Panduan Mesin dan Pengukuran CMM Lengkap

Apakah itu Mesin CMM?

Bayangkan sebuah mesin ala CNC yang mampu membuat pengukuran yang sangat tepat dengan cara yang sangat automatik. Itulah yang dilakukan oleh Mesin CMM!

CMM bermaksud “Mesin Pengukur Koordinat”. Ia mungkin peranti pengukur 3D terbaik dari segi gabungan fleksibiliti, ketepatan dan kelajuan keseluruhannya.

Aplikasi Mesin Pengukur Koordinat

Mesin Pengukur Koordinat adalah berharga setiap kali pengukuran tepat perlu dibuat. Dan semakin kompleks atau banyak pengukuran, semakin berfaedah penggunaan CMM.

Biasanya CMM digunakan untuk pemeriksaan dan kawalan kualiti. Iaitu, ia digunakan untuk mengesahkan bahawa bahagian tersebut memenuhi keperluan dan spesifikasi pereka.

Mereka juga boleh digunakan untukjurutera terbalikbahagian sedia ada dengan membuat pengukuran yang tepat terhadap ciri-cirinya.

Siapakah yang mencipta Mesin CMM?

Mesin CMM pertama telah dibangunkan oleh Syarikat Ferranti dari Scotland pada tahun 1950-an. Ia diperlukan untuk pengukuran ketepatan bahagian dalam industri aeroangkasa dan pertahanan. Mesin pertama hanya mempunyai 2 paksi gerakan. Mesin 3 paksi diperkenalkan pada tahun 1960-an oleh DEA ​​dari Itali. Kawalan komputer muncul pada awal 1970-an, dan diperkenalkan oleh Sheffield dari Amerika Syarikat.

Jenis-jenis Mesin CMM

Terdapat lima jenis mesin pengukur koordinat:

• Jenis Jambatan CMM: Dalam reka bentuk ini, yang paling biasa, kepala CMM bergantung pada jambatan. Satu sisi jambatan bergantung pada rel di atas katil, dan sisi yang satu lagi disokong pada kusyen udara atau kaedah lain di atas katil tanpa rel panduan.
• Cantilever CMM: Cantilever menyokong jambatan pada satu sisi sahaja.
• CMM Gantry: Gantry menggunakan rel panduan di kedua-dua belah pihak, seperti Penghala CNC. Ini biasanya merupakan CMM terbesar, jadi ia memerlukan sokongan tambahan.
• CMM Lengan Mendatar: Bayangkan sebuah kantilever, tetapi dengan seluruh jambatan bergerak ke atas dan ke bawah lengan tunggal dan bukannya pada paksinya sendiri. Ini adalah CMM yang paling tidak tepat, tetapi ia boleh mengukur komponen nipis yang besar seperti badan kereta.
• Jenis Lengan Mudah Alih CMM: Mesin ini menggunakan lengan bersambung dan biasanya diletakkan secara manual. Daripada mengukur XYZ secara langsung, ia mengira koordinat daripada kedudukan putaran setiap sambungan dan panjang yang diketahui antara sambungan.

Setiap satu mempunyai kelebihan dan kekurangan bergantung pada jenis pengukuran yang akan dibuat. Jenis ini merujuk kepada struktur mesin yang digunakan untuk meletakkannyasiasatanrelatif kepada bahagian yang diukur.

Berikut ialah jadual berguna untuk membantu memahami kebaikan dan keburukan:

Prob biasanya diletakkan dalam 3 dimensi–X, Y dan Z. Walau bagaimanapun, mesin yang lebih canggih juga boleh membenarkan sudut prob diubah yang membolehkan pengukuran di tempat yang prob tidak dapat capai. Meja putar juga boleh digunakan untuk meningkatkan keupayaan pendekatan pelbagai ciri.

CMM selalunya diperbuat daripada granit dan aluminium, dan ia menggunakan galas udara

Probe ialah sensor yang menentukan di mana permukaan bahagian itu berada apabila pengukuran dibuat.

Jenis-jenis prob termasuk:

• Mekanikal
• Optik
• Laser
• Cahaya Putih

Mesin Pengukuran Koordinat digunakan dalam kira-kira tiga cara umum:

• Jabatan Kawalan Kualiti: Ia biasanya disimpan di bilik bersih yang dikawal suhunya untuk memaksimumkan ketepatannya.
• Lantai Bengkel: Di sini, CMM berada di antara Mesin CNC untuk memudahkan pemeriksaan dilakukan sebagai sebahagian daripada sel pembuatan dengan pergerakan minimum antara CMM dan mesin tempat bahagian dimesin. Ini membolehkan pengukuran dibuat lebih awal dan berkemungkinan lebih kerap yang membawa kepada penjimatan kerana ralat dikenal pasti lebih awal.
• Mudah alih: CMM mudah alih mudah dialihkan. Ia boleh digunakan di Tingkat Kedai atau dibawa ke tapak yang jauh dari kemudahan pembuatan untuk mengukur bahagian di lapangan.

Seberapa Tepatkah Mesin CMM (Ketepatan CMM)?

Ketepatan Mesin Pengukuran Koordinat berbeza-beza. Secara amnya, ia menyasarkan ketepatan mikrometer atau lebih baik. Tetapi ia tidak semudah itu. Salah satunya, ralat yang terdapat boleh menjadi fungsi saiz, jadi ralat pengukuran CMM boleh dinyatakan sebagai formula pendek yang merangkumi panjang pengukuran sebagai pembolehubah.

Contohnya, Hexagon's Global Classic CMM disenaraikan sebagai CMM serba guna yang berpatutan dan menyatakan ketepatannya sebagai:

1.0 + L/300um

Ukuran tersebut adalah dalam mikron dan L dinyatakan dalam mm. Jadi katakan kita cuba mengukur panjang ciri 10mm. Formulanya ialah 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 atau 1.03 mikron.

Satu mikron ialah seperseribu mm, iaitu kira-kira 0.00003937 inci. Jadi ralat apabila mengukur panjang 10mm kita ialah 0.00103 mm atau 0.00004055 inci. Itu kurang daripada setengah persepuluh–ralat yang agak kecil!

Sebaliknya, ketepatannya harus 10x ganda daripada yang kita cuba ukur. Jadi itu bermakna jika kita hanya boleh mempercayai ukuran ini sehingga 10x ganda nilai itu, atau 0.00005 inci. Masih ralat yang agak kecil.

Keadaan menjadi lebih samar untuk pengukuran CMM di tingkat kedai. Jika CMM ditempatkan di makmal pemeriksaan yang dikawal suhu, ia banyak membantu. Tetapi di Tingkat Kedai, suhu boleh berbeza-beza dengan ketara. Terdapat pelbagai cara CMM boleh mengimbangi variasi suhu, tetapi tiada satu pun yang sempurna.

Pembuat CMM sering menentukan ketepatan untuk jalur suhu, dan mengikut piawaian ISO 10360-2 untuk ketepatan CMM, jalur biasa ialah 64-72F (18-22C). Itu bagus melainkan Lantai Kedai anda ialah 86F pada musim panas. Maka anda tidak mempunyai spesifikasi yang baik untuk ralat tersebut.

Sesetengah pengeluar akan memberikan anda satu set tangga atau jalur suhu dengan spesifikasi ketepatan yang berbeza. Tetapi apa yang berlaku jika anda berada dalam lebih daripada satu julat untuk larian bahagian yang sama pada waktu yang berbeza dalam sehari atau hari yang berbeza dalam seminggu?

Seseorang mula perlu membuat bajet ketidakpastian yang membenarkan kes terburuk. Jika kes terburuk tersebut mengakibatkan toleransi yang tidak boleh diterima untuk bahagian anda, perubahan proses selanjutnya diperlukan:

• Anda boleh mengehadkan penggunaan CMM pada waktu-waktu tertentu dalam sehari apabila suhu berada dalam julat yang lebih baik.
• Anda boleh memilih untuk hanya memproses bahagian atau ciri yang bertoleransi rendah pada waktu tertentu dalam sehari.
• CMM yang lebih baik mungkin mempunyai spesifikasi yang lebih baik untuk julat suhu anda. Ia mungkin berbaloi walaupun harganya boleh jadi jauh lebih mahal.

Sudah tentu langkah-langkah ini akan menjejaskan keupayaan anda untuk menjadualkan kerja anda dengan tepat. Tiba-tiba anda terfikir bahawa kawalan iklim yang lebih baik di Tingkat Kedai mungkin merupakan pelaburan yang berbaloi.

Anda dapat melihat bagaimana keseluruhan perkara pengukuran ini menjadi agak rewel.

Satu lagi perkara yang perlu dipertimbangkan ialah bagaimana toleransi yang perlu diperiksa oleh CMM ditentukan. Piawaian emas ialah Pendimensian dan Toleransi Geometri (GD&T). Lihat kursus pengenalan kami tentang GD&T untuk mengetahui lebih lanjut.

Perisian CMM

CMM menjalankan pelbagai jenis perisian. Piawaian ini dipanggil DMIS, yang bermaksud Piawaian Antara Muka Pengukuran Dimensi. Walaupun ia bukan antara muka perisian utama bagi setiap pengeluar CMM, kebanyakannya sekurang-kurangnya menyokongnya.

Pengilang telah mencipta perisa unik mereka sendiri untuk menambah tugasan pengukuran yang tidak disokong oleh DMIS.

DMIS

Seperti yang dinyatakan, DMIS adalah standard, tetapi seperti kod-g CNC, terdapat banyak dialek termasuk:

• PC-DMIS: Versi Hexagon
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS ialah perisian CMM Nikon.

Kalipso

Calypso ialah perisian CMM daripada Zeiss.

Perisian CMM dan CAD/CAM

Bagaimanakah Perisian dan Pengaturcaraan CMM berkaitan dengan Perisian CAD/CAM?

Terdapat banyak format fail CAD yang berbeza, jadi semak format yang serasi dengan Perisian CMM anda. Integrasi muktamad dipanggil Definisi Berasaskan Model (MBD). Dengan MBD, model itu sendiri boleh digunakan untuk mengekstrak dimensi untuk CMM.

MDB agak canggih, jadi ia belum digunakan dalam kebanyakan kes.

Prob, Lekapan dan Aksesori CMM

Prob CMM

Pelbagai jenis dan bentuk prob tersedia untuk memudahkan pelbagai aplikasi.

Jadual CMM

Semua lekapan menjimatkan masa semasa memuat dan memunggah bahagian pada CMM, sama seperti pada Mesin CNC. Anda juga boleh mendapatkan CMM yang mempunyai pemuat palet automatik untuk memaksimumkan daya pemprosesan.

Harga Mesin CMM

Mesin Pengukur Koordinat Baharu bermula dalam lingkungan $20,000 hingga $30,000 dan meningkat sehingga lebih $1 juta.

Pekerjaan Berkaitan CMM di Bengkel Mesin

Pengurus CMM

Pengaturcara CMM

Pengendali CMM