ข่าว - คู่มือการวัด CMM และการวัดที่สมบูรณ์

เครื่อง CMM คืออะไร?

ลองนึกภาพเครื่องจักรสไตล์ซีเอ็นซีที่สามารถทำการวัดได้อย่างแม่นยำอย่างมากในแบบอัตโนมัติ นั่นคือสิ่งที่เครื่อง CMM ทำ!

CMM ย่อมาจาก“ เครื่องวัดพิกัด” พวกเขาอาจเป็นอุปกรณ์วัด 3 มิติที่ดีที่สุดในแง่ของการรวมกันของความยืดหยุ่นโดยรวมความแม่นยำและความเร็ว

การประยุกต์ใช้เครื่องวัดพิกัด

พิกัดเครื่องวัดมีค่าทุกเวลาที่แม่นยำในการวัด และยิ่งมีการวัดที่ซับซ้อนมากขึ้นหรือมากเท่าไหร่ก็ยิ่งได้เปรียบมากขึ้นเท่านั้นที่จะใช้ CMM

โดยทั่วไปแล้ว CMM จะใช้สำหรับการตรวจสอบและควบคุมคุณภาพ นั่นคือพวกเขาจะใช้เพื่อตรวจสอบส่วนที่ตรงตามข้อกำหนดและข้อกำหนดของนักออกแบบ

พวกเขาอาจใช้เพื่อวิศวกรย้อนกลับชิ้นส่วนที่มีอยู่โดยการวัดคุณสมบัติที่แม่นยำ

ใครเป็นผู้คิดค้นเครื่อง CMM?

เครื่อง CMM เครื่องแรกได้รับการพัฒนาโดย บริษัท Ferranti แห่งสกอตแลนด์ในปี 1950 พวกเขาจำเป็นสำหรับการวัดความแม่นยำของชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการป้องกัน เครื่องแรกมีเพียง 2 แกนของการเคลื่อนไหว 3 แกนได้รับการแนะนำในปี 1960 โดย DEA ของอิตาลี การควบคุมคอมพิวเตอร์เข้ามาในต้นปี 1970 และได้รับการแนะนำโดย Sheffield of USA

ประเภทของเครื่อง CMM

เครื่องวัดพิกัดมีห้าประเภท:

Bridge Type CMM: ในการออกแบบนี้ที่พบมากที่สุดคือหัว CMM ขี่บนสะพาน ด้านหนึ่งของสะพานขี่บนรางบนเตียงและอีกด้านหนึ่งรองรับในเบาะอากาศหรือวิธีอื่น ๆ บนเตียงโดยไม่มีรางนำ
คาน CMM: คานเท้าแขนรองรับสะพานในด้านเดียวเท่านั้น
Gantry CMM: Kantry ใช้รางนำทั้งสองด้านเช่นเราเตอร์ CNC โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้เป็น CMM ที่ใหญ่ที่สุดดังนั้นพวกเขาจึงต้องการการสนับสนุนเพิ่มเติม
แขนแนวนอน CMM: ลองนึกภาพคานเท้าแขน แต่ด้วยสะพานทั้งหมดขยับขึ้นและลงแขนเดียวแทนที่จะเป็นแกนของตัวเอง สิ่งเหล่านี้เป็น CMM ที่แม่นยำน้อยที่สุด แต่พวกเขาสามารถวัดบางขนาดใหญ่เป็นส่วนประกอบเช่นร่างกายอัตโนมัติ
CMM ประเภทแขนแบบพกพา: เครื่องเหล่านี้ใช้แขนข้อต่อและมักจะอยู่ในตำแหน่งด้วยตนเอง แทนที่จะวัด XYZ โดยตรงพวกเขาคำนวณพิกัดจากตำแหน่งโรตารี่ของแต่ละข้อต่อและความยาวที่รู้จักระหว่างข้อต่อ

แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียขึ้นอยู่กับประเภทของการวัดที่จะทำ ประเภทเหล่านี้อ้างถึงโครงสร้างของเครื่องที่ใช้ในการจัดตำแหน่งหัววัดสัมพันธ์กับชิ้นส่วนที่ถูกวัด

นี่คือตารางที่มีประโยชน์เพื่อช่วยให้เข้าใจข้อดีข้อเสีย:

ประเภท CMM	ความแม่นยำ	ความยืดหยุ่น	ใช้งานได้ดีที่สุดสำหรับการวัด
สะพาน	สูง	ปานกลาง	ส่วนประกอบขนาดกลางที่ต้องการความแม่นยำสูง
คานเท้าแขน	สูงที่สุด	ต่ำ	ส่วนประกอบที่เล็กกว่าต้องการความแม่นยำสูงมาก
แขนแนวนอน	ต่ำ	สูง	ส่วนประกอบขนาดใหญ่ที่ต้องการความแม่นยำต่ำ
โครงสำหรับตั้งสิ่งของ	สูง	ปานกลาง	ส่วนประกอบขนาดใหญ่ที่ต้องการความแม่นยำสูง
แขนแบบพกพา	ต่ำที่สุด	สูงที่สุด	เมื่อพกพาเป็นเกณฑ์ที่ใหญ่ที่สุดอย่างแน่นอน

โดยปกติแล้วโพรบจะอยู่ในตำแหน่ง 3 มิติ - X, Y และ Z อย่างไรก็ตามเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนมากขึ้นสามารถอนุญาตให้เปลี่ยนมุมโพรบเพื่อให้การวัดในสถานที่ที่โพรบจะไม่สามารถเข้าถึงได้ ตารางโรตารี่อาจถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงความสามารถในการเข้าใกล้ของคุณสมบัติต่าง ๆ

CMM มักทำจากหินแกรนิตและอลูมิเนียมและใช้แบริ่งอากาศ

โพรบคือเซ็นเซอร์ที่กำหนดว่าพื้นผิวของชิ้นส่วนอยู่ที่ใดเมื่อทำการวัด

ประเภทโพรบรวมถึง:

เกี่ยวกับกลไก
เกี่ยวกับแสง
เลเซอร์
แสงสีขาว

พิกัดเครื่องวัดใช้ในสามวิธีทั่วไป:

แผนกควบคุมคุณภาพ: นี่คือพวกเขามักจะเก็บไว้ในห้องสะอาดที่ควบคุมสภาพภูมิอากาศเพื่อเพิ่มความแม่นยำสูงสุด
ร้านค้าชั้น: ที่นี่ CMM อยู่ในเครื่อง CNC เพื่อให้ง่ายต่อการตรวจสอบซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์การผลิตที่มีการเดินทางขั้นต่ำระหว่าง CMM และเครื่องจักรที่ชิ้นส่วนกำลังกลึง สิ่งนี้จะช่วยให้การวัดที่จะทำก่อนหน้านี้และอาจเกิดขึ้นบ่อยครั้งซึ่งนำไปสู่การออมเนื่องจากมีการระบุข้อผิดพลาดในไม่ช้า
พกพา: CMM แบบพกพานั้นง่ายต่อการเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ พวกเขาอาจใช้บนพื้นร้านค้าหรือแม้กระทั่งการไปยังไซต์ระยะไกลจากโรงงานผลิตเพื่อวัดชิ้นส่วนในสนาม

CMM Machines (ความแม่นยำ CMM) มีความแม่นยำแค่ไหน?

ความแม่นยำของเครื่องวัดพิกัดแตกต่างกันไป โดยทั่วไปพวกเขาจะตั้งเป้าที่จะมีความแม่นยำไมโครมิเตอร์หรือดีกว่า แต่มันก็ไม่ง่ายเลย สำหรับสิ่งหนึ่งที่มีข้อผิดพลาดอาจมีฟังก์ชั่นขนาดดังนั้นข้อผิดพลาดการวัดของ CMM อาจถูกระบุเป็นสูตรสั้น ๆ ซึ่งรวมถึงความยาวของการวัดเป็นตัวแปร

ตัวอย่างเช่น CMM คลาสสิกระดับโลกของ Hexagon นั้นถูกระบุว่าเป็น CMM อเนกประสงค์ราคาไม่แพงและระบุความถูกต้องเป็น:

1.0 + L/300UM

การวัดเหล่านั้นอยู่ในไมครอนและระบุ L เป็นมม. สมมติว่าเรากำลังพยายามวัดความยาวของคุณสมบัติ 10 มม. สูตรจะเป็น 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 หรือ 1.03 ไมครอน

ไมครอนเป็นพันมม. ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 0.00003937 นิ้ว ดังนั้นข้อผิดพลาดเมื่อวัดความยาว 10 มม. ของเราคือ 0.00103 มม. หรือ 0.00004055 นิ้ว นั่นน้อยกว่าครึ่งหนึ่งในสิบ - ข้อผิดพลาดเล็ก ๆ น้อย ๆ !

ในทางกลับกันควรมีความแม่นยำ 10x สิ่งที่เราพยายามวัด นั่นหมายความว่าถ้าเราอาจเชื่อถือการวัดนี้เป็น 10x ค่านั้นหรือ 0.00005 นิ้ว ยังคงเป็นข้อผิดพลาดเล็กน้อย

สิ่งต่าง ๆ ได้รับการตรวจวัด CMM ชั้นของร้านค้า หาก CMM อยู่ในห้องปฏิบัติการตรวจสอบอุณหภูมิที่ควบคุมอุณหภูมิจะช่วยได้มาก แต่บนพื้นร้านอุณหภูมิอาจแตกต่างกันมาก มีหลายวิธีที่ CMM สามารถชดเชยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แต่ไม่มีใครสมบูรณ์แบบ

ผู้ผลิต CMM มักจะระบุความแม่นยำสำหรับแถบอุณหภูมิและตามมาตรฐาน ISO 10360-2 สำหรับความแม่นยำ CMM วงดนตรีทั่วไปคือ 64-72F (18-22C) เยี่ยมมากเว้นแต่ชั้นร้านค้าของคุณจะอยู่ที่ 86F ในฤดูร้อน จากนั้นคุณไม่มีสเป็คที่ดีสำหรับข้อผิดพลาด

ผู้ผลิตบางรายจะให้ชุดของบันไดหรือแถบอุณหภูมิที่มีสเปคความแม่นยำที่แตกต่างกัน แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณอยู่ในช่วงมากกว่าหนึ่งช่วงสำหรับการวิ่งของชิ้นส่วนเดียวกันในเวลาที่ต่างกันของวันหรือวันที่แตกต่างกันของสัปดาห์?

หนึ่งเริ่มต้องสร้างงบประมาณความไม่แน่นอนที่อนุญาตให้กรณีที่เลวร้ายที่สุด หากกรณีที่เลวร้ายที่สุดเหล่านั้นส่งผลให้ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับไม่ได้สำหรับชิ้นส่วนของคุณจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงกระบวนการเพิ่มเติม:

คุณสามารถ จำกัด การใช้ CMM ในบางช่วงเวลาของวันเมื่ออุณหภูมิตกอยู่ในช่วงที่ดีกว่า
คุณอาจเลือกที่จะใช้เครื่องจักรหรือคุณสมบัติที่ลดลงในช่วงเวลาเฉพาะของเครื่องเท่านั้น
CMM ที่ดีกว่าอาจมีรายละเอียดที่ดีกว่าสำหรับช่วงอุณหภูมิของคุณ พวกเขาอาจจะคุ้มค่าแม้ว่าพวกเขาจะมีราคาแพงกว่ามาก

แน่นอนว่ามาตรการเหล่านี้จะสร้างความเสียหายให้กับความสามารถของคุณในการกำหนดเวลางานของคุณอย่างถูกต้อง ทันใดนั้นคุณก็คิดว่าการควบคุมสภาพอากาศที่ดีกว่าบนพื้นร้านค้าอาจเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า

คุณสามารถดูว่าสิ่งที่วัดทั้งหมดนี้ได้รับความจุกจิก

ส่วนผสมอื่น ๆ ที่อยู่ในมือคือวิธีการตรวจสอบความคลาดเคลื่อนโดย CMM มาตรฐานทองคำคือมิติทางเรขาคณิตและความทนทานต่อ (GD&T) ตรวจสอบหลักสูตรเบื้องต้นของเราเกี่ยวกับ GD&T เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม

ซอฟต์แวร์ CMM

CMM ใช้ซอฟต์แวร์หลากหลายประเภท มาตรฐานเรียกว่า DMIS ซึ่งย่อมาจากมาตรฐานการวัดขนาด แม้ว่าจะไม่ใช่อินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์หลักสำหรับผู้ผลิต CMM ทุกราย แต่อย่างน้อยก็สนับสนุน

ผู้ผลิตได้สร้างรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองเพื่อเพิ่มงานการวัดที่ไม่ได้รับการสนับสนุนโดย DMIS

DMIS

ดังที่ได้กล่าวถึง DMIS เป็นมาตรฐาน แต่เช่นเดียวกับ G-COD ของ CNC มีภาษาถิ่นมากมายรวมถึง:

PC-DMIS: เวอร์ชันหกเหลี่ยม
Opendmis
touchdmis: Perceptron

McOsmos

McOstmos เป็นซอฟต์แวร์ CMM ของ Nikon

Calypso

Calypso เป็นซอฟต์แวร์ CMM จาก Zeiss

ซอฟต์แวร์ CMM และ CAD/CAM

ซอฟต์แวร์และการเขียนโปรแกรม CMM เกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์ CAD/CAM อย่างไร

มีรูปแบบไฟล์ CAD ที่แตกต่างกันมากมายดังนั้นตรวจสอบว่าซอฟต์แวร์ CMM ของคุณเข้ากันได้กับแบบใด การรวมขั้นสูงสุดเรียกว่าคำจำกัดความตามโมเดล (MBD) ด้วย MBD ตัวแบบเองสามารถใช้เพื่อแยกขนาดสำหรับ CMM

MDB เป็นชั้นนำที่ค่อนข้างดีดังนั้นจึงยังไม่ได้ใช้ในกรณีส่วนใหญ่

โพรบ CMM, การติดตั้งและอุปกรณ์เสริม

โพรบ CMM

มีประเภทของโพรบและรูปร่างที่หลากหลายเพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้งานที่แตกต่างกันมากมาย

การติดตั้ง cmm

การติดตั้งล้วนช่วยประหยัดเวลาเมื่อโหลดและขนถ่ายชิ้นส่วนบน CMM เช่นเดียวกับเครื่องซีเอ็นซี คุณยังสามารถรับ CMM ที่มีรถตักพาเลทอัตโนมัติเพื่อเพิ่มปริมาณงานสูงสุด