Продвинутая инспекция КИМ для точного ЧПУ производства

Координатно-измерительные машины (КИМ) существуют давно, впервые представленные на рынке DEA и Ferranti в 1960-х годах. Эти ранние координатно-измерительные машины управлялись вручную «жестким зондированием» и в конечном итоге перешли к компьютерно-контролируемым ЧПУ блокам с триггерными зондами. Координатно-измерительная машина — это современная автоматическая измерительная технология и важное проявление развития высокоточной и высокоэффективной автоматической измерительной технологии.

Сегодня КИМ можно найти практически во всех компаниях точного производства мира и является ядром большинства процессов контроля качества.

За последние несколько десятилетия координатно-измерительные машины стали быстрее, точнее и дешевле. Развитие производителей КИМ включает усиление структуры, облегчение и термокомпенсацию для использования вне традиционной температурно-контролируемой лаборатории качества.

Типы КИМ

Координатно-измерительная машина — это измерительный инструмент, который измеряет заготовку, комбинируя свою собственную систему координат с зондом для измерения физических геометрических точек детали. Помимо точных измерений, КИМ также имеет преимущество предоставления операторам КИМ информации в реальном времени о статусе производственного процесса. Все глобальные КИМ должны соответствовать международным стандартам измерения ISO 10360 и могут управляться операторами или компьютерами. В современной метрологии используются пять основных типов координатно-измерительных машин:

Консольная (Cantilever):

в основном используется для измерения измерительных инструментов и основных деталей.

Мостовая (Bridge):

Самая популярная в сканировании и оцифровке в рынках форм, обработки и штамповки.

Портальная (Gantry):

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

Горизонтальная рука (Horizontal Arm):

используется для измерения больших количеств деталей в авиакосмической, оборонной, бытовой бытовой технике и других отраслях.

Портативная (PCMM):

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

Принцип измерения координатно-измерительной машины — точно измерить три координатные значения поверхности детали. После определенного алгоритма измерительные элементы, такие как линии, поверхности, цилиндры и сферы, подгоняются, и через математические расчеты получаются данные геометрических величин формы, положения и других. Очевидно, точное измерение координат точек поверхности деталей — основа для оценки геометрических ошибок таких как форма и положение.

Советы перед использованием КИМ

Координатно-измерительная машина — высокоточное измерительное оборудование, которое имеет строгие требования к рабочей среде. Например, температура должна контролироваться при 20+/-2℃, влажность должна контролироваться при 40%-60%, и хорошая гарантия виброизоляции.

Проанализируйте чертежи, определите измеряемые элементы согласно требованиям чертежей, и примерно спланируйте процесс измерения, такой как выбор баз и раскладка точек измерения.

Перед измерением выберите подходящий зонд и выполните верификацию зонда для получения значения радиуса шара зонда. Калибровка зонда обычно использует стандартный шар как эталон, а метод измерительных точек — как минимум пяти-точечный метод, то есть одна точка берется с вершины стандартного шара и четыре точки измеряются на экваторе. Во время калибровки головка зонда, зонд и стандартный шар должны быть хорошо закреплены и поверхность чистая. Калибровка зонда — первый шаг в начале измерения, который имеет большее влияние на результаты измерения, поэтому вы должны уделить достаточно внимания.

Чтобы избежать ошибки возврата в ноль, вызванной использованием системы координат станка во время измерения, систему координат заготовки нужно установить перед началом измерения. Установка подходящей системы координат — основа для последующего измерения трехкоординатной измерительной машины. Разумная система координат поможет улучшить точность измерения и эффективность измерения. Кроме того, при партийном тестировании установка подходящей системы координат в программировании может снизить интенсивность работы и улучшить скорость измерения.

Применение КИМ

КИМ для измерения линейных поверхностей

Простейшие измерения включают допуски на линейных или цилиндрических поверхностях. В большинстве случаев они измеряются токарьом с использованием простого микрометра или калибра сразу после обработки.

Все современные промышленные концепции, включая будущую Индустрию 4.0, имеют высокую степень автоматизации в производственном процессе, даже без механика они могут выполнять дополнительные движения и задачи. Контроль качества — хороший пример. Вы можете запрограммировать КИМ для выполнения той же операции на любом количестве деталей в партии.

КИМ для измерения сложных поверхностей

Главная цель координатно-измерительных машин — измерение сложных поверхностей. Когда используются в лопастях турбин, крыльях самолетов, рабочих колесах насосов и других деталях с необычными поверхностями, причина, почему КИМ раскроет свой полный потенциал. Если вы производите большое количество идентичных деталей, и эти детали настолько точны, что вы должны проверять каждую деталь, то автоматизация этих операций также возможна. Однако в большинстве случаев такие детали измеряются вручную механиками.

Для измерения сложных поверхностей механик будет использовать пульт дистанционного управления для ручного перемещения зонда вдоль трех осей до тех пор, пока зонд не коснется детали, которую механик нуждается. Затем, после множества измерений, точки анализируются и контуры деталей соединяются как сплайны. Затем сравнивают результаты измерений с 3D-моделью детали (включая допустимые отклонения), или с некоторыми другими данными, показывающими требуемый размер.

КИМ для отношений и формовых отклонений

Большинство высококачественных деталей характеризуются не только их размерными ошибками, но также точностью их форм поверхностей и их относительных позиций друг к другу. Эти отклонения особенно важны для снижения вибрации вращающихся деталей и обеспечения плавного движения. Измерение КИМ таких отклонений не сильно отличается от сложных поверхностей. Все формальные и относительные отклонения имеют базу для сравнения. Следовательно, для выполнения требований точности вы должны закрепить детали на нижней поверхности и измерить требуемые детали.

КИМ для измерения чистовой обработки поверхности

Профилометр — самый широко используемый инструмент для измерения чистовой обработки поверхности. Однако благодаря своей отличной точности машины КИМ также могут измерять чистовую обработку поверхности деталей. Замените зонд на специальную иглу, а затем игла будет двигаться вдоль поверхности и определять любые микроскопические неравномерности, формирующие чистовую обработку поверхности.

Заключение

КИМ будет продолжать поддерживать производство высокоточных деталей в небольших мастерских и продолжать играть аудиторскую роль, особенно в ключевых медицинских и авиакосмических отраслях, для получения быстрых и точных данных о размерах деталей и поверхности. Ее гибкость и точность принесли много возможностей производителям. Вы можете использовать КИМ после обработки или измерить существующие детали для их редизайна, или использовать ее как часть автоматизированной производственной цепочки.