Heildarleiðbeiningar um CMM vélar og mælingar

Hvað er CMM vél?

Ímyndaðu þér CNC-vél sem getur framkvæmt afar nákvæmar mælingar á mjög sjálfvirkan hátt. Það er það sem CMM-vélar gera!

CMM stendur fyrir „Coordinate Measuring Machine“. Þau eru líklega fullkomin þrívíddarmælitæki hvað varðar sveigjanleika, nákvæmni og hraða.

Notkun hnitamælingavéla

Hnitamælitæki eru verðmæt hvenær sem nákvæmar mælingar þarf að gera. Og því flóknari eða fjölmennari sem mælingarnar eru, því hagkvæmara er að nota snúningsmælitæki.

Venjulega eru CMM-vélar notaðar til skoðunar og gæðaeftirlits. Það er að segja, þær eru notaðar til að staðfesta að hlutinn uppfylli kröfur og forskriftir hönnuðarins.

Þau má einnig nota til aðöfugverkfræðinúverandi hluta með því að gera nákvæmar mælingar á eiginleikum þeirra.

Hver fann upp CMM vélar?

Fyrstu CMM vélarnar voru þróaðar af Ferranti Company í Skotlandi á sjötta áratugnum. Þær voru nauðsynlegar fyrir nákvæmar mælingar á hlutum í geimferða- og varnarmálaiðnaðinum. Fyrstu vélarnar höfðu aðeins tvær hreyfiásar. Þriggja ása vélar voru kynntar á sjöunda áratugnum af DEA á Ítalíu. Tölvustýring kom til sögunnar snemma á áttunda áratugnum og var kynnt af Sheffield í Bandaríkjunum.

Tegundir CMM véla

Það eru fimm gerðir af hnitamælingavélum:

• Brúargerð CMM: Í þessari hönnun, sem er algengust, liggur höfuð CMM á brú. Önnur hlið brúarinnar liggur á tein á rúminu og hin er studd á loftpúða eða annarri aðferð á rúminu án stýris.
• CMM með útdraganlegri pressu: Útdragan styður brúna aðeins á annarri hliðinni.
• Gantry CMM: Gantry-vélin notar leiðarteina á báðum hliðum, eins og CNC-fræsari. Þetta eru yfirleitt stærstu CMM-vélarnar, þannig að þær þurfa auka stuðning.
• Lárétt armur CMM: Ímyndaðu þér sveigju, en með allri brúnni sem færist upp og niður eftir einum arminum frekar en á eigin ás. Þetta eru síst nákvæmu CMM mælitækin, en þau geta mælt stóra, þunna hluti eins og bílayfirbyggingar.
• Færanleg arma CMM: Þessar vélar nota liðskipta arma og eru venjulega staðsettar handvirkt. Í stað þess að mæla XYZ beint reikna þær hnit út frá snúningsstöðu hvers liðs og þekktri lengd milli liða.

Hver þeirra hefur sína kosti og galla eftir því hvers konar mælingar á að gera. Þessar gerðir vísa til uppbyggingar vélarinnar sem notuð er til að staðsetja hana.rannsakamiðað við þann hluta sem verið er að mæla.

Hér er handhæg tafla til að hjálpa til við að skilja kosti og galla:

Mælitæki eru venjulega staðsett í þremur víddum – X, Y og Z. Hins vegar geta flóknari vélar einnig gert það mögulegt að breyta horni mælitækjanna, sem gerir kleift að mæla á stöðum sem mælitækið myndi annars ekki ná til. Einnig má nota snúningsborð til að bæta aðgengi að ýmsum eiginleikum.

CMM eru oft úr graníti og áli og nota loftlager

Mælirinn er skynjarinn sem ákvarðar hvar yfirborð hlutarins er staðsett þegar mæling er gerð.

Tegundir rannsakenda eru meðal annars:

• Vélrænt
• Sjónrænt
• Leysir
• Hvítt ljós

Hnitamælingarvélar eru notaðar á gróflega þrjá almenna vegu:

• Gæðaeftirlitsdeildir: Þær eru venjulega geymdar í loftslagsstýrðum hreinum herbergjum til að hámarka nákvæmni þeirra.
• Verkstæðisgólf: Hér eru skönnunarvélar (CMM) staðsettar meðal CNC-vélanna til að auðvelda skoðun sem hluta af framleiðsluklefa með lágmarks ferð milli skönnunarvélarinnar og vélarinnar þar sem hlutar eru unnar. Þetta gerir kleift að framkvæma mælingar fyrr og hugsanlega oftar sem leiðir til sparnaðar þar sem villur greinast fyrr.
• Flytjanlegar: Færanlegar mælingarmælingar eru auðveldar í notkun. Þær má nota á verkstæðisgólfi eða jafnvel taka með á stað fjarri framleiðsluaðstöðunni til að mæla hluta á vettvangi.

Hversu nákvæmar eru CMM vélar (CMM nákvæmni)?

Nákvæmni hnitamælingatækja er mismunandi. Almennt stefna þær að nákvæmni upp á míkrómetra eða betri. En það er ekki svo auðvelt. Til dæmis getur skekkjan verið fall af stærð, þannig að mæliskekkjan í snúningsmælingatækja má tilgreina sem stutta formúlu sem inniheldur lengd mælingarinnar sem breytu.

Til dæmis er Global Classic CMM frá Hexagon skráð sem hagkvæm alhliða CMM og tilgreinir nákvæmni þess sem:

1,0 + L/300µm

Þessar mælingar eru í míkronum og L er tilgreint í mm. Segjum sem svo að við séum að reyna að mæla lengd 10 mm eiginleika. Formúlan væri 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 eða 1,03 míkron.

Míkron er þúsundasti úr mm, sem er um 0,00003937 tommur. Þannig að skekkjan þegar við mælum 10 mm lengd er 0,00103 mm eða 0,00004055 tommur. Það er minna en hálfur tíundi hluti – frekar lítil skekkja!

Hins vegar ætti nákvæmnin að vera 10 sinnum meiri en við erum að reyna að mæla. Það þýðir að við gætum treyst þessari mælingu aðeins á 10 sinnum það gildi, eða 0,00005 tommur. Það er samt frekar lítið skekkjumark.

Hlutirnir verða enn óljósari fyrir mælingar á stækkuðu mælitæki (CMM) á verkstæðisgólfi. Ef stækkið er geymt í hitastýrðri skoðunarstofu hjálpar það mikið. En á verkstæðisgólfinu geta hitastig verið töluvert breytileg. Það eru ýmsar leiðir sem stækkið getur bætt upp fyrir hitastigsbreytingar, en engin er fullkomin.

Framleiðendur skönnunarmæla (CMM) tilgreina oft nákvæmni fyrir hitastigsbil og samkvæmt ISO 10360-2 staðlinum fyrir nákvæmni skönnunarmæla er dæmigert bil 64-72F (18-22C). Það er frábært nema hitastigið í verksmiðjunni sé 86F á sumrin. Þá hefurðu ekki góða forskrift fyrir villuna.

Sumir framleiðendur bjóða upp á stiga eða hitastigsmæli með mismunandi nákvæmni. En hvað gerist ef þú ert innan fleiri en eins sviðs fyrir sömu framleiðslulotu á mismunandi tímum dags eða mismunandi dögum vikunnar?

Maður þarf að búa til óvissuáætlun sem tekur tillit til verstu hugsanlegra tilvika. Ef þessi verstu tilvik leiða til óásættanlegs vikmörks fyrir hlutina þarf frekari breytinga á ferlunum:

• Þú getur takmarkað notkun CMM við ákveðna tíma dags þegar hitastigið fellur niður fyrir hagstæðari mörk.
• Þú getur valið að vinna aðeins úr hlutum eða eiginleikum með lægri vikmörkum á ákveðnum tímum dags.
• Betri CMM-tæki gætu haft betri forskriftir fyrir hitastigssviðin þín. Þau gætu verið þess virði jafnvel þótt þau geti verið mun dýrari.

Auðvitað munu þessar ráðstafanir hafa áhrif á getu þína til að skipuleggja verk þín nákvæmlega. Skyndilega hugsarðu að betri loftslagsstýring í verksmiðjunni gæti verið þess virði að fjárfesta.

Þú sérð hvernig allt þetta mælingamál verður ansi flókið.

Hitt atriðið sem fer hönd í hönd er hvernig vikmörk sem CMM á að athuga eru tilgreind. Gullstaðallinn er rúmfræðileg víddarmæling og vikmörk (GD&T). Skoðið inngangsnámskeiðið okkar um GD&T til að læra meira.

CMM hugbúnaður

CMM keyra ýmsar gerðir hugbúnaðar. Staðallinn heitir DMIS, sem stendur fyrir Dimensional Measurement Interface Standard. Þó að það sé ekki aðal hugbúnaðarviðmótið fyrir alla CMM framleiðendur, þá styðja flestir það að minnsta kosti.

Framleiðendur hafa búið til sín eigin einstöku bragðtegundir til að bæta við mæliverkefnum sem DMIS styður ekki.

DMIS

Eins og áður hefur komið fram er DMIS staðallinn, en eins og g-kóði CNC eru til margar mállýskur, þar á meðal:

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

MCOSMOS

MCOSTMOS er CMM hugbúnaður frá Nikon.

Kalypsó

Calypso er CMM hugbúnaður frá Zeiss.

CMM og CAD/CAM hugbúnaður

Hvernig tengist CMM hugbúnaður og forritun CAD/CAM hugbúnaði?

Það eru til mörg mismunandi CAD skráarsnið, svo athugaðu hvaða CMM hugbúnaðurinn þinn er samhæfur við. Fullkomin samþætting kallast Model Based Definition (MBD). Með MBD er hægt að nota líkanið sjálft til að draga út víddir fyrir CMM kerfið.

MDB er frekar framsækið, svo það er ekki enn verið að nota það í flestum tilfellum.

CMM rannsakar, festingar og fylgihlutir

CMM-sönnunartæki

Fjölbreytt úrval af gerðum og gerðum rannsakenda er í boði til að auðvelda margs konar notkun.

CMM innréttingar

Festingar spara allar tíma við hleðslu og affermingu hluta á CMM, rétt eins og á CNC vél. Þú getur jafnvel fengið CMM með sjálfvirkum brettahleðslutækjum til að hámarka afköst.

Verð á CMM vél

Nýjar hnitmælitæki byrja á bilinu 20.000 til 30.000 dollara og fara upp í yfir 1 milljón dollara.

CMM-tengd störf í vélaverkstæði

CMM-stjóri

CMM forritari

CMM rekstraraðili