Применение КИМ в современных производственных цехах

Последнее обновление:24 декабря 2021 г. | Автор WayKen

Современная промышленность характеризуется точностью изготавливаемых элементов. Она уже исчисляется десятыми долями микрона и продолжает неустанно расти. На самом деле точность станков, заявленная производителем, выросла настолько, что становится все труднее измерить фактическое отклонение изготовленной детали. Поэтому постоянно разрабатываются и совершенствуются новые способы контроля и метрологического оборудования. Одним из гибких, быстрых и точных устройств для оценки точности деталей является координатно-измерительная машина.

Как работает координатно-измерительная машина (КИМ)

Машина использует чрезвычайно чувствительный электронный датчик для анализа последовательности дискретных точек геометрии производственной детали. Это тестирование используется для расчета соответствия детали конкретным требованиям.

КИМ часто используется для оценки части сборки, чтобы определить, соответствует ли она оригинальной конструкции образца. Они интегрированы в рабочие процессы тестирования или контроля качества для анализа размеров изготовленных деталей и предотвращения любых возможных проблем с качеством.

Рабочий процесс координатно-измерительных машин (КИМ) включает в себя две вещи. Он измеряет вручную геометрию объекта и величины объекта, касаясь щупа, поднятого на подвижной оси машины. Это также гарантирует, что части удостоверятся, что это то же самое, что и скорректированный дизайн. Он работает с помощью следующих шагов.

Анализируемая деталь размещается на основании КИМ. Основание изготовлено из жесткого и стабильного материала и в основном является местом измерения. Эта стабильность основания гарантирует точность измерения независимо от внешних сил, которые могут изменить работу. Все устройства, установленные над плитой КИМ, могут перемещаться и оснащены контактным щупом. Координатно-измерительная машина (КИМ) управляет гентри на следующем этапе, чтобы перемещать датчик вдоль трехмерной оси. При выполнении этого шага каждая грань детали копируется для ее измерения.

Когда зонд касается измеряемой детали, он посылает электрический импульс, который затем обрабатывается компьютером. Повторяя этот шаг со многими частями, вы наметите структуру части.

После этапа измерения следующим этапом является процедура анализа, после того как датчик определил координаты X, Y и Z детали. Полученные данные анализируются для построения признаков. Механизм действия одинаков для всех координатно-измерительных машин (КИМ), использующих систему камер.

Компоненты координатно-измерительной машины (КИМ)

Координатно-измерительная машина (КИМ) состоит из различных частей. Исследуемые порции поднимаются на прочную плиту, обычно привезенную из гранита, которую укладывают на плоскую поверхность земли. Электронный щуп, который часто бывает разных размеров и категорий, цепляется за подпружиненный стилус. Кроме того, этот стилус представляет собой прикрепленную гентри, которая перемещается в трехмерной плоскости координат X-Y-Z.

Стилус и щуп могут отклоняться без посторонней помощи, чтобы получить характеристики нескольких деталей. С помощью джойстика мы можем управлять всеми действиями портала и исследования соответственно. В состав координатно-измерительной машины (КИМ) входят:

• Проверить
• Гранитный стол
• Фиксаторы
• Осушилки и воздушные компрессоры
• Программное обеспечение

Какова функция зонда?

Исследование является одной из чрезвычайно важных частей координатно-измерительной машины (КИМ), поскольку она устанавливает биологический контакт, а не использует оптический блеск или лазеры. Одна из его лучших особенностей заключается в том, что он не использует круглые заглушки, сделанные из рубина или любого другого формального и стабильного вещества, которое не изменит свой размер при изменении температуры.

Исследование и стилус сконструированы для совместной работы одновременно. Они связаны с чрезвычайно чувствительной электроникой, способной обнаруживать малейшие отклонения в электрическом трении, возникающие в результате исследования.

Когда шаровидный наконечник касается твердого предмета, он вынужден отклоняться и производит электрическую индикацию, которая регистрируется в компьютере. Эти суммы баллов можно анализировать в зависимости от регламента содержательной части.

Способ использования?

Основная цель этого сбора очков — двойной процесс. Определенные точки используются для анализа измерений реальных деталей по сравнению с данными списка клиентов САПР с целью проверки качества.

Или эти совокупные степени можно использовать для обрисовки силуэта части путем создания «облака точек». Этот метод удобен, когда только одна часть образца используется в качестве основы программы САПР для контурирования большего количества деталей, как это делается при обработке с ЧПУ.

Координатно-измерительная машина (КИМ) чрезвычайно полезна при вычислении точек внутри отверстий. Эти области нелегко оценить с помощью других оптических систем, потому что блик имеет тенденцию указывать и отражаться вокруг, вызывая неточность измерения из-за явления интерференции.

Гранитный стол

Это важный компонент КИМ, потому что он очень жесткий и, следовательно, устойчивый. Он не зависит от температуры по сравнению с другими элементами. Скорость его износа сравнительно невелика. Гранит идеально подходит для очень точных измерений, поскольку он остается неизменным с течением времени.

Фиксаторы

Крепления также являются очень важными инструментами, используемыми в качестве агентов стабильности и поддержки в большинстве производственных функций. Они являются инструментами координатно-измерительных машин (КИМ) и предназначены для фиксации деталей на соответствующих местах. Требуется фиксация детали, так как подвижная часть может привести к ошибкам в расчетах. Другими доступными для использования фиксирующими компонентами являются магниты, зажимы и крепежные пластины.

Осушилки и воздушные компрессоры

Воздушные компрессоры и осушители являются широко используемыми компонентами координатно-измерительных машин (КИМ), включая КИМ портального типа или стандартные мосты.

Программное обеспечение

Программное обеспечение необходимо для анализа датчика и чувствительности других компонентов.

Различные типы КИМ

Мост КИМ

Этот тип координатно-измерительной машины имеет измерительную систему, которая перемещается по трехмерным осям. В координатной плоскости эти оси ортогональны друг другу соответственно.

Каждая из осей оснащена датчиками, отслеживающими положение зонда в микрометрах во время его движения и обнаруживающими точки на поверхности объекта. Эти точки вместе известны как облако точек. Эти точки показывают площадь поверхности объекта, которую необходимо исследовать пользователям.

Портальная КИМ

Портальные КИМ похожи на мостовые КИМ; однако они обычно намного больше по размеру. Потому что они сконструированы таким образом, чтобы исключить необходимость поднимать их на стол и обеспечивать аналогичные уровни точности. Портальные КИМ используются для очень тяжелых или огромных деталей. Эти портальные КИМ должны быть установлены на прочном фундаменте, прямо на первом этаже.

Консольная КИМ

Консольные КИМ отличаются от мостовых КИМ, поскольку измерительная головка крепится только к одной стороне жесткого основания КИМ, и поэтому они отличаются. Консольные КИМ обеспечивают открытый доступ для специалистов по контролю со всех трех сторон для простоты использования.

Многоцелевое применение КИМ в современном производстве

КИМ — это наиболее совершенное современное средство автоматизированного и ручного измерения, нашедшее множество возможных применений в промышленности. Множество различных типов КИМ позволяют использовать этот инструмент как на больших (портальные КИМ), так и на самых маленьких (консольные КИМ). Различные типы датчиков (механические, оптические, лазерные или датчики белого света) позволяют измерять даже те поверхности, к которым не должен прикасаться датчик или любой другой объект. Высокая степень автоматизации КИМ позволяет как использовать ее вручную оператором, так и сократить трудозатраты за счет автоматизации повторных операций при больших объемах производства.

Как использовать КИМ, зависит от целей, которых вы хотите достичь. Уровень его гибкости и точности дает производителям массу возможностей. Вы можете использовать КИМ после обработки или измерения существующих деталей для их изменения, или вы можете использовать ее как часть автоматизированной производственной цепочки. Здесь много вариантов, и некоторые из них перечислены в следующих абзацах.

Что необходимо сделать перед использованием CMM

Станки КИМ являются наиболее точными инструментами для проведения измерений. Они могут оценить дефекты в деталях, размер которых меньше микрона. Однако для того, чтобы они были такими точными, как они должны быть, машинист должен тщательно подготовить оборудование для выполнения измерений. Уровень подготовки зависит от точности измеряемой детали. Если говорить о деталях с наивысшей точностью (имеющих допуск IT6 и даже меньше), то вам придется подготовить и КИМ, и участок, на котором вы собираетесь проводить измерения. Он должен иметь определенный процент влажности и температуру в пределах оптимума и должен быть предельно чистым, поскольку при такой точности даже мельчайшие пылинки влияют на результат операции.

Сама КИМ обычно калибруется с помощью чрезвычайно точной металлической сферы. Его размер и отклонение формы известны в высшей степени. Также известно положение шара на гранитном рабочем столе (обычно для него есть специальное приспособление прямо в центре стола). Зонд должен коснуться шара в ряде точек и определить его диаметр и отклонение формы. Затем измерения корректируются в зависимости от их отклонения, и сфера измеряется снова, чтобы гарантировать сохранение правильных настроек.

КИМ для измерения линейных поверхностей

К простейшим измерениям относятся допуски линейных или цилиндрических поверхностей. В большинстве случаев их измеряет слесарь с помощью простого микрометра или калибра сразу после окончания обработки. Итак, какой смысл использовать CM, если для такой работы можно успешно использовать более простой инструмент?

Ответ на этот вопрос — автоматизация всех процессов. Все современные отраслевые концепции, включая футуристическую Индустрию 4.0, включают в себя высокую степень автоматизации производственных процессов, при которой даже дополнительные движения и задачи выполняются без участия оператора. Хорошим примером такой задачи является контроль качества. Вы можете запрограммировать КИМ на выполнение одинаковых действий с любым количеством деталей в партии. Однако вам потребуется автоматизированное приспособление и дополнительный робот для загрузки и выгрузки деталей до и после контроля.

КИМ для сложных измерений поверхности

Координатно-измерительные машины предназначены для измерения сложных поверхностей. Вот почему, когда они используются для таких деталей, как лопатки турбин, крылья самолетов, рабочие колеса насосов и другие компоненты с необычными поверхностями, КИМ работает в полную силу. Автоматизация таких работ возможна и в том случае, если вы изготавливаете большую партию одинаковых деталей, и они настолько точны, что приходится проверять каждую из них. Однако в большинстве случаев такие детали измеряются слесарем вручную.

Чтобы измерить сложную поверхность, оператор будет перемещать датчик по трем осям вручную с помощью пульта дистанционного управления, пока датчик не коснется той части, где это необходимо оператору. Затем, после проведения большого количества измерений, точки анализируются и профили детали соединяются в виде сплайнов. Затем измерения сравниваются с 3D-моделью детали (включая допустимые отклонения) или с некоторыми другими данными, где показаны требуемые размеры.

CMM для соотношений и отклонений формы

Для большинства качественных деталей характерна не только погрешность их размеров, но и точность форм их поверхностей и их положение по отношению друг к другу. Эти отклонения особенно важны для вращающихся частей, чтобы уменьшить вибрацию и обеспечить плавность движения. Измерение таких отклонений КИМ не слишком отличается от измерения сложных поверхностей. Все отклонения формы и отношения имеют базовую поверхность, с которой они сравниваются. Таким образом, для достижения требований к точности вам придется зажать деталь на базовой поверхности и измерить требуемую. Если мы говорим о взаимосвязи между двумя поверхностями, просто спроектируйте приспособление, чтобы зажать первую поверхность и измерить вторую.

Измерение чистоты поверхности КИМ

Профилометр является наиболее распространенным прибором для измерения чистоты поверхности. Однако станки КИМ также могут измерять чистоту поверхности детали благодаря их выдающейся точности. Однако вам придется сменить зонд на специальную иглу. Затем игла перемещается по поверхности и определяет любые микроскопические неровности, из которых состоит отделка поверхности.

Как WayKen может вам помочь

В WayKen мы используем систему качества, сертифицированную по стандартам ISO 9001:2015. Если вы хотите получить обработанные детали с более точными размерами и формами, пожалуйста, свяжитесь с нами заранее, чтобы обсудить ваши требования к размерам деталей. Чтобы узнать больше, вы можете загрузить файлы САПР и запросить расценки здесь.