Контроль координатно-измерительных машин (КИМ) для современного производства станков с ЧПУ

Координатно-измерительные машины (КИМ) существуют уже давно, впервые представленные на рынке компаниями DEA и Ferranti в 1960-х годах. Эти ранние координатно-измерительные машины управлялись вручную с помощью «жесткого обнаружения» и в конечном итоге перешли на устройства с ЧПУ с компьютерным управлением и триггерными датчиками. Координатно-измерительная машина — это современная технология автоматического измерения и важное проявление развития высокоточной и высокоэффективной технологии автоматического измерения.

Сегодня КИМ можно найти почти во всех компаниях, производящих прецизионные станки. во всем мире и является основой большинства процессов контроля качества.

За последние несколько десятилетий координатно-измерительные машины стали быстрее, точнее и дешевле. Разработка производителей КИМ включает в себя создание более прочной, легкой и термически компенсированной конструкции для использования за пределами традиционной лаборатории контроля качества контроля температуры.

Типы ШМ

Координатно-измерительная машина представляет собой измерительный инструмент, который измеряет заготовку, комбинируя собственную систему координат со щупом для измерения физических геометрических точек детали. В дополнение к точным измерениям КИМ также имеет то преимущество, что предоставляет операторам КИМ информацию в режиме реального времени о состоянии производственного процесса. Все глобальные КИМ должны соответствовать международным стандартам измерений ISO 10360 и могут управляться операторами или компьютерами. В современной метрологии используются пять основных координатно-измерительных машин:

Консоль:

в основном используется для измерения измерительных инструментов и основных деталей.

Мост:

Наиболее популярны при сканировании и оцифровке на рынках форм, механической обработки и штамповки.

Портал:

используется для измерения больших и тяжелых деталей, таких как большие пресс-формы.

Горизонтальная рука:

используется для измерения большого количества деталей в аэрокосмической, оборонной, бытовой технике и других отраслях промышленности.

Портативный (PCMM):

Ручное измерение 3D и геометрических размеров и допусков (GD&T) также может пройти сертификацию ISO 10360.

Принцип измерения координатно-измерительной машины заключается в точном измерении трех значений координат поверхности детали. После определенного алгоритма подгоняются элементы измерения, такие как линии, поверхности, цилиндры и сферы, а форма, положение и другие геометрические величины получаются путем математических расчетов. данные. Очевидно, что точное измерение координат точек поверхности деталей является основой для оценки геометрических ошибок, таких как форма и положение.

Советы перед использованием CMM

Координатно-измерительная машина представляет собой высокоточное измерительное оборудование, предъявляющее строгие требования к рабочей среде. Например, температура должна поддерживаться на уровне 20+/-2℃, влажность должна контролироваться на уровне 40%-60%, а также должна быть гарантирована хорошая ударопрочность.

Проанализируйте чертежи, определите размеры, которые необходимо измерить в соответствии с требованиями чертежей, и примерно спланируйте процесс измерения, например, выберите точки отсчета и расположение точек измерения.

Перед измерением выберите подходящий датчик и выполните проверку датчика, чтобы получить значение радиуса шарика датчика. При калибровке зонда в качестве эталона обычно используется стандартный шар, а метод точки измерения представляет собой как минимум пятиточечный метод, то есть одна точка берется с вершины стандартного шара, а четыре точки измеряются на экваторе. Во время калибровки головка зонда, зонд и стандартный шарик должны быть хорошо закреплены, а поверхность должна быть чистой. Калибровка зонда — это первый шаг в начале измерения, который оказывает большее влияние на результаты измерения, поэтому вы должны уделять ему достаточно внимания.

Во избежание ошибки возврата в ноль, вызванной использованием системы координат станка во время измерения, перед началом измерения необходимо установить систему координат заготовки. Установление подходящей системы координат является основой для последующего измерения трехкоординатной измерительной машиной. Разумная система координат поможет повысить точность измерений и эффективность измерений. Кроме того, при пакетном тестировании установка подходящей системы координат в программировании может снизить трудоемкость работы и повысить скорость измерения.

Применение КИМ

КИМ для измерения линейных поверхностей

К простейшим измерениям относятся допуски на линейные или цилиндрические поверхности. В большинстве случаев они измеряются слесарем с помощью простого микрометра или калибра сразу после обработки.

Все современные промышленные концепции, включая будущую Индустрию 4.0, имеют высокую степень автоматизации производственного процесса, даже без механика могут выполнять дополнительные движения и задачи. Хороший пример — контроль качества. Вы можете запрограммировать КИМ на выполнение одной и той же операции с любым количеством деталей в партии.

КИМ для сложных измерений поверхности

Основное назначение координатно-измерительных машин — измерение сложных поверхностей. При использовании в лопатках турбин, крыльях самолетов, крыльчатках насосов и других деталях с необычными поверхностями, КИМ полностью реализует свой потенциал. Если вы изготавливаете большое количество одинаковых деталей, и эти детали настолько точны, что приходится проверять каждую деталь, то автоматизация этих операций тоже возможна. Однако в большинстве случаев такие детали измеряются механиками вручную.

Для измерения сложных поверхностей механик будет использовать пульт дистанционного управления для ручного перемещения щупа по трем осям, пока щуп не коснется нужной механику детали. Затем, после множества измерений, точки анализируются и контуры деталей соединяются сплайнами. Затем сравните результаты измерений с 3D-моделью детали (включая допустимые отклонения) или с некоторыми другими данными, показывающими требуемый размер.

CMM для отношений и формальных отклонений

Для большинства высококачественных деталей характерны не только погрешности их размеров, но и точность форм их поверхностей и их относительное расположение друг к другу. Эти отклонения особенно важны для уменьшения вибрации вращающихся частей и обеспечения плавности движения. Измерение КИМ таких отклонений мало чем отличается от измерения сложных поверхностей. Все формальные и реляционные отклонения имеют основу для сравнения. Поэтому, чтобы выполнить требования к точности, необходимо зажать детали на нижней поверхности и измерить требуемые детали.

ШМ Для Измерение шероховатости поверхности

Профилометр является наиболее широко используемым инструментом для измерения шероховатости поверхности. Однако, благодаря своей превосходной точности, машины КИМ также могут измерять чистоту поверхности деталей. Замените зонд специальной иглой, и тогда игла будет двигаться по поверхности и определять любые микроскопические неровности, образующие отделку поверхности.

Заключение

CMM продолжит поддерживать производство высокоточных деталей в небольших магазинах и продолжит играть роль аудитора, особенно в ключевых отраслях медицинской и аэрокосмической промышленности, для получения быстрых и точных данных о размерах деталей и поверхности. Его гибкость и точность предоставили производителям множество возможностей. Вы можете использовать КИМ после механической обработки или измерения существующих деталей, чтобы изменить их конструкцию, или использовать ее как часть автоматизированной производственной цепочки.