A.Samræma mælivél(CMM) er tæki sem mælir rúmfræði eðlisfræðilegra hluta með því að skynja stakar punkta á yfirborði hlutarins með rannsaka. Ýmsar tegundir rannsaka eru notaðar í CMM, þar á meðal vélrænni, sjón-, leysir og hvítu ljósi. Rekstraraðili getur verið handvirkt stjórnað af vélinni eftir vélinni eða það getur verið tölvustýrt. CMM tilgreina venjulega stöðu rannsaka með tilliti til tilfærslu þess frá viðmiðunarstöðu í þrívíddar Cartesian hnitakerfi (þ.e. með XYZ ásum). Auk þess að færa rannsaka meðfram x, y og z ásum, leyfa margar vélar einnig að stjórna rannsakahorninu til að leyfa mælingu á flötum sem annars væru óaðgengilegar.
Hin dæmigerða 3D „Bridge“ CMM gerir kleift að hreyfa rannsaka meðfram þremur ásum, X, Y og Z, sem eru rétthyrnd hvert við annað í þrívídd Cartesian hnitakerfi. Hver ás er með skynjara sem fylgist með staðsetningu rannsaka á þeim ás, venjulega með míkrómetra nákvæmni. Þegar rannsaka snertir (eða skynjar á annan hátt) tiltekna staðsetningu á hlutnum, þá sýni vélin þrjá staðsetningarskynjara og mælir þannig staðsetningu eins punktar á yfirborði hlutarins, svo og þrívíddarvektor mælingarinnar sem tekinn var. Þetta ferli er endurtekið eftir því sem þörf krefur, með því að færa rannsakann í hvert skipti, til að framleiða „punktský“ sem lýsir yfirborðssvæðum sem vekja áhuga.
Algeng notkun CMM er í framleiðslu og samsetningarferlum til að prófa hluta eða samsetningu gegn hönnunaráætluninni. Í slíkum forritum eru punktský búnar til sem eru greind með aðhvarfsalgrími til að smíða eiginleika. Þessum punktum er safnað með því að nota rannsaka sem er staðsettur handvirkt af rekstraraðila eða sjálfkrafa með beinni tölvustýringu (DCC). Hægt er að forrita DCC CMMS til að mæla ítrekað sömu hluta; Þannig er sjálfvirk CMM sérhæft form iðnaðar vélmenni.
Hlutar
Hnitarmælingar vélar innihalda þrjá meginþætti:
- Aðalbyggingin sem felur í sér þrjá hreyfingu. Efnið sem notað er til að smíða hreyfanlega ramma hefur verið breytilegt í gegnum tíðina. Granít og stál voru notuð snemma á CMM. Í dag byggja allir helstu CMM framleiðendur rammar úr ál ál eða einhverri afleiður og nota einnig keramik til að auka stífni Z -ássins til að skanna forrit. Fáir CMM smiðirnir í dag framleiða enn granítramma CMM vegna markaðsþörf fyrir bætta gangverki mælikvarða og auka tilhneigingu til að setja CMM utan gæðalannsóknarstofunnar. Venjulega eru aðeins CMM smiðirnir með lítið magn og innlendir framleiðendur í Kína og Indlandi enn að framleiða CMM úr granít vegna lítillar tækniaðferðar og auðveldrar inngöngu til að verða CMM rammabygging. Aukin þróun í átt að skönnun krefst þess einnig að CMM Z -ásinn sé stífari og ný efni hafa verið kynnt eins og keramik og kísil karbíð.
- Rannsakandi kerfi
- Gagnasöfnun og lækkunarkerfi - inniheldur venjulega vélstýringu, skrifborðs tölvu og forritshugbúnað.
Framboð
Þessar vélar geta verið frjálst, handfesta og flytjanlegar.
Nákvæmni
Nákvæmni hnitamælingavéla er venjulega gefin sem óvissuþáttur sem fall yfir fjarlægð. Fyrir CMM með því að nota snertisrannsókn, snýr þetta að endurtekningarhæfni rannsaka og nákvæmni línulegu voganna. Dæmigerð endurtekning á rannsaka getur leitt til mælinga á 0,001 mm eða .00005 tommu (hálf tíund) yfir öllu mælingamagni. Fyrir 3, 3+2 og 5 ás vélar eru rannsakar reglulega kvarðaðir með rekjanlegum stöðlum og hreyfing vélarinnar er staðfest með mælingum til að tryggja nákvæmni.
Sértækir hlutar
Vél líkama
Fyrsta CMM var þróað af Ferranti Company í Skotlandi á sjötta áratugnum sem afleiðing af beinni þörf á að mæla nákvæmni hluti í hervörum sínum, þó að þessi vél hafi aðeins verið með 2 ás. Fyrstu 3-ás módelin fóru að birtast á sjöunda áratugnum (DEA á Ítalíu) og tölvustjórn frumraun snemma á áttunda áratugnum en fyrsta starfandi CMM var þróað og sett á sölu af Browne & Sharpe í Melbourne á Englandi. (Leitz Þýskaland framleiddi síðan fastan vélarbyggingu með hreyfanlegu borði.
Í nútíma vélum hefur yfirbyggingin af gerðinni tvo fætur og er oft kallað brú. Þetta hreyfist frjálslega meðfram granítborðinu með einum fætinum (oft kallað að innanfóturinn) í kjölfar leiðarbrautar sem fest er við aðra hlið granítborðsins. Hinn fótur (oft utan fótleggs) hvílir einfaldlega á granítborðinu eftir lóðrétta yfirborðsútlínuna. Loftlög eru valin aðferð til að tryggja núningsfrí ferðalög. Í þessum er þjappað loft þvingað í gegnum röð af mjög litlum götum í flatri burðar yfirborði til að veita sléttan en stjórnað loftpúða sem CMM getur hreyft sig á næstum núningslausan hátt sem hægt er að bæta fyrir með hugbúnaði. Hreyfing brúarinnar eða gantry meðfram granítborðinu myndar einn ás XY plansins. Brú gantrans inniheldur flutning sem fer yfir innan og utan fætur og myndar hina x eða y lárétta ásinn. Þriðji hreyfingarásinn (z ás) er veittur með því að bæta við lóðréttri köflum eða snældu sem færist upp og niður um miðju vagnsins. Snerta rannsakandinn myndar skynjunarbúnaðinn í lok quill. Hreyfing X, Y og Z ásanna lýsir að fullu mælitækinu. Hægt er að nota valfrjálsar snúningstöflur til að auka nálgunarhæfni mælingarannsóknarinnar til flókinna vinnubragða. Rotary borðið sem fjórði akstursás eykur ekki mælikvarða, sem eru áfram 3D, en það veitir sveigjanleika. Sumir snertiliður eru sjálfir knúnir snúningstæki með rannsaka toppinn sem getur snúist lóðrétt í gegnum meira en 180 gráður og í gegnum 360 gráðu snúning.
CMM eru nú einnig fáanleg í ýmsum öðrum gerðum. Má þar nefna CMM handleggi sem nota hornmælingar sem teknar eru við liðum handleggsins til að reikna út staðsetningu stílstykkisins og hægt er að útbúa þær með prófum á leysirskönnun og sjónmyndun. Slíkir CMM eru oft notaðir þar sem færanleiki þeirra er kostur við hefðbundna fast rúm CMM- Með því að geyma mælda staði gerir forritunarhugbúnaður einnig kleift að færa mælihandlegginn sjálfan og mælingarrúmmál hans, umhverfis hlutinn að mæla við mælingarvenja. Vegna þess að CMM handleggir líkja eftir sveigjanleika mannlegs handleggs geta þeir einnig oft náð innréttingum flókinna hluta sem ekki var hægt að prófa með venjulegri þriggja ás vél.
Vélrænni rannsaka
Á fyrstu dögum hnitamælingar (CMM) voru vélrænir rannsakar settir inn í sérstakan handhafa á endanum á quill. Mjög algengur rannsaka var gerð með því að lóða harða bolta til enda skaftsins. Þetta var tilvalið til að mæla allt svið flats andlits, sívalur eða kúlulaga yfirborðs. Aðrir rannsakar voru malaðir til sérstakra stærða, til dæmis fjórðungs, til að gera kleift að mæla sérstaka eiginleika. Þessum rannsaka var líkamlega haldið gegn vinnustykkinu með stöðuna í geimnum sem var lesin úr 3 ás stafrænu upplestri (DRO) eða, í fullkomnari kerfum, sem voru skráðar í tölvu með fótaswitch eða svipuðu tæki. Mælingar sem teknar voru með þessari snertisaðferð voru oft óáreiðanlegar þar sem vélar voru fluttar með höndunum og hver vélafyrirtæki beitti mismunandi magni af þrýstingi á rannsakann eða notaðir mismunandi tækni við mælinguna.
Frekari þróun var viðbót mótora til að keyra hvern ás. Rekstraraðilar þurftu ekki lengur að snerta vélina líkamlega heldur gátu hann ekið hverjum ás með því að nota handhólf með stýripinna á svipaðan hátt og með nútíma fjarstýrða bíla. Mælingarnákvæmni og nákvæmni batnaði verulega með uppfinningu rafræna snertingarrannsóknarinnar. Brautryðjandi þessa nýja rannsaka tæki var David McMurtry sem myndaði í kjölfarið það sem nú er Renishaw Plc. Þrátt fyrir að vera enn snertibúnað var rannsakandinn með fjöðruhlaðinn stálkúlu (seinna Ruby Ball) stíll. Þegar rannsakandinn snerti yfirborð íhlutarinnar sveigði stíllinn og sendi samtímis X, Y, Z hnit upplýsingar í tölvuna. Mælingarvillur af völdum einstaka rekstraraðila urðu færri og stigið var sett fyrir tilkomu CNC reksturs og komandi aldurs CMM.
Vélknúin sjálfvirkt rannsaka höfuð með rafrænu snertitrekandi rannsaka
Ljósfræðilegir rannsakar eru linsu-CCD-kerfin, sem eru flutt eins og vélrænu, og miða að áhugaverðum stað í stað þess að snerta efnið. Taktu mynd yfirborðsins verður lokuð í landamærum mælisglugga, þar til leifin er fullnægjandi til að andstæða milli svartra og hvítra svæða. Hægt er að reikna skilferilinn að punkti, sem er eftirlýstur mælingarpunktur í geimnum. Láréttu upplýsingarnar um CCD eru 2D (XY) og lóðrétt staða er staða fullkomins rannsaka kerfisins á stand z-drifinu (eða öðrum tækjum).
Skannar rannsakakerfi
Það eru nýrri gerðir sem hafa prófanir sem draga meðfram yfirborði hlutans taka stig með tilgreindu millibili, þekkt sem skönnun rannsaka. Þessi aðferð við CMM skoðun er oft nákvæmari en hefðbundin snertiskerfið og oftast hraðari.
Næsta kynslóð skannunar, þekkt sem skönnun án samskipta, sem felur í sér háhraða leysir þríhyrning, leysilínuskönnun og skönnun á hvítum ljósi, er að komast mjög fljótt. Þessi aðferð notar annað hvort leysigeislar eða hvítt ljós sem er varpað á yfirborð hlutans. Síðan er hægt að taka mörg þúsund stig og nota ekki aðeins til að athuga stærð og stöðu, heldur til að búa til 3D mynd af hlutanum líka. Síðan er hægt að flytja þessi „punkta-klúða gögn“ yfir í CAD hugbúnað til að búa til vinnandi 3D líkan af hlutanum. Þessir sjónskannar eru oft notaðir á mjúkum eða viðkvæmum hlutum eða til að auðvelda öfugri verkfræði.
- Míkrómetrunarrannsóknir
Rannsóknarkerfi fyrir smásjárfræði er annað vaxandi svæði. Það eru nokkrar fáanlegar samhæfðar mælingarvélar í atvinnuskyni (CMM) sem eru með örbylgjuofni sem er samþætt í kerfið, nokkur sérkerfi á rannsóknarstofum ríkisstjórnarinnar og hvaða fjölda háskólabyggðra mæligildisvettvangs fyrir smásjárfræði. Þrátt fyrir að þessar vélar séu góðar og í mörgum tilfellum framúrskarandi mælikvarða með nanómetrískum mælikvarða er aðal takmörkun þeirra áreiðanleg, öflug, fær ör/nano rannsaka.[Tilvitnun þarf]Áskoranir fyrir smásjár prófunartækni fela í sér þörfina fyrir háa stærðarhlutfalls rannsaka sem gefur getu til að fá aðgang að djúpum, þröngum eiginleikum með litlum snertikröfum til að ekki skemma yfirborð og mikla nákvæmni (nanometer stig).[Tilvitnun þarf]Að auki eru smásjárrannsóknir næmir fyrir umhverfisaðstæðum eins og rakastigi og yfirborðs milliverkunum eins og stoðkerfinu (af völdum viðloðunar, menisks og/eða van der Waals krafta meðal annarra).[Tilvitnun þarf]
Tækni til að ná smásjárrannsóknum felur í sér minnkaða útgáfu af klassískum CMM rannsökum, sjónrannsóknum og standandi bylgjuannsóknum meðal annarra. Hins vegar er ekki hægt að stækka núverandi sjóntækni nógu litla til að mæla djúpa, þröngan eiginleika og sjónupplausn er takmörkuð af bylgjulengd ljóssins. Röntgenmyndataka veitir mynd af aðgerðinni en engar rekjanlegar upplýsingar um mælikvarða.
- Líkamlegar meginreglur
Hægt er að nota sjónrannsóknir og/eða leysirannsóknir (ef mögulegt er í samsetningu), sem breyta CMM í mælingu smásjá eða multi-skynjara mælitæki. Fringe vörpunarkerfi, teódólít þríhyrningskerfi eða leysir fjarlæg og þríhyrningskerfi eru ekki kölluð mælivélar, heldur er mælingarniðurstaðan sú sama: rýmispunktur. Laser rannsakar eru notaðir til að greina fjarlægðina á milli yfirborðsins og viðmiðunarpunktsins í lok hreyfiorka (þ.e.: lok Z-drifhluta). Þetta getur notað truflunaraðgerð, fókusbreytileika, ljós sveigju eða skuggamyndun geisla.
Færanlegar hnitamælingarvélar
Þrátt fyrir að hefðbundin CMM noti rannsaka sem færist á þrjá Cartesian ása til að mæla eðlisfræðileg einkenni hlutar, notar flytjanleg CMM annað hvort mótað handlegg eða, þegar um er að ræða sjón-CMM, handleggslaus skannakerfi sem nota sjónþríhyrningsaðferðir og gera kleift að nota fullkomið frelsi um hlutinn.
Færanlegir CMM með mótað handlegg eru með sex eða sjö ás sem eru búnir með snúningshraða, í stað línulegra ása. Færanlegir handleggir eru léttir (venjulega minna en 20 pund) og hægt er að bera og nota þau næstum hvar sem er. Hins vegar eru sjónræn CMM í auknum mæli notuð í greininni. Hannað með samningur línulegar eða fylkismyndavélar (eins og Microsoft Kinect), eru sjónræn CMM minni en flytjanlegur CMM með handleggi, eru engir vír og gera notendum kleift að taka auðveldlega 3D mælingar á öllum gerðum sem staðsettir eru næstum hvar sem er.
Ákveðin endurbætur, svo sem öfug verkfræði, skjót frumgerð og stórfelld skoðun á hlutum af öllum stærðum hentar vel fyrir flytjanlegan CMM. Ávinningurinn af færanlegum CMM er margfaldur. Notendur hafa sveigjanleika í því að taka 3D mælingar á öllum gerðum hluta og á fjarlægustu/erfiðustu stöðum. Þeir eru auðveldir í notkun og þurfa ekki stjórnað umhverfi til að taka nákvæmar mælingar. Ennfremur, flytjanlegur CMM hefur tilhneigingu til að kosta minna en hefðbundin CMM.
Innbyggð viðskipti með flytjanlegan CMM eru handvirk notkun (þau þurfa alltaf mann til að nota þau). Að auki getur heildarnákvæmni þeirra verið nokkuð minna nákvæm en í brúargerð CMM og hentar minna fyrir sum forrit.
Multisensor mælingar vélar
Hefðbundin CMM tækni sem notar snertisrannsóknir er í dag oft ásamt annarri mælitækni. Þetta felur í sér leysir, myndband eða hvíta ljósskynjara til að veita það sem kallast Multisensor mæling.
Post Time: Des-29-2021