Nyheder - Komplet CMM-maskine og målevejledning

Hvad er en CMM-maskine?

Forestil dig en maskine i CNC-stil, der er i stand til at foretage ekstremt præcise målinger på en meget automatiseret måde.Det er, hvad CMM-maskiner gør!

CMM står for "Coordinate Measuring Machine".De er måske de ultimative 3D-måleapparater med hensyn til deres kombination af overordnet fleksibilitet, nøjagtighed og hastighed.

Anvendelser af koordinatmålemaskiner

Koordinatmålemaskiner er værdifulde, hver gang der skal foretages nøjagtige målinger.Og jo mere komplekse eller talrige målingerne er, jo mere fordelagtigt er det at bruge en CMM.

Typisk bruges CMM'er til inspektion og kvalitetskontrol.Det vil sige, at de bruges til at verificere, at delen opfylder designerens krav og specifikationer.

De kan også være vant tilomvendt ingeniøreksisterende dele ved at foretage nøjagtige målinger af deres funktioner.

Hvem opfandt CMM-maskiner?

De første CMM-maskiner blev udviklet af Ferranti Company of Scotland i 1950'erne.De var nødvendige til præcisionsmåling af dele i rumfarts- og forsvarsindustrien.De allerførste maskiner havde kun 2 bevægelsesakser.3-aksede maskiner blev introduceret i 1960'erne af DEA i Italien.Computerstyring kom til i begyndelsen af 1970'erne og blev introduceret af Sheffield i USA.

Typer af CMM-maskiner

Der er fem typer koordinatmålemaskiner:

Brotype CMM: I dette design, det mest almindelige, kører CMM-hovedet på en bro.Den ene side af broen kører på en skinne på sengen, og den anden er understøttet på en luftpude eller anden metode på sengen uden styreskinne.
Cantilever CMM: Cantileveren understøtter kun broen på den ene side.
Portal CMM: Portalet bruger en styreskinne på begge sider, som en CNC Router.Disse er typisk de største CMM'er, så de har brug for den ekstra støtte.
Horisontal arm CMM: Forestil dig en cantilever, men med hele broen bevæger sig op og ned ad den enkelte arm i stedet for på sin egen akse.Disse er de mindst nøjagtige CMM'er, men de kan måle store tynde komponenter, såsom bilkarosserier.
Bærbar armtype CMM: Disse maskiner bruger leddede arme og placeres typisk manuelt.I stedet for at måle XYZ direkte, beregner de koordinater ud fra den roterende position for hvert led og den kendte længde mellem leddene.

Hver enkelt har fordele og ulemper afhængigt af de typer målinger, der skal foretages.Disse typer refererer til maskinens struktur, der bruges til at placere denssondei forhold til den del, der måles.

Her er en praktisk tabel til at hjælpe med at forstå fordele og ulemper:

CMM type	Nøjagtighed	Fleksibilitet	Bedst brugt til måling
Bro	Høj	Medium	Mellemstore komponenter, der kræver høj nøjagtighed
Cantilever	Højest	Lav	Mindre komponenter kræver meget høj nøjagtighed
Vandret arm	Lav	Høj	Store komponenter, der kræver lav nøjagtighed
Gantry	Høj	Medium	Store komponenter, der kræver høj nøjagtighed
Bærbar arm-type	Laveste	Højest	Når portabilitet er det absolut største kriterium.

Prober er normalt placeret i 3 dimensioner – X, Y og Z. Mere sofistikerede maskiner kan dog også tillade, at probernes vinkel ændres, hvilket tillader måling på steder, som sonden ellers ikke ville være i stand til at nå.Roterende borde kan også bruges til at forbedre tilgangsevnen for forskellige funktioner.

CMM'er er ofte lavet af granit og aluminium, og de bruger luftlejer

Sonden er den sensor, der bestemmer, hvor overfladen af delen er, når der foretages en måling.

Sondetyper omfatter:

Mekanisk
Optisk
Laser
Hvidt lys

Koordinatmålemaskiner bruges på omtrent tre generelle måder:

Kvalitetskontrolafdelinger: Her er de typisk opbevaret i klimakontrollerede rene rum for at maksimere deres præcision.
Butiksgulv: Her er CMM'er nede blandt CNC-maskinerne for at gøre det nemt at udføre inspektioner som en del af en produktionscelle med minimal vandring mellem CMM'en og maskinen, hvor delene bliver bearbejdet.Dette gør det muligt at foretage målinger tidligere og potentielt oftere, hvilket fører til besparelser, da fejl identificeres hurtigere.
Bærbar: Bærbare CMM'er er nemme at flytte rundt på.De kan bruges på en butiksgulv eller endda tage til et sted fjernt fra produktionsfaciliteten for at måle dele i marken.

Hvor nøjagtige er CMM-maskiner (CMM-præcision)?

Nøjagtigheden af koordinatmålemaskiner varierer.Generelt sigter de efter mikrometerpræcision eller bedre.Men det er ikke så nemt.For det første kan der være en funktion af størrelsen, så en CMM's målefejl kan angives som en kort formel, der inkluderer længden af målingen som en variabel.

For eksempel er Hexagons Global Classic CMM opført som en prisbillig CMM til alle formål og angiver dens nøjagtighed som:

1,0 + L/300um

Disse mål er i mikron, og L er angivet i mm.Så lad os sige, at vi prøver at måle længden af en 10 mm funktion.Formlen ville være 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 eller 1,03 mikron.

En mikron er en tusindedel af en mm, hvilket er omkring 0,00003937 tommer.Så fejlen ved måling af vores 10 mm længde er 0,00103 mm eller 0,00004055 tommer.Det er mindre end en halv tiendedel – en ret lille fejl!

På den anden side bør man have en nøjagtighed på 10 gange, hvad vi prøver at måle.Så det betyder, at hvis vi måske kun stoler på denne måling til 10x den værdi, eller 0,00005 tommer.Stadig en ret lille fejl.

Tingene bliver endnu mere uklare for CMM-målinger på butiksgulvet.Hvis CMM'en er anbragt i et temperaturkontrolleret inspektionslaboratorium, hjælper det meget.Men på butiksgulvet kan temperaturerne variere ret meget.Der er forskellige måder en CMM kan kompensere for temperaturvariationer, men ingen er perfekte.

CMM-producenter angiver ofte nøjagtighed for et temperaturbånd, og ifølge ISO 10360-2-standarden for CMM-nøjagtighed er et typisk bånd 64-72F (18-22C).Det er fantastisk, medmindre din butiksgulv er 86F om sommeren.Så har du ikke en god spec for fejlen.

Nogle producenter vil give dig et sæt trappetrin eller temperaturbånd med forskellige nøjagtighedsspecifikationer.Men hvad sker der, hvis du er inden for mere end ét område for den samme serie af dele på forskellige tidspunkter af dagen eller forskellige dage i ugen?

Man begynder at skulle skabe et usikkerhedsbudget, der giver mulighed for worst cases.Hvis disse værste tilfælde resulterer i uacceptable tolerancer for dine dele, er yderligere procesændringer nødvendige:

Du kan begrænse CMM-brugen til bestemte tidspunkter på dagen, hvor temperaturerne falder i mere gunstige områder.
Du kan vælge kun at bearbejde dele eller funktioner med lavere tolerance på bestemte tidspunkter af dagen.
Bedre CMM'er kan have bedre specifikationer for dine temperaturområder.De kan være det værd, selvom de kan være meget dyrere.

Selvfølgelig vil disse foranstaltninger skabe kaos for din evne til nøjagtigt at planlægge dine jobs.Pludselig tænker du, at bedre klimakontrol på butiksgulvet kan være en værdifuld investering.

Du kan se, hvordan hele denne måling bliver temmelig kræsen.

Den anden ingrediens, der går hånd i hånd, er, hvordan tolerancer, der skal kontrolleres af CMM, specificeres.Guldstandarden er Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T).Tjek vores introduktionskursus om GD&T for at lære mere.

CMM software

CMM'er kører forskellige former for software.Standarden hedder DMIS, som står for Dimensional Measurement Interface Standard.Selvom det ikke er den vigtigste softwaregrænseflade for hver CMM-producent, understøtter de fleste af dem i det mindste det.

Producenter har skabt deres egne unikke varianter for at tilføje måleopgaver, der ikke understøttes af DMIS.

DMIS

Som nævnt er DMIS standarden, men ligesom CNC's g-kode er der mange dialekter, herunder:

PC-DMIS: Hexagons version
OpenDMIS
TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS er Nikons CMM-software.

Calypso

Calypso er CMM-software fra Zeiss.

CMM og CAD/CAM-software

Hvordan relaterer CMM-software og -programmering til CAD/CAM-software?

Der er mange forskellige CAD-filformater, så tjek hvilke din CMM-software er kompatibel med.Den ultimative integration kaldes Model Based Definition (MBD).Med MBD kan selve modellen bruges til at udtrække dimensioner til CMM.

MDB er ret førende, så det bliver endnu ikke brugt i de fleste tilfælde.

CMM-sonder, armaturer og tilbehør

CMM sonder

En række forskellige sondetyper og -former er tilgængelige for at lette mange forskellige applikationer.

CMM armaturer

Armaturer sparer alle tid, når du læsser og losser dele på en CMM, ligesom på en CNC-maskine.Du kan endda få CMM'er, der har automatiske pallelæssere for at maksimere gennemløbet.