Notícies: guia completa de la màquina CMM i la mesura

Què és una màquina CMM?

Imagineu-vos 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 “Màquina de mesurar de coordenades”. Potser són els dispositius de mesurament 3D últims en termes de combinació de flexibilitat, precisió i velocitat global.

Aplicacions de màquines de mesura de coordenades

Les màquines de mesura de coordenades són valuoses en qualsevol moment que cal fer mesures precises. I com més complexes o nombroses mesures, més avantatjós és utilitzar un CMM.

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

També es poden fer servirenginyer reversParts existents fent mesures precises de les seves característiques.

Qui va inventar màquines CMM?

Les primeres màquines CMM van ser desenvolupades per Ferranti Company d'Escòcia als anys cinquanta. Es necessitaven per a la mesura de precisió de les parts a les indústries aeroespacials 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 es va produir a principis dels anys 70 i va ser introduït per Sheffield of USA.

Tipus de màquines CMM

Hi ha cinc tipus de màquina de mesurar de coordenades:

Tipus de pont CMM: En aquest disseny, el més comú, el cap CMM es dirigeix en un pont. Un costat del pont es dirigeix sobre una barana al llit i l’altre es recolza en un coixí d’aire o un altre mètode al llit sense ferrocarril de guia.
Cantilever CMM: El voladís dóna suport al pont per un sol costat.
Gantry CMM: The Gantry utilitza un carril guia a banda i banda, com un encaminador CNC. Aquests són normalment els CMM més grans, de manera que necessiten el suport addicional.
Arm horitzontal CMM: Imagineu un voladís, però amb tot el pont que es desplaça cap amunt i cap avall del braç únic en lloc del propi eix. Aquests són els CMM menys precisos, però poden mesurar els grans components com els cossos automàtics.
ARM portàtil tipus CMM: Aquestes màquines utilitzen braços articulats i normalment es posicionen manualment. En lloc de mesurar XYZ directament, calculen les coordenades des de la posició rotativa de cada articulació i la longitud coneguda entre les articulacions.

Cadascú té avantatges i desavantatges en funció dels tipus de mesures a fer. Aquests tipus fan referència a l'estructura de la màquina que s'utilitza per situar -lasondaren relació amb la part que es mesura.

Aquí teniu una taula útil per ajudar a comprendre els avantatges i els contres:

Tipus cmm	Precisió	Flexibilitat	Millor usat per mesurar
Pont	Alt	Mitjà	Components de mida mitjana que requereixen una gran precisió
Cantiler	Més alt	Baix	Components més petits que requereixen una precisió molt elevada
Braç horitzontal	Baix	Alt	Grans components que requereixen una precisió baixa
Gantry	Alt	Mitjà	Grans components que requereixen una alta precisió
Tipus portàtil tipus ARM	Més baix	Més alt	Quan la portabilitat és absolutament els criteris més grans.

Les sondes normalment es posicionen en tres dimensions - X, Y i Z. Tot i això, les màquines més sofisticades també poden permetre que es canviï l’angle de les sondes que permeti mesurar en llocs que la sonda no podia arribar d’una altra manera. Les taules rotatives també es poden utilitzar per millorar la capacitat d’aproximació de diverses funcions.

Els CMM són sovint de granit i alumini i utilitzen els coixinets aeri

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

Els tipus de sondes inclouen:

Mecànic
Òptic
Làser
Llum blanca

Les màquines de mesura de coordenades s’utilitzen de manera aproximada de tres maneres generals:

Departaments de control de qualitat: aquí es mantenen normalment a les sales netes controlades per clima per maximitzar la seva precisió.
Planta de botigues: aquí els CMM es troben entre les màquines CNC per facilitar la realització d’inspeccions com a part d’una cel·la de fabricació amb un viatge mínim entre el CMM i la màquina on s’estan mecanitzant les parts. Això permet fer mesures abans i potencialment més sovint, cosa que comporta un estalvi a mesura que s’identifiquen els errors abans.
Portable: els CMM portàtils són fàcils de moure. Es poden utilitzar en un pis de botiga o fins i tot portar a un lloc allunyat de la instal·lació de fabricació per mesurar les peces del camp.

Quina precisió tenen les màquines CMM (precisió CMM)?

La precisió de les màquines de mesura de coordenades varia. Generalment, tenen com a objectiu la precisió del micròmetre o millor. Però no és tan fàcil. Per una cosa, hi ha un error de mida, de manera que es pot especificar un error de mesura de CMM com a fórmula curta que inclou la longitud de la mesura com a variable.

Per exemple, el CMM Global Classic de Hexagon apareix com a CMM de tot tipus assequible i especifica la seva precisió com:

1.0 + L/300UM

Aquestes mesures es troben en micres i L s’especifica en mm. Diguem que estem intentant mesurar la longitud d’una funció de 10 mm. La fórmula seria de 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 o 1.03 micres.

Un micró és mil·lèsima de mm, que és de 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 inferior a la meitat del desè, un error petit.

D'altra banda, cal tenir precisió 10x el que intentem mesurar. Això vol dir que si només podríem confiar en aquesta mesura a 10x amb aquest valor, o 0,00005 polzades. Encara és un error força petit.

Les coses són encara més importants per a les mesures de cmm de la botiga. Si el CMM s’allotja en un laboratori d’inspecció controlat per la temperatura, ajuda molt. Però a la planta de la botiga, les temperatures poden variar força. Hi ha diverses maneres en què un CMM pot compensar la variació de la 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 CMM, una banda típica és de 64-72F (18-22C). És fantàstic a menys que la vostra botiga sigui 86F a l’estiu. Aleshores, no teniu una bona especificació per a l'error.

Alguns fabricants us donaran 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 cursa de parts en diferents moments del dia o dies diferents de la setmana?

Un comença a haver de crear un pressupost d’incertesa que permeti els pitjors casos. Si aquests pitjors casos resulten en toleràncies inacceptables per a les vostres parts, calen canvis de procés:

Podeu limitar l’ús de CMM a certes èpoques del dia quan el temps caigui en intervals més favorables.
Podeu triar només la màquina de baixar parts o funcions de tolerància en moments concrets del dia.
Els millors CMM poden tenir millors especificacions per als intervals de temperatura. Potser valen 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 suposar una inversió digne.

Podeu veure com tota aquesta cosa de mesura es fa força atrevida.

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

Programari CMM

CMM gestiona diversos tipus de programari. L’estàndard s’anomena DMIS, que significa estàndard de la interfície de mesura dimensional. Tot i que no és la interfície de programari principal per a cada fabricant de CMM, la majoria, com a mínim, la admeten.

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

DMIS

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

PC-DMIS: la versió de Hexagon
Opendmis
Touchdmis: Perceptron

McOsmos

Mcostmos és el programari CMM de Nikon.

Calypso

Calypso és el programari CMM de Zeiss.

Programari CMM i CAD/CAM

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

Hi ha molts formats de fitxers CAD diferents, de manera que comproveu amb quins són el vostre programari CMM. La integració definitiva s’anomena definició basada en models (MBD). Amb MBD, el model en si es pot utilitzar per extreure dimensions del CMM.

MDB és una avantatge força important, per la qual cosa encara no s'utilitza en la majoria dels casos.

Sondes, accessoris i accessoris CMM

Sondes cmm

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

Accessoris cmm

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