Notícies - Màquina CMM completa i Guia de mesurament

Què és una màquina CMM?

Imagineu una màquina d'estil CNC capaç de fer mesures extremadament precises d'una manera altament automatitzada.Això és el que fan les màquines CMM!

CMM significa "Coordinate Measuring Machine".Potser són els millors dispositius de mesura en 3D pel que fa a la seva combinació de flexibilitat, precisió i velocitat generals.

Aplicacions de les màquines de mesura de coordenades

Les màquines de mesura de coordenades són valuoses quan cal fer mesures precises.I com més complexes o nombroses siguin les mesures, més avantatjós és utilitzar una CMM.

Normalment, els CMM s'utilitzen per a la inspecció i el control de qualitat.És a dir, s'utilitzen per verificar que la peça compleix els requisits i especificacions del dissenyador.

També poden estar acostumatsenginyer inverspeces existents fent mesures precises de les seves característiques.

Qui va inventar les màquines CMM?

Les primeres màquines CMM van ser desenvolupades per Ferranti Company of Scotland a la dècada de 1950.Eren necessaris per a la mesura de precisió de peces a les indústries aeroespacial i de defensa.Les primeres màquines només tenien 2 eixos de moviment.Les màquines de 3 eixos van ser introduïdes a la dècada de 1960 per DEA d'Itàlia.El control informàtic va aparèixer a principis dels anys 70 i va ser introduït per Sheffield dels Estats Units.

Tipus de màquines CMM

Hi ha cinc tipus de màquines de mesura de coordenades:

Tipus de pont CMM: En aquest disseny, el més comú, el capçal CMM es mou sobre un pont.Un costat del pont es mou sobre un rail al llit i l'altre es recolza en un coixí d'aire o un altre mètode al llit sense rail guia.
CMM voladís: el voladís suporta el pont només en un costat.
CMM de pòrtic: el pòrtic utilitza una guia guia a ambdós costats, com un router CNC.Aquests són normalment els CMM més grans, de manera que necessiten el suport addicional.
CMM de braç horitzontal: imagineu un voladís, però amb tot el pont movent-se cap amunt i cap avall per un sol braç en lloc del seu propi eix.Aquests són els CMM menys precisos, però poden mesurar components grans i prims, com ara carrosseries d'automòbils.
CMM tipus de braç portàtil: aquestes màquines utilitzen braços articulats i normalment es col·loquen manualment.En lloc de mesurar XYZ directament, calculen les coordenades a partir de la posició giratòria de cada articulació i la longitud coneguda entre articulacions.

Cadascun té avantatges i inconvenients segons els tipus de mesures que s'hagin de fer.Aquests tipus fan referència a l'estructura de la màquina que s'utilitza per posicionar-lasondarespecte a la part que es mesura.

Aquí teniu una taula pràctica per ajudar a entendre els pros i els contres:

Tipus CMM	Precisió	Flexibilitat	Millor utilitzat per mesurar
Pont	Alt	Mitjana	Components de mida mitjana que requereixen una alta precisió
Cantilever	El més alt	baix	Components més petits que requereixen una precisió molt alta
Braç horitzontal	baix	Alt	Components grans que requereixen poca precisió
Gantry	Alt	Mitjana	Components grans que requereixen una gran precisió
Tipus de braç portàtil	El més baix	El més alt	Quan la portabilitat és absolutament el criteri més gran.

Les sondes normalment es col·loquen en 3 dimensions: X, Y i Z. No obstant això, les màquines més sofisticades també poden permetre que es canviï l'angle de les sondes, permetent mesurar-los en llocs que d'altra manera la sonda no podria arribar.Les taules rotatives també es poden utilitzar per millorar la capacitat d'aproximació de diverses característiques.

Els CMM solen estar fets de granit i alumini i utilitzen coixinets d'aire

La sonda és el sensor que determina on es troba la superfície de la peça quan es fa una mesura.

Els tipus de sondes inclouen:

Mecànica
Òptic
Làser
Llum blanca

Les màquines de mesura de coordenades s'utilitzen aproximadament de tres maneres generals:

Departaments de control de qualitat: a continuació, normalment es mantenen en sales netes climatitzades per maximitzar la seva precisió.
Planta de taller: aquí les CMM es troben entre les màquines CNC per facilitar la realització d'inspeccions com a part d'una cèl·lula de fabricació amb un recorregut mínim entre la CMM i la màquina on s'estan mecanitzant les peces.Això permet que les mesures es facin abans i potencialment amb més freqüència, la qual cosa comporta un estalvi a mesura que s'identifiquen els errors més aviat.
Portàtil: els CMM portàtils són fàcils de moure.Es poden utilitzar en un taller o fins i tot portar-los a un lloc allunyat de la instal·lació de fabricació per mesurar peces al camp.

Quina precisió són les màquines CMM (precisió CMM)?

La precisió de les màquines de mesura de coordenades varia.En general, apunten a la precisió del micròmetre o millor.Però no és tan fàcil.D'una banda, l'error pot ser una funció de la mida, de manera que l'error de mesura d'un CMM es pot especificar com una fórmula breu que inclogui la longitud de la mesura com a variable.

Per exemple, la CMM Global Classic d'Hexagon apareix com una CMM assequible per a tots els propòsits i especifica la seva precisió com:

1,0 + L/300um

Aquestes mesures són en micres i L s'especifica en mm.Per tant, suposem que estem intentant mesurar la longitud d'una funció de 10 mm.La fórmula seria 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 o 1,03 micres.

Una micra és una mil·lèsima part de mm, que és aproximadament 0,00003937 polzades.Per tant, l'error en mesurar la nostra longitud de 10 mm és de 0,00103 mm o 0,00004055 polzades.Això és menys de mitja dècima, un error bastant petit!

D'altra banda, s'ha de tenir una precisió 10 vegades superior a la que estem intentant mesurar.Això vol dir que només podríem confiar en aquesta mesura a 10x aquest valor, o 0,00005 polzades.Encara és un petit error.

Les coses es tornen encara més tèrboles per a les mesures de CMM de planta.Si el CMM està allotjat en un laboratori d'inspecció amb temperatura controlada, ajuda molt.Però a la botiga, les temperatures poden variar molt.Hi ha diverses maneres en què un CMM pot compensar la variació de temperatura, però cap és perfecta.

Els fabricants de CMM sovint especifiquen la precisió per a una banda de temperatura i, segons l'estàndard ISO 10360-2 per a la precisió de CMM, una banda típica és de 64-72F (18-22C).Això és genial tret que la vostra botiga sigui 86F a l'estiu.Aleshores, no teniu una bona especificació per a l'error.

Alguns fabricants us oferiran un conjunt d'escales o bandes de temperatura amb diferents especificacions de precisió.Però, què passa si esteu en més d'un rang per a la mateixa sèrie de peces en diferents moments del dia o diferents dies de la setmana?

Un comença a haver de crear un pressupost d'incertesa que permeti els pitjors casos.Si aquests pitjors casos donen lloc a toleràncies inacceptables per a les vostres peces, calen més canvis de procés:

Podeu limitar l'ús de CMM a determinades hores del dia quan les temperatures cauen en intervals més favorables.
Podeu optar per mecanitzar només peces o característiques de menor tolerància en moments concrets del dia.
Els millors CMM poden tenir millors especificacions per als vostres intervals de temperatura.Potser valdran la pena tot i que poden ser molt més cars.

Per descomptat, aquestes mesures causaran estralls en la vostra capacitat per programar amb precisió els vostres llocs de treball.De sobte, estàs pensant que un millor control climàtic a la botiga pot ser una inversió que val la pena.

Podeu veure com tot aquest tema de mesura es torna bastant complicat.

L'altre ingredient que va de la mà és com s'especifiquen les toleràncies a comprovar per CMM.L'estàndard d'or és el dimensionament i la tolerància geomètrica (GD&T).Consulteu el nostre curs d'introducció a GD&T per obtenir més informació.

Programari CMM

Els CMM executen diversos tipus de programari.L'estàndard s'anomena DMIS, que significa Dimensional Measurement Interface Standard.Tot i que no és la interfície de programari principal per a tots els fabricants de CMM, la majoria d'ells almenys l'admeten.

Els fabricants han creat els seus propis sabors únics per afegir tasques de mesura no compatibles amb DMIS.

DMIS

Com s'ha esmentat DMIS, és l'estàndard, però igual que el codi g de CNC, hi ha molts dialectes que inclouen:

PC-DMIS: versió hexagonal
OpenDMIS
TouchDMIS: Perceptrón

MCOSMOS

MCOSTMOS és el programari CMM de Nikon.

Calipso

Calypso és un programari CMM de Zeiss.

Programari CMM i CAD/CAM

Com es relacionen el programari i la programació CMM amb el programari CAD/CAM?

Hi ha molts formats de fitxer CAD diferents, així que comproveu amb quins és compatible el vostre programari CMM.La integració definitiva s'anomena Definició basada en models (MBD).Amb MBD, el propi model es pot utilitzar per extreure dimensions per a la CMM.

MDB és bastant avantguardista, de manera que encara no s'utilitza en la majoria dels casos.

Sondes, accessoris i accessoris CMM

Sondes CMM

Hi ha disponibles una varietat de tipus i formes de sondes per facilitar moltes aplicacions diferents.

Accessoris CMM

Tots els accessoris estalvien temps quan es carreguen i descarreguen peces en una CMM, igual que en una màquina CNC.Fins i tot podeu obtenir CMM que tinguin carregadors de palets automàtics per maximitzar el rendiment.