CMMдин ар кандай түрлөрү кайсылар? CMM тактыгына таасир этүүчү факторлорду тереңирээк карап чыгуу

Координаталык өлчөөчү машина өзүнүн татаалдыгын жокко чыгарган негизги принцип боюнча иштейт. Зонддоо системасын декарттык координаттар системасында адатта X, Y жана Z деп белгиленген үч ортогоналдык ок ​​боюнча жылдыруу менен, машина объекттин бетиндеги дискреттик чекиттерди аныктайт. Ар бир ок зонддун абалын өзгөчө тактык менен көзөмөлдөгөн сенсорлорду камтыйт, көбүнчө микрометрлерде же ал тургай микрометрлердин бөлүктөрүндө өлчөнөт. Чогултулган чекиттер метрологдор чекит булуту деп атаган нерсени түзөт, бул негизинен өлчөнгөн беттин санариптик көрүнүшү, аны долбоорлоо спецификациялары, CAD моделдери же геометриялык өлчөө жана чыдамдуулук талаптары менен салыштырууга болот.

CMM технологиясынын эволюциясы бир нече өзүнчө машина архитектураларын жаратты, алардын ар бири белгилүү бир колдонмолорго, тетиктердин өлчөмдөрүнө жана иштөө чөйрөсүнө оптималдаштырылган. Көпүрө тибиндеги CMMдер так өндүрүш чөйрөсүндө эң кеңири колдонулган конфигурацияны билдирет. Бул машиналар өлчөө столун камтыган көпүрө сымал түзүлүшкө ээ, зонддоо системасы эки вертикалдык мамыча менен колдоого алынган горизонталдык нурга илинген. Көпүрөнүн дизайны өзгөчө катуулукту жана туруктуулукту камсыз кылат, бул көзөмөлдөнгөн шарттарда микрометрден төмөн деңгээлдерге жете турган өлчөө тактыгын камсыз кылат. Көпүрө CMMдери кичинекей жана орто өлчөмдөгү компоненттерди катуу чыдамдуулук менен өлчөөдө мыкты, бул аларды тактык өтө маанилүү болгон тармактарда алмаштыргыс кылат.

Порталдык CMMдер көпүрөнүн конфигурациясын бөлүшөт, бирок чоң бөлүктөрдү өлчөө үчүн аны кескин түрдө масштабдашат. Порталдык машиналар столдун үстүндө жатуунун ордуна, атайын пайдубалдарга түз эле полго орнотулат, бул оор компоненттерди бийик платформаларга көтөрүү зарылдыгын жокко чыгарат. Бул архитектура аэрокосмостук компоненттер, чоң автомобиль курамдары жана кадимки көпүрө машиналарын басып өтө турган оор өнөр жай тетиктери үчүн идеалдуу болуп чыгат. Порталдык CMMдер көпүрөлөрдүн конструкциялары менен жетишүүгө мүмкүн болгон өтө жогорку тактыктын бир бөлүгүн курмандыкка чалса да, алар ар бир огунда көптөгөн метрге жете турган эбегейсиз чоң өлчөө көлөмдөрү менен компенсацияланат.

Консоль тибиндеги CMMдер башка структуралык ыкманы сунуштайт, өлчөөчү баш катуу негиздин бир гана тарабына бекитилет. Бул конфигурация өлчөө аймагына үч тараптан ачык кирүүнү камсыз кылат, бул тетиктерди оңой жүктөө жана түшүрүү мүмкүнчүлүгүн берет. Консоль машиналары, адатта, оператордун кирүүсү жана жумуш агымынын натыйжалуулугу мүмкүн болгон максималдуу тактыктан жогору турган кичирээк компоненттерди камтыган колдонмолорду тейлейт.

Горизонталдуу кол CMMлери башка архитектуралар чечүүгө аракет кылып жаткан өлчөө көйгөйлөрүн чечет. Зондду тигинен эмес, горизонталдуу багыттоо менен, бул машиналар металл панелдер, автомобиль кузовунун конструкциялары жана учактын фюзеляжынын бөлүктөрү сыяктуу узун, ичке компоненттерди текшере алат. Горизонталдуу кол конструкциялары узартылган жетүү жана жеткиликтүүлүк үчүн белгилүү бир тактыкты алмаштырат, бул аларды вертикалдуу зонд конфигурациялары менен жетүү кыйын болгон геометрияларды өлчөө үчүн артыкчылыктуу тандоого айлантат.

Көчмө өлчөөчү колдун CMMлери өлчөмдүү метрологиядагы парадигманын өзгөрүшүн билдирет, өлчөө мүмкүнчүлүгүн температура көзөмөлдөнгөн лабораторияга ташууну талап кылбастан, түздөн-түз өндүрүш аянтына алып келет. Адатта алты же жети кыймыл огу бар бул муунтулган кол системалары операторлорго компоненттерди, анын ичинде арматураларда чогултулган же чоңураак системаларга интеграцияланган бөлүктөрдү ордунда өлчөөгө мүмкүндүк берет. Көчмө колдор стационардык лабораториялык CMMдердин тактыгына тең келе албаса да, алардын ийкемдүүлүгү жана жеткиликтүүлүгү аларды бөлүктөргө бөлүү же башка жакка көчүрүү практикалык эмес болгон колдонмолор үчүн баа жеткис кылат.

Оптикалык CMM өлчөө ылдамдыгынын жана контактсыз мүмкүнчүлүктөрдүн чектерин кеңейтет. Бул системалар үч өлчөмдүү өлчөөлөрдү жумуш бөлүгүнө физикалык түрдө тийбестен тартуу үчүн оптикалык триангуляцияны жана өркүндөтүлгөн сүрөт иштетүүнү колдонот. Контактсыз ыкма назик беттерди, жумшак материалдарды же контакттык зонддоо зыянга же булганууга алып келиши мүмкүн болгон жогорку деңгээлде жылмаланган компоненттерди өлчөө үчүн маанилүү экенин далилдейт. Заманбап оптикалык CMM метрологиялык деңгээлдеги тактыкка жетишет, ошол эле учурда контакттык системаларга салыштырмалуу өлчөө циклинин убактысын кескин кыскартат.

CMM түрлөрүнүн бул ар түрдүү ландшафтында тактык маселеси эң маанилүү болуп калат. CMM тактыгы бир гана спецификация эмес, тескерисинче, көптөгөн өз ара аракеттенүүчү факторлордун таасири астында татаал натыйжа болуп саналат. Айлана-чөйрөнүн шарттары, балким, өлчөөнүн тактыгына таасир этүүчү эң маанилүү өзгөрмөнү билдирет. Температуранын өзгөрүшү машинанын түзүлүшүнүн да, иштетилүүчү бөлүктүн да кеңейишине же кыскарышына алып келет, бул машинанын ички мүмкүнчүлүктөрүн кемитип жиберүүчү каталарды пайда кылат. Узундугу бир метр болгон болоттон жасалган тетик температуранын ар бир Цельсий градусуна жогорулашы менен болжол менен он бир микрометрге кеңейет, ал эми алюминий болжол менен эки эсе тез кеңейет. Микрометр деңгээлиндеги тактыкты талап кылган өлчөөлөр үчүн температураны көзөмөлдөө абдан маанилүү болуп калат.

Жылуулук эффекттерин башкаруунун салттуу ыкмасы CMMдерди жыйырма градус Цельсийде температуранын туруктуулугуна катуу жол берилген температура менен башкарылуучу метрологиялык лабораторияларда жайгаштырууну камтыйт. Бирок, өлчөмдүү текшерүүнү өндүрүш аянтына жылдыруунун өсүп жаткан тенденциясы жаңы кыйынчылыктарды жаратты. Өркүндөтүлгөн CMMдер азыр машина таразаларынын жана маанилүү структуралык компоненттердин температурасын көзөмөлдөгөн активдүү температураны компенсациялоо системаларын камтыйт, өлчөө жыйынтыктарына реалдуу убакытта түзөтүүлөрдү киргизет. Бул системалар жылуулук эффекттерин толугу менен жок кыла албаса да, алар катуу температураны көзөмөлдөө практикалык эмес чөйрөлөрдө өлчөөнүн белгисиздигин бир топ азайтат.

Вибрация CMM тактыгын төмөндөтө турган дагы бир экологиялык факторду билдирет. Координаталык өлчөөчү машиналардын зонддоо системалары микрометр масштабында иштейт, мында жакын жердеги жабдуулардан, жөө жүргүнчүлөрдөн же имарат системаларынан чыккан анча байкалбаган термелүүлөр да өлчөө каталарын алып келиши мүмкүн. Лабораторияда колдонуу үчүн арналган көпүрө жана портал тибиндеги CMMлер, адатта, атайын пайдубалдар, вибрацияны изоляциялоочу орнотмолор же мекеменин ичинде стратегиялык жайгаштыруу аркылуу вибрация булактарынан изоляцияны талап кылат. Көчмө CMMдер түздөн-түз өндүрүштүк полдордо иштегендиктен, вибрация көйгөйлөрүнө туш болушат, бирок алардын адатта төмөнкү тактык талаптары муну алгылыктуу кылат.

Зонддоо системасынын өзү CMM тактыгында маанилүү фактор болуп саналат. Эң кеңири таралган түрү болгон тийүү менен триггер зонддору жумушчу бөлүктүн бетине физикалык түрдө тийип, зонддун абалын жазып алган тийгенде электрдик сигналды пайда кылат. Тигүү менен триггер зонддоонун тактыгы зонддун учунун сфералык формасына, зонддун стилусунун катуулугуна жана түздүгүнө, ошондой эле триггер күчүнүн ырааттуулугуна жараша болот. Убакыттын өтүшү менен кайталанган контакттар зонддун учун эскирип, анын эффективдүү диаметрин акырындык менен өзгөртүп, өлчөөлөргө системалуу каталарды киргизиши мүмкүн. Зонддун учтарын үзгүлтүксүз калибрлөө жана мезгил-мезгили менен алмаштыруу өлчөөнүн тактыгын сактоо үчүн маанилүү практика бойдон калууда.

Сканерлөөчү зонддор башкача ыкманы сунуштайт, алар белгиленген диапазондо байланышты сактап, жумуш бөлүктүн бети боюнча үзгүлтүксүз кыймылдашат. Бул системалар секундасына миңдеген чекиттерди чогултат, бул тийүү менен зонддоодо практикалык эмес болгон беттин формасын, профилин жана текстурасын деталдуу мүнөздөөгө мүмкүндүк берет. Бирок, сканерлөөнүн тактыгы зонддун геометриясына гана эмес, ошондой эле башкаруу системасынын беттин контурларын ээрчүү менен туруктуу байланыш күчүн сактоо жөндөмүнө да көз каранды.

Лазердик сенсорлорду жана оптикалык системаларды камтыган контактсыз зонддор контакттык зонддордун механикалык таасирин жок кылат, бирок өздөрүнүн белгисиздик булактарын пайда кылат. Беттин чагылдырылышы, түсү жана текстурасы оптикалык өлчөөнүн тактыгына таасир этиши мүмкүн, бул кылдат калибрлөөнү жана кээде ар кандай жарыктандыруу шарттарында бир нече өлчөөлөрдү талап кылат. Лазердик триангуляция системалары айрым колдонмолор үчүн жогорку тактыкка жетишет, бирок тик беттик бурчтар же жогорку чагылдыруучу жасалгалар менен кыйынчылыктарга дуушар болушу мүмкүн.

CMMдин механикалык түзүлүшү өлчөө тактыгына таасир этүүчү геометриялык каталарды киргизет. Эң так жасалган машина октору да идеалдуу түздүктөн, октордун ортосундагы перпендикулярдуулуктан жана позициялоо тактыгынан кичинекей четтөөлөрдү көрсөтөт. Бул геометриялык каталар, адатта, катуу калибрлөө процедуралары аркылуу мүнөздөлөт жана программалык камсыздоодо компенсацияланат, бул алардын өлчөө натыйжаларына тийгизген таасирин азайтат. Бирок, катаны компенсациялоонун натыйжалуулугу машинанын түзүлүшүнүн убакыттын өтүшү менен жана айлана-чөйрөнүн шарттары боюнча туруктуулугуна көз каранды.

Заманбап CMM өлчөөчү машиналар көлөмдүк катаны компенсациялоону камтыйт, бул ар бир огду өз алдынча компенсациялоонун ордуна, бүтүндөй өлчөө көлөмү боюнча геометриялык каталарды моделдөөчү татаал ыкма. Бул ыкма каталар зонддун машинанын жумушчу конвертинин ичинде кайда жайгашканына жараша өзгөрүп тураарын тааныйт, бул жөнөкөй компенсациялоо ыкмаларына караганда жогорку тактыкка жетишет. Көлөмдүк компенсациялоо үчүн калибрлөө процессинде, адатта, өлчөө мейкиндигиндеги көптөгөн чекиттердеги каталарды картага түшүрүү үчүн лазердик интерферометрлер же башка тактыктагы аспаптар колдонулат, бул машинанын контроллери тарабынан колдонулган комплекстүү ката моделин түзөт.

OGP координата өлчөөчү машинасы заманбап технологиянын бул тактык көйгөйлөрүн инновациялык дизайн аркылуу кантип чечип жатканын көрсөтүп турат. OGP же Optical Gaging Products бириккен платформаларда тактилдик зонддоону оптикалык жана лазердик сенсорлор менен айкалыштырган көп сенсорлуу өлчөө системаларын биринчилерден болуп иштеп чыккан. OGP FlexPoint сериясы бул технологиянын учурдагы абалын чагылдырат, сканерлөөчү зонддорду, телецентрикалык оптиканы жана интерферометриялык лазердик сенсорлорду бир эле учурда муун баштарында колдоого жөндөмдүү чоң форматтагы көп сенсорлуу CMMдерди сунуштайт.

Мультисенсордук ыкма так өлчөөдөгү негизги кыйынчылыкты чечет: ар кандай өзгөчөлүктөр жана беттер оптималдуу тактык үчүн ар кандай өлчөө ыкмаларын талап кылат. Байланыш зонддору менен оңой жетүүгө мүмкүн болгон өзгөчөлүктөр оптикалык системалар үчүн көрүнбөшү мүмкүн, ал эми тийүүгө мүмкүн болбогон назик беттерге тийбей турган ыкмалар талап кылынышы мүмкүн. Салттуу CMM өлчөө режимдеринин ортосунда которулганда зонддорду алмаштырууну жана кайра калибрлөөнү талап кылат, бул убакытты талап кылат жана каталарды жаратышы мүмкүн. Бир эле учурда сенсордун болушу менен OGP ыкмасы бул өткөөлдөрдү жок кылат, бул ар бир өлчөө үчүн оптималдуу сенсорду сенсорлорду алмаштыруунун кечигүүлөрү жана белгисиздиктери жок тандоого жана жайгаштырууга мүмкүндүк берет.

Координаталык өлчөө машиналарын башкаруучу программалык камсыздоо өлчөөнүн тактыгында барган сайын маанилүү ролду ойнойт. Заманбап CMM программалык камсыздоосу зонддун радиусун компенсациялоо, геометриялык тууралоо, координата системасын тегиздөө жана толеранттуулукту баалоо үчүн татаал алгоритмдерди камтыйт. Геометриялык элементтерди өлчөнгөн чекиттерге тууралоо үчүн колдонулган математикалык ыкмалар, айрыкча форма каталары же чектелген өлчөө чекиттери бар функциялар үчүн, билдирилген натыйжаларга олуттуу таасир этиши мүмкүн. CAD негизиндеги программалоо өлчөө процедураларын оффлайн режиминде иштеп чыгууга жана текшерүүгө мүмкүндүк берет, бул машинанын иштебей калуу убактысын азайтат жана өлчөөнүн ырааттуу аткарылышын камсыз кылат.

Өлчөө стратегиясынын өзү тактыктын фактору болуп саналат. Өлчөө чекиттеринин саны жана бөлүштүрүлүшү, өлчөөлөрдүн ырааттуулугу, зонддоо үчүн колдонулган ыкмалардын багыттары жана бекитүү ыкмалары натыйжаларга таасир этет. Тажрыйбалуу метрологдор жөн гана көбүрөөк чекиттерди алуу тактыкты автоматтык түрдө жакшыртпай турганын түшүнүшөт; өлчөнүп жаткан өзгөчөлүккө карата чекиттердин жайгашуусу жана бөлүштүрүлүшү көп учурда жалпы чекиттердин санынан да маанилүү. Тегиздик же цилиндрлик сыяктуу геометриялык толеранттуулуктар үчүн өлчөө стратегиясы формадагы каталарды аныктоо үчүн бүтүндөй бетти же өзгөчөлүктү жетиштүү түрдө үлгү алышы керек.

Оператордун көндүмдөрү жогорку деңгээлде автоматташтырылган CMM системалары үчүн да актуалдуу бойдон калууда. CNC менен башкарылуучу CMMдер өлчөө процедураларын оператордун минималдуу кийлигишүүсү менен аткара алса, өлчөө процедураларын баштапкы программалоо жана орнотуу геометриялык чыдамдуулукту, өлчөөнүн белгисиздигин жана машинанын мүмкүнчүлүктөрүн түшүнүүнү талап кылат. Программанын логикасындагы, тегиздөө процедураларындагы же функциялардын аныктамаларындагы каталар автоматташтырылган аткаруу аркылуу аныкталбай калышы мүмкүн, бул так көрүнгөн, бирок чындыгында бир жактуу же туура эмес натыйжаларды берет.

Өнөр жай 4.0 жана акылдуу өндүрүшкө карай уланып жаткан тенденция CMMдердин өндүрүш процесстерине кантип интеграцияланышын өзгөртүп жатат. Реалдуу убакыттагы өлчөө маалыматтары статистикалык процесстерди башкаруу системаларын камсыз кылат, бул өндүрүштүк четтөөлөрдү тез аныктоого жана оңдоого мүмкүндүк берет. Байланышкан CMMдер өлчөө жыйынтыктарын ишкана тармактары боюнча бөлүшүп, сапатты башкаруу системаларын жана жеткирүү чынжырын көзөмөлдөө талаптарын колдойт. Бул интеграциялоо мүмкүнчүлүктөрү негизги өлчөө функциясынан тышкары баалуулуктарды кошот, координата өлчөө машиналарын обочолонгон текшерүү куралдарынан өндүрүштүк чалгындоо системаларындагы туташкан түйүндөргө айландырат.

Өндүрүшкө болгон чыдамкайлыктар күчөп, бөлүктөрүнүн геометриясы татаалдашып бараткандыктан, CMM түрлөрүн жана тактык факторлорун түшүнүүнүн мааниси ого бетер жогорулайт. Белгилүү бир колдонмолор үчүн тиешелүү CMM архитектурасын тандоо, айлана-чөйрөнү көзөмөлдөөнү же компенсациялоону сактоо, катуу калибрлөө жана текшерүү жол-жоболорун ишке ашыруу жана белгисиздик булактарын чечүүгө багытталган өлчөө стратегияларын иштеп чыгуу заманбап өндүрүш талап кылган тактыкка жетүүгө өбөлгө түзөт. Салттуу көпүрө конструкциялары, көчмө колдор, оптикалык системалар же OGP координата өлчөөчү машинасы сыяктуу инновациялык көп сенсорлуу платформалар аркылуу ишенимдүү өлчөө мүмкүнчүлүгү өндүрүш сапатынын негизи бойдон калууда.