Täydellinen CMM -kone- ja mittausopas

Mikä on CMM -kone?

Kuvittele CNC-tyylinen kone, joka pystyy tekemään erittäin tarkkoja mittauksia erittäin automatisoidulla tavalla. Sitä CMM -koneet tekevät!

CMM tarkoittaa ”koordinaattimittauskonetta”. Ne ovat ehkä lopullisia 3D -mittauslaitteita yleisen joustavuuden, tarkkuuden ja nopeuden yhdistelmän suhteen.

Koordinaattimittauskoneiden sovellukset

Koordinaattimittauskoneet ovat arvokkaita milloin tahansa tarkkoja mittauksia. Ja mitä monimutkaisempi tai lukuisampi mittaukset, sitä edullisempi on käyttää CMM: ää.

Tyypillisesti CMM: ää käytetään tarkastukseen ja laadunvalvontaan. Toisin sanoen niitä käytetään osaksi, joka täyttää suunnittelijan vaatimukset ja eritelmät.

Niitä voidaan käyttää myösperuutusinsinööriolemassa olevat osat tekemällä tarkkoja mittauksia niiden ominaisuuksista.

Kuka keksi CMM -koneita?

Ensimmäiset CMM -koneet on kehittänyt Skotlannin Ferranti Company 1950 -luvulla. Niitä tarvittiin osien tarkkuuden mittaamiseen ilmailu- ja puolustusteollisuudessa. Aivan ensimmäisissä koneissa oli vain 2 liikettä. Italian Dea esitteli 3 -akselin koneet 1960 -luvulla. Tietokoneen hallinta tuli 1970 -luvun alkupuolella, ja sen esitteli Sheffield of USA.

CMM -koneiden tyypit

Koordinaattimittauskonetta on viisi tyyppiä:

• Siltatyyppi CMM: Tässä mallissa yleisin CMM -pää ajaa sillalla. Sillan toinen puoli kulkee kiskolla sängyllä, ja toista tuetaan ilmatyynyllä tai muulla menetelmällä sängyssä ilman ohjauskiskoa.
• Canilever CMM: Kannake tukee siltaa vain yhdellä puolella.
• Gantry CMM: Gantry käyttää ohjauskiskoa molemmin puolin, kuten CNC -reititin. Nämä ovat tyypillisesti suurimpia CMM: ää, joten ne tarvitsevat ylimääräistä tukea.
• Vaakavarsi CMM: Kuva uloke, mutta koko silta liikkuu ylös ja alas yhden käsivarren sijasta oman akselinsa sijasta. Nämä ovat vähiten tarkkoja CMM: ää, mutta ne voivat mitata suuria ohut komponentit, kuten autokappaleet.
• Kannettava käsityyppi CMM: Nämä koneet käyttävät nivelvarsia ja ovat tyypillisesti manuaalisesti sijoitettuja. Sen sijaan, että mitataan XYZ suoraan, ne laskevat koordinaatit kunkin nivelen kiertopaikasta ja nivelten välisestä pituudesta.

Jokaisella on etuja ja haittoja tehdyistä mittaustyypeistä riippuen. Nämä tyypit viittaavat koneen rakenteeseen, jota käytetään sen sijoittamiseenkoetinsuhteessa mitattavaan osaan.

Tässä on kätevä pöytä, joka auttaa ymmärtämään etuja ja haittoja:

Koettimet on normaalisti sijoitettu 3 ulottuvuuteen - X, Y ja Z. Kuitenkin hienostuneemmat koneet voivat myös antaa koettimien kulman vaihtamisen, mikä mahdollistaa mittauksen paikoissa, joihin koetin ei muuten pysty saavuttamaan. Kiertotaulukoita voidaan käyttää myös parantamaan eri ominaisuuksien lähestymistapaa.

CMM: t on usein valmistettu graniitista ja alumiinista, ja he käyttävät lentolaakereita

Koetin on anturi, joka määrittää, missä osan pinta on, kun mittaus tehdään.

Koetintyyppejä ovat:

• Mekaaninen
• Optinen
• Laser
• Valkoinen valo

Koordinaattimittauskoneita käytetään suunnilleen kolmella yleisellä tavalla:

• Laadunvalvontaosastot: Tässä on tyypillisesti ilmasto-ohjatuissa puhtaissa huoneissa maksimoidakseen niiden tarkkuuden.
• Kaupan lattia: Täällä CMM: t ovat alhaalla CNC -koneiden joukossa, jotta tarkastusten suorittaminen on helppoa osana valmistuskennoa, jolla on vähimmäismatka CMM: n ja koneen välillä, jossa osien koneista on. Tämä mahdollistaa mittausten tekemisen aikaisemmin ja mahdollisesti useammin, mikä johtaa säästöihin, koska virheet tunnistetaan nopeammin.
• Kannettava: Kannettavat CMM: t on helppo liikkua. Niitä voidaan käyttää myymäläkerroksessa tai jopa viedä valmistuslaitoksen kaukaiseen sivustoon kentän osien mittaamiseksi.

Kuinka tarkkoja CMM -koneita (CMM -tarkkuus) ovat?

Koordinaattimittauskoneiden tarkkuus vaihtelee. Yleensä he pyrkivät mikrometrin tarkkuuteen tai parempaan. Mutta se ei ole niin helppoa. Ensinnäkin virhe voi olla koon funktio, joten CMM: n mittausvirhe voidaan määrittää lyhyeksi kaavaksi, joka sisältää mittauksen pituuden muuttujana.

Esimerkiksi Hexagonin globaali klassinen CMM on lueteltu edullisena yleiskäyttöisenä CMM: nä ja määrittelee sen tarkkuuden seuraavasti:

1,0 + l/300um

Nämä mittaukset ovat mikroneissa ja L määritetään mm. Joten sanotaan, että yritämme mitata 10 mm: n ominaisuuden pituuden. Kaava olisi 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 tai 1,03 mikronia.

Mikroni on tuhannes mm, joka on noin 0,00003937 tuumaa. Joten virhe 10 mm: n pituuden mittaamisessa on 0,00103 mm tai 0,00004055 tuumaa. Se on alle puoli puolta kymmenesosaa - pirteä pieni virhe!

Toisaalta on oltava tarkkuus 10x mitä yritämme mitata. Joten se tarkoittaa, että jos voisimme luottaa tähän mittaukseen vain 10X: iin, tai 0,00005 tuumaa. Vielä melko pieni virhe.

Asiat saavat jopa murkieriksi myymäläkerroksen CMM -mittauksiin. Jos CMM on sijoitettu lämpötilan ohjattuun tarkastuslaboratorioon, se auttaa paljon. Mutta kaupan lattialla lämpötilat voivat vaihdella melko paljon. On olemassa monia tapoja, joilla CMM voi kompensoida lämpötilan vaihtelua, mutta mikään ei ole täydellinen.

CMM-valmistajat määrittelevät usein lämpötilakaistan tarkkuuden, ja ISO 10360-2 -standardin mukaan CMM-tarkkuus on tyypillinen kaista 64-72F (18-22C). Se on hienoa, ellei myymäläkerroksesi ole 86F kesällä. Sitten sinulla ei ole hyvää virhettä virheestä.

Jotkut valmistajat antavat sinulle joukon portaikkoja tai lämpötilakaistaja, joilla on erilaiset tarkkuustiedot. Mutta mitä tapahtuu, jos olet useammassa kuin yhdellä alueella samaan osien ajamiseen eri vuorokauden aikoina tai viikon eri päivinä?

Yksi alkaa luoda epävarmuusbudjetti, joka mahdollistaa pahimmat tapaukset. Jos nämä pahimmat tapaukset johtavat osien hyväksymättömiin toleransseihin, tarvitaan lisäprosessimuutoksia:

• Voit rajoittaa CMM: ää tiettyihin päiväaikoihin, kun temps laskee suotuisammilla alueilla.
• Voit halutessasi vain koneistaa alhaisemmat toleranssiosat tai ominaisuudet tietyinä vuorokaudenaikoina.
• Paremmilla CMM: llä voi olla parempia tietoja lämpötila -alueistasi. Ne saattavat olla sen arvoisia, vaikka ne voivat olla paljon kalliimpia.

Tietysti nämä toimenpiteet tuhoavat kyvystäsi ajoittaa työsi tarkasti. Yhtäkkiä ajattelet, että parempi ilmastohallinta kaupan lattialla saattaa olla kannattava sijoitus.

Voit nähdä, kuinka tämä koko mittausasia on melko darned kiusallinen.

Toinen käsi kädessä kulkeva ainesosa on se, kuinka CMM: n tarkistaminen toleranssit määritetään. Kultastandardi on geometrinen mitoitus ja sietokyky (GD&T). Tutustu GD&T: n johdantokurssillemme saadaksesi lisätietoja.

CMM -ohjelmisto

CMM: llä on erilaisia ​​ohjelmistoja. Standardia kutsutaan DMI: ksi, joka tarkoittaa mittamittausrajapinnan standardia. Vaikka se ei ole jokaisen CMM -valmistajan tärkein ohjelmistorajapinta, suurin osa niistä tukee sitä.

Valmistajat ovat luoneet omat ainutlaatuiset maut lisätäkseen mittaustehtäviä, joita DMIS ei tue.

DMIS

Kuten mainittiin DMIS, on standardi, mutta kuten CNC: n G-koodi, on monia murteita, mukaan lukien:

• PC-DMIS: Hexagonin versio
• Opendmis
• Touchdmis: perceptron

Mcosmos

Mcostmos on Nikonin CMM -ohjelmisto.

Calypso

Calypso on CMM -ohjelmisto Zeissistä.

CMM ja CAD/CAM -ohjelmisto

Kuinka CMM -ohjelmisto ja ohjelmointi liittyvät CAD/CAM -ohjelmistoihin?

CAD -tiedostomuotoja on monia erilaisia, joten tarkista, minkä CMM -ohjelmistosi on yhteensopiva. Lopullista integraatiota kutsutaan mallipohjaiseksi määritelmäksi (MBD). MBD: n avulla mallia itse voidaan käyttää CMM: n mittojen purkamiseen.

MDB on melko etureuna, joten sitä ei vielä käytetä useimmissa tapauksissa.

CMM -koettimet, kalusteet ja lisävarusteet

CMM -koettimet

Monien erilaisten sovellusten helpottamiseksi on saatavana erilaisia ​​koetintyyppejä ja muotoja.

CMM -kalusteet

Kalusteet säästävät aikaa, kun ladataan ja purkaa osia CMM: iin, aivan kuten CNC -koneessa. Voit jopa saada CMM: ää, joissa on automaattiset kuormalavakuormalaitteet maksimoidaksesi läpimenon.

CMM -koneen hinta

Uudet koordinaattimittauskoneet alkavat 20 000–30 000 dollarin alueella ja nousevat yli miljoona dollaria.

CMM: ään liittyvät työpaikat konepajassa

CMM -johtaja

CMM -ohjelmoija

CMM -operaattori