Teljes CMM gép és mérési útmutató

Mi az a CMM gép?

Képzeljen el egy CNC-stílusú gépet, amely rendkívül precíz mérésekre képes, nagymértékben automatizált módon.Ezt csinálják a CMM gépek!

A CMM a „Coordinate Measuring Machine” rövidítése.Az általános rugalmasság, pontosság és sebesség kombinációját tekintve talán a végső 3D mérőeszközök.

Koordináta mérőgépek alkalmazásai

A koordináta mérőgépek mindig értékesek, amikor pontos méréseket kell végezni.És minél összetettebb vagy több a mérés, annál előnyösebb a CMM használata.

A CMM-eket általában ellenőrzésre és minőség-ellenőrzésre használják.Azaz arra szolgálnak, hogy ellenőrizzék, hogy az alkatrész megfelel-e a tervező követelményeinek és specifikációinak.

Azt is meg lehet szoknifordított mérnöki gondolatmenetmeglévő alkatrészek jellemzőinek pontos mérésével.

Ki találta fel a CMM gépeket?

Az első CMM gépeket a skóciai Ferranti Company fejlesztette ki az 1950-es években.A repülőgép- és védelmi iparban az alkatrészek precíziós méréséhez volt szükség rájuk.A legelső gépeknek csak 2 mozgástengelyük volt.A 3 tengelyes gépeket az 1960-as években vezette be az olasz DEA.A számítógépes vezérlés az 1970-es évek elején jelent meg, és az amerikai Sheffield vezette be.

A CMM gépek típusai

Ötféle koordinátamérő gép létezik:

• Híd típusú CMM: Ebben a kialakításban a legelterjedtebb a CMM-fej hídon közlekedik.A híd egyik oldala az ágyon lévő sínen, a másik pedig légpárnán vagy más módon van megtámasztva az ágyon vezetősín nélkül.
• Konzolos CMM: A konzol csak az egyik oldalon támogatja a hidat.
• Gantry CMM: A portál mindkét oldalán vezetősínt használ, mint egy CNC Router.Ezek általában a legnagyobb CMM-ek, ezért szükségük van az extra támogatásra.
• Vízszintes karú CMM: Képzeljen el egy konzolt, de az egész híd fel-le mozog az egyetlen karon, nem pedig a saját tengelyén.Ezek a legkevésbé pontos CMM-ek, de képesek mérni a nagy vékony alkatrészeket, például a karosszériát.
• Hordozható kar típusú CMM: Ezek a gépek csuklós karokat használnak, és általában kézzel helyezik el őket.Ahelyett, hogy közvetlenül mérnék az XYZ-t, koordinátákat számítanak ki az egyes kötések forgási helyzetéből és a kötések közötti ismert hosszúságból.

Mindegyiknek megvannak az előnyei és hátrányai az elvégzendő mérések típusától függően.Ezek a típusok a gép szerkezetére vonatkoznak, amelyet annak elhelyezésére használnakszondaa mért részhez képest.

Íme egy hasznos táblázat, amely segít megérteni az előnyöket és hátrányokat:

A szondákat általában 3 dimenzióban helyezik el – X, Y és Z. A kifinomultabb gépek azonban lehetővé teszik a szondák szögének megváltoztatását is, lehetővé téve a mérést olyan helyeken is, amelyeket a szonda egyébként nem érne el.A forgóasztalok is használhatók a különböző funkciók megközelíthetőségének javítására.

A CMM-ek gyakran gránitból és alumíniumból készülnek, és légcsapágyakat használnak

A szonda az az érzékelő, amely méréskor meghatározza, hogy hol van az alkatrész felülete.

A szonda típusai a következők:

• Mechanikai
• Optikai
• Lézer
• Fehér fény

A koordináta mérőgépeket nagyjából három általános módon használják:

• Minőség-ellenőrzési osztályok: A pontosság maximalizálása érdekében jellemzően klímaszabályozott tisztaszobákban tartják őket.
• Műhelyszint: Itt a CMM-ek a CNC gépek között vannak, hogy megkönnyítsék az ellenőrzéseket a gyártócella részeként, minimális távolsággal a CMM és a gép között, ahol az alkatrészeket megmunkálják.Ez lehetővé teszi a mérések korábban és potenciálisan gyakrabban történő elvégzését, ami megtakarításokhoz vezet, mivel a hibákat hamarabb azonosítják.
• Hordozható: A hordozható CMM-ek könnyen mozgathatók.Használhatók egy üzlethelyiségben, vagy akár egy, a gyártási létesítménytől távoli helyszínre is elvihetők az alkatrészek terepen történő mérésére.

Mennyire pontosak a CMM gépek (CMM pontosság)?

A koordináta mérőgépek pontossága változó.Általában a mikrométeres vagy jobb pontosságra törekednek.De ez nem olyan egyszerű.Egyrészt a hiba a méret függvénye lehet, így a CMM mérési hibája megadható egy rövid képletként, amely változóként tartalmazza a mérés hosszát.

Például a Hexagon Global Classic CMM-je megfizethető univerzális CMM-ként szerepel, és pontosságát a következőképpen határozza meg:

1,0 + L/300 um

Ezek a méretek mikronban vannak megadva, az L pedig mm-ben van megadva.Tegyük fel, hogy egy 10 mm-es elem hosszát próbáljuk megmérni.A képlet a következő lenne: 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 vagy 1,03 mikron.

A mikron a mm ezredrésze, ami körülbelül 0,00003937 hüvelyk.Tehát a 10 mm-es hosszunk mérésekor a hiba 0,00103 mm vagy 0,00004055 hüvelyk.Ez kevesebb, mint fél fél tized – elég kicsi hiba!

Másrészt, a pontosság 10-szerese kell legyen annak, amit mérni próbálunk.Tehát ez azt jelenti, hogy ezt a mérést ennek az értéknek a 10-szeresére, vagyis 0,00005 hüvelykre bízzuk.Még mindig elég apró hiba.

A dolgok még homályosabbá válnak az üzemi CMM-méréseknél.Ha a CMM-et egy hőmérséklet-szabályozott ellenőrző laborban helyezik el, az sokat segít.De az üzlethelyiségen a hőmérséklet nagyon eltérő lehet.A CMM többféleképpen képes kompenzálni a hőmérséklet-ingadozást, de egyik sem tökéletes.

A CMM-gyártók gyakran adnak meg pontosságot egy hőmérsékleti sávhoz, és a CMM pontosságára vonatkozó ISO 10360-2 szabvány szerint a tipikus sáv 64-72F (18-22C).Ez nagyszerű, hacsak nem 86 fokos az üzlethelyisége nyáron.Akkor nincs jó specifikációd a hibához.

Egyes gyártók lépcsőket vagy hőmérsékleti sávokat kínálnak különböző pontosságú specifikációkkal.De mi történik akkor, ha egynél több tartományban van ugyanazon alkatrészsorozathoz a nap különböző szakaszaiban vagy a hét különböző napjain?

Az embernek olyan bizonytalansági költségvetést kell létrehoznia, amely lehetővé teszi a legrosszabb eseteket is.Ha ezek a legrosszabb esetek elfogadhatatlan tűréseket eredményeznek az alkatrészeknél, további változtatásokra van szükség a folyamatban:

• A CMM használatát a nap bizonyos időszakaira korlátozhatja, amikor a hőmérséklet kedvezőbb tartományba esik.
• Dönthet úgy, hogy csak a kisebb tűréshatárú alkatrészeket vagy jellemzőket dolgozza meg a nap bizonyos szakaszaiban.
• A jobb CMM-ek jobb specifikációkkal rendelkezhetnek a hőmérséklet-tartományhoz.Lehet, hogy megérik, bár sokkal drágábbak lehetnek.

Természetesen ezek az intézkedések tönkreteszik a munkája pontos ütemezésének képességét.Hirtelen arra gondol, hogy érdemes befektetésnek bizonyulni egy jobb klímaszabályozás a Shop Floor-ban.

Láthatja, hogy ez az egész mérési dolog átkozottul nyűgössé válik.

A másik összetevő, amely kéz a kézben jár, a CMM által ellenőrizendő tűréshatárok meghatározása.Az arany szabvány a geometriai méretezés és tolerancia (GD&T).További információért tekintse meg a GD&T-ről szóló bevezető tanfolyamunkat.

CMM szoftver

A CMM-ek különféle szoftvereket futtatnak.A szabvány neve DMIS, ami a Dimensional Measurement Interface Standard rövidítése.Bár nem ez a fő szoftver interfész minden CMM-gyártó számára, a legtöbb legalább támogatja.

A gyártók saját egyedi ízeket hoztak létre a DMIS által nem támogatott mérési feladatok hozzáadására.

DMIS

Mint említettük, a DMIS a szabvány, de a CNC g-kódjához hasonlóan számos dialektus létezik, beleértve:

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

MCOSMOS

Az MCOSTMOS a Nikon CMM szoftvere.

Calypso

A Calypso a Zeiss CMM szoftvere.

CMM és CAD/CAM szoftver

Hogyan kapcsolódik a CMM szoftver és programozás a CAD/CAM szoftverhez?

Számos különböző CAD fájlformátum létezik, ezért ellenőrizze, hogy melyikkel kompatibilis az Ön CMM szoftvere.A végső integrációt Model Based Definition (MBD) néven hívják.Az MBD-vel maga a modell használható a CMM méreteinek kinyerésére.

Az MDB meglehetősen élvonalbeli, ezért az esetek többségében még nem használják.

CMM szondák, szerelvények és tartozékok

CMM szondák

Különféle szondatípusok és -formák állnak rendelkezésre, amelyek sokféle alkalmazást tesznek lehetővé.

CMM fixtures

A rögzítőelemek mind időt takarítanak meg az alkatrészek be- és kirakodásakor a CMM-re, akárcsak a CNC-gépekre.Még olyan CMM-eket is beszerezhet, amelyek automatikus raklaprakodóval rendelkeznek az átviteli teljesítmény maximalizálása érdekében.

CMM gép ára

Az új koordináta mérőgépek 20 000 és 30 000 dollár közötti tartományban indulnak, és elérik az 1 millió dollárt.

CMM-hez kapcsolódó munkák egy gépműhelyben

CMM menedzser

CMM programozó

CMM kezelő