hóa độ chính xác của họ.
• Tầng cửa hàng: Ở đây, CMM giảm xuống giữa các máy CNC để giúp dễ dàng thực hiện kiểm tra như một phần của tế bào sản xuất với hành trình tối thiểu giữa CMM và máy nơi các bộ phận được gia công. Điều này cho phép các phép đo được thực hiện sớm hơn và có khả năng thường xuyên dẫn đến tiết kiệm khi các lỗi được xác định sớm hơn.
• Di động: CMM di động rất dễ di chuyển. Chúng có thể được sử dụng trên sàn cửa hàng hoặc thậm chí đưa đến một trang web từ xa cơ sở sản xuất để đo các bộ phận trong lĩnh vực này.

Làm thế nào chính xác là các máy CMM (độ chính xác của CMM)?

Độ chính xác của các máy đo tọa độ khác nhau. Nói chung, họ nhắm đến độ chính xác của micromet hoặc tốt hơn. Nhưng nó không dễ dàng. Đối với một điều, có thể có một hàm có kích thước, do đó, lỗi đo của CMM có thể được chỉ định là một công thức ngắn bao gồm độ dài của phép đo dưới dạng biến.

Ví dụ, CMM cổ điển toàn cầu của Hexagon được liệt kê là một CMM đa năng giá cả phải chăng và chỉ định độ chính xác của nó là:

1.0 + L/300um

Các phép đo này có trong micron và L được chỉ định tính bằng mm. Vì vậy, giả sử chúng tôi đang cố gắng đo độ dài của tính năng 10 mm. Công thức sẽ là 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 hoặc 1,03 micron.

Một micron là một phần ba của một mm, khoảng 0,00003937 inch. Vì vậy, lỗi khi đo chiều dài 10 mm của chúng tôi là 0,00103 mm hoặc 0,00004055 inch. Đó là ít hơn nửa nửa lỗi nhỏ thứ mười!

Mặt khác, người ta nên có độ chính xác gấp 10 lần những gì chúng ta đang cố gắng đo lường. Vì vậy, điều đó có nghĩa là nếu chúng ta chỉ có thể tin tưởng phép đo này đến 10 lần giá trị đó, hoặc 0,00005 inch. Vẫn là một lỗi khá nhỏ.

Mọi thứ thậm chí còn trở nên mờ nhạt hơn đối với các phép đo CMM sàn cửa hàng. Nếu CMM được đặt trong phòng thí nghiệm kiểm tra kiểm soát nhiệt độ, nó sẽ giúp rất nhiều. Nhưng trên sàn cửa hàng, nhiệt độ có thể thay đổi khá nhiều. Có nhiều cách khác nhau mà CMM có thể bù cho sự thay đổi nhiệt độ, nhưng không có cách nào hoàn hảo.

Các nhà sản xuất CMM thường chỉ định độ chính xác cho dải nhiệt độ và theo tiêu chuẩn ISO 10360-2 cho độ chính xác CMM, một dải điển hình là 64-72F (18-22C). Điều đó thật tuyệt trừ khi sàn cửa hàng của bạn là 86F vào mùa hè. Sau đó, bạn không có thông số kỹ thuật tốt cho lỗi.

Một số nhà sản xuất sẽ cung cấp cho bạn một bộ cầu thang hoặc dải nhiệt độ với các thông số kỹ thuật chính xác khác nhau. Nhưng điều gì xảy ra nếu bạn ở trong nhiều phạm vi cho cùng một phần của các phần vào các thời điểm khác nhau trong ngày hoặc các ngày khác nhau trong tuần?

Người ta bắt đầu phải tạo ra một ngân sách không chắc chắn cho phép các trường hợp xấu nhất. Nếu những trường hợp tồi tệ nhất đó dẫn đến dung sai không thể chấp nhận được cho các bộ phận của bạn, cần phải thay đổi quy trình tiếp theo:

• Bạn có thể giới hạn CMM sử dụng cho một số thời điểm nhất định trong ngày khi các temps rơi vào phạm vi thuận lợi hơn.
• Bạn có thể chọn chỉ máy hoặc tính năng dung sai thấp hơn vào những thời điểm cụ thể trong ngày.
• CMM tốt hơn có thể có thông số kỹ thuật tốt hơn cho phạm vi nhiệt độ của bạn. Họ có thể có giá trị mặc dù chúng có thể đắt hơn rất nhiều.

Tất nhiên các biện pháp này sẽ tàn phá khả năng của bạn để lên lịch chính xác cho công việc của bạn. Đột nhiên bạn đang nghĩ rằng kiểm soát khí hậu tốt hơn trên sàn cửa hàng có thể là một khoản đầu tư đáng giá.

Bạn có thể thấy làm thế nào toàn bộ phép đo này trở nên khá cầu kỳ.

Các thành phần khác đi đôi với nhau là cách kiểm tra dung sai bằng CMM được chỉ định. Tiêu chuẩn vàng là kích thước hình học và dung sai (GD & T). Kiểm tra khóa học giới thiệu của chúng tôi về GD & T để tìm hiểu thêm.

Phần mềm CMM

CMM đang chạy các loại phần mềm khác nhau. Tiêu chuẩn được gọi là DMIS, viết tắt của tiêu chuẩn giao diện đo kích thước. Mặc dù nó không phải là giao diện phần mềm chính cho mỗi nhà sản xuất CMM, nhưng hầu hết trong số họ ít nhất là hỗ trợ nó.

Các nhà sản xuất đã tạo ra các hương vị độc đáo của riêng họ để thêm các nhiệm vụ đo lường không được DMIS hỗ trợ.

DMIS

Như đã đề cập DMIS, là tiêu chuẩn, nhưng giống như mã G của CNC, có nhiều phương ngữ bao gồm:

• PC-DMIS: Phiên bản của Hexagon
• OpenDmis
• TouchDmis: Perceptron

Mcosmos

Mcostmos là phần mềm CMM của Nikon.

Calypso

Calypso là phần mềm CMM từ Zeiss.

Phần mềm Cmm và CAD/CAM

Làm thế nào để phần mềm CMM và lập trình liên quan đến phần mềm CAD/CAM?

Có nhiều định dạng tệp CAD khác nhau, vì vậy hãy kiểm tra xem phần mềm CMM của bạn nào tương thích. Tích hợp cuối cùng được gọi là định nghĩa dựa trên mô hình (MBD). Với MBD, bản thân mô hình có thể được sử dụng để trích xuất kích thước cho CMM.

MDB là cạnh hàng đầu, vì vậy nó chưa được sử dụng trong phần lớn các trường hợp.

Đầu dò, đồ đạc và phụ kiện CMM

Đầu dò Cmm

Một loạt các loại và hình dạng thăm dò có sẵn để tạo điều kiện cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Đồ đạc CMM

Tất cả các thiết bị tiết kiệm thời gian khi tải và dỡ các bộ phận trên CMM, giống như trên máy CNC. Bạn thậm chí có thể nhận được CMM có bộ tải pallet tự động để tối đa hóa thông lượng.

Giá máy CMM

Các máy đo tọa độ mới bắt đầu trong phạm vi từ 20.000 đến 30.000 đô la và lên tới hơn 1 triệu đô la.

Các công việc liên quan đến CMM trong một cửa hàng máy móc

Trình quản lý CMM

Lập trình viên CMM

Toán tử CMM