Координатно-измерительные машины (КИМ): назначение, функциональность и промышленные применения

Дизайны продуктов были довольно простыми в начале 20 века, и проектировщики продуктов были гибкими с требованиями к точности и размерным допускам. В результате машиностроительные цехи не имели проблем с изготовлением деталей с использованием обычных фрезерных станков и обеспечением контроля качества с использованием ручных инструментов вроде штангенциркулей, микрометров и компараторов.

Но по мере того как дизайны продуктов становились более сложными и производственные технологии становились более передовыми, возникла необходимость в более передовых устройствах контроля качества, устраняющих человеческую ошибку. Это привело к разработке первой Координатно-измерительной машины (КИМ) компанией Ferranti в 1959 году.

Координатно-измерительная машина (КИМ) — это важное устройство контроля качества, используемое топовыми машиностроительными цехами сегодня, и в этой статье мы рассмотрим основы КИМ. Мы объясним, как работает КИМ, её применения и разные типы координатно-измерительных машин, доступных сегодня.

Что такое координатно-измерительная машина?

Координатно-измерительная машина (КИМ) — это устройство контроля качества, которое измеряет высоту, ширину и глубину детали для определения того, удовлетворяет ли она дизайнерским требованиям.

Типичная координатно-измерительная машина (КИМ) имеет зонд, который чувствует позицию точки в пространстве и измеряет её от трехмерной референсной позиции. Так что когда вы двигаете кончик зонда по заготовке, зондирующая система собирает точки, формируя «облако точек», которое контурирует форму заготовки.

Процесс, которым зондовые точки измеряются и конвертируются в контур формы, обрабатывается специальным координатным обработчиком программного обеспечения.

Для чего используется координатно-измерительная машина?

Пример «облака точек» авторства Lucas Vieira, Общественное достояние, через Wikimedia Commons

«Облако точек», сформированное координатно-измерительной машиной, позволяет вам подтвердить соответствие детали дизайнерскому замыслу и требованиям допусков. Топовые машиностроительные цехи обычно интегрируют эти машины в свой отдел контроля качества (КК) для тестирования точности и точности изготовленных деталей против спецификаций их клиентов.

Связанный пост: Контроль качества для обработки с ЧПУ

Через обратную инженерию машиностроительные цехи также используют КИМ для создания реплик индивидуальных дизайнов (или физических образцов). Во время этого процесса фрезеровщик движет чувствительный зонд по физическому образцу, и КИМ выполняет серию операций для конвертации этого образца в 3D САПР-чертеж.

Фрезеровщик затем использует эти САПР-модели для создания реплик физических образцов с использованием производственных технологий вроде станков с ЧПУ и 3D-принтеров. Это применение обратной инженерии КИМ пригождается при изготовлении устаревших деталей, таких как винтажные двигатели автомобилей или детали газовых турбин.

Типы координатно-измерительных машин

Координатно-измерительные машины обычно бывают четырех разных типов:

1. Мостовые КИМ (Bridge CMMs)
2. Портальные КИМ (Gantry CMMs)
3. Консольные КИМ (Cantilever CMMs)
4. КИМ с горизонтальной рукой (Horizontal arm CMMs)

#1 Мостовые координатно-измерительные машины

Мостовые КИМ — наиболее распространенный тип координатно-измерительных машин. Они обычно имеют очень стабильный якорь для измерительного аппарата и лучшие для измерения обработанных деталей с высшей точностью и самыми тесными требованиями к допускам.

Однако мостовые КИМ обычно ограничены измерением малых и средних обработанных деталей, которые вы можете легко поднять на стол. С мостовыми КИМ вы также можете столкнуться с вызовами при попытке получить доступ к некоторым деталям для измерения. Это из-за вертикального якоря моста, удерживающего ось X.

#2 Портальные координатно-измерительные машины

Портальные КИМ довольно похожи на мостовые КИМ, но немного отличаются в дизайне и способности.

В отличие от мостовой КИМ, портальная координатно-измерительная машина непосредственно монтируется на полу с её мостом, поднятым на столбах. Это позволяет портальной КИМ размещать и получать доступ к обработанным деталям, имеющим большие объемы и более сложные геометрии, чем те, для которых спроектированы мостовые КИМ.

Измерительный диапазон для портальных КИМ обычно варьируется от (1 x 2 x 1 м) до (5 x 9 x 3 м) в 3D координатной системе.

#3 Консольные координатно-измерительные машины

Консольные КИМ поддерживаются в одной точке только, делая их менее жесткими, чем портальные и мостовые координатно-измерительные машины. Когда используются для измерения маломестных обработанных деталей, их одноточечная поддержка позволяет им двигаться быстрее и достигать более высокой точности, чем другие КИМ.

Консольные КИМ обычно ограничены измерением малых обработанных деталей, измерительных калибров и эталонных деталей.

#4 Координатно-измерительная машина с горизонтальной рукой

КИМ с горизонтальной рукой монтируют сканирующие зонды (или касание зонды) горизонтально вместо вертикально, как с другими типами КИМ. Этот уникальный дизайн позволяет им измерять большие поверхности или обработанные детали с труднодоступными элементами.

Имейте в виду, что КИМ с горизонтальной рукой менее точны, чем другие типы КИМ. Тем не менее, они идеальный тип КИМ для измерения больших тонкостенных листовых металлических деталей.

Обеспечение качества с КИМ: Gensun может помочь

Даже после того, как вы используете последнюю технологию обработки для изготовления вашего дизайна продукта, все еще есть возможность размерных или допусковых ошибок, влияющих на качество вашей обработанной детали.

Gensun Precision Machining — ведущий поставщик услуг ЧПУ обработки по всему миру. Не только у нас есть современное обрабатывающее оборудование и высокоопытные фрезеровщики, но у нас также есть выделенный отдел контроля качества.

Наша команда экспертов КК измеряет обработанные детали с использованием нашей координатно-измерительной машины, высотных штангенциркулей, 2D проекторов, микрометров и других инструментов КК, обеспечивая, что они соответствуют дизайнерскому замыслу и требованиям наших клиентов. Наше предприятие также сертифицировано ISO 9001 для систем управления качеством.

Узнайте больше об наших услугах ЧПУ обработки.