Координат үлчәү машинасы нәрсә ул?

А.үлчәү машинасын координацияләү(CMM) - предмет өслегендәге дискрет нокталарны зонд белән сизеп физик объектларның геометриясен үлчәүче җайланма.CMM-ларда төрле зоналар кулланыла, шул исәптән механик, оптик, лазер һәм ак яктылык.Машинага карап, тикшерү позициясе оператор белән кул белән идарә ителергә яки компьютер белән идарә ителергә мөмкин.CMMлар гадәттә зонаның позициясен өч үлчәмле Картезиан координаталар системасында (ягъни XYZ балталары белән) белешмә позициясеннән күчерү ягыннан күрсәтәләр.Зондны X, Y, Z күчәре буенча күчерү белән беррәттән, күп машиналар шулай ук ​​тикшерү почмагын контрольдә тотарга рөхсәт итәләр, башкача барып булмый торган өслекләрне үлчәү өчен.

Типик 3D "күпер" CMM өч баллы, X, Y һәм Z өч күчәр буенча тикшерү мөмкинлеген бирә, алар өч үлчәмле Картезиан координаталар системасында бер-берсенә ортогональ.Eachәр күчәрдә сенсор бар, ул күчәрнең торышын күзәтә, гадәттә микрометр төгәллеге белән.Проб контакт (яки бүтән очракта) объекттагы билгеле бер урынны тапкач, машина өч позиция сенсорын үрнәк итеп ала, шулай итеп объект өслегендә бер ноктаның урнашу урынын, шулай ук ​​алынган үлчәмнең 3 үлчәмле векторын үлчәя.Бу процесс кирәк булганда кабатлана, тикшерү зонасын һәрвакыт күчереп, кызыклы өслек өлкәләрен тасвирлаучы "нокта болыт" чыгару өчен.

CMM-ларны киң куллану производствода һәм җыю процессында өлешне яки җыюны дизайн ниятенә каршы сынау өчен.Мондый кушымталарда нокталар болытлары барлыкка килә, алар үзенчәлекләр төзү өчен регрессия алгоритмнары аша анализлана.Бу нокталар оператор тарафыннан кул белән урнаштырылган яки турыдан-туры компьютер контроле (DCC) аша урнаштырылган зонаны кулланып җыела.DCC CMMлар бер үк өлешләрне кат-кат үлчәү өчен программалашырга мөмкин;шулай итеп автоматлаштырылган CMM - сәнәгать роботының махсус формасы.

Partsлешләр

Координат үлчәү машиналары өч төп компонентны үз эченә ала:

• Өч хәрәкәт күчәрен үз эченә алган төп структура.Хәрәкәтле рамны төзү өчен кулланылган материал еллар дәвамында үзгәрде.Гранит һәм корыч CMM башында кулланылган.Бүгенге көндә барлык эре CMM җитештерүчеләре алюминий эретмәсе яки кайбер туемнардан рамкалар төзиләр, шулай ук ​​кушымталарны сканерлау өчен Z күчәренең катгыйлыгын арттыру өчен керамиканы кулланалар.Бүгенге көндә бик аз CMM төзүчеләре гранит рамка CMM җитештерәләр, базар таләпләре аркасында яхшыртылган метрология динамикасы һәм CMM урнаштыру лабораториясе сыйфат лабораториясеннән читтә.Гадәттә аз күләмле CMM төзүчеләре һәм Кытайда һәм Indiaиндстанда эчке җитештерүчеләр һаман да гранит CMM җитештерәләр, түбән технологияле караш һәм CMM рамкасы төзүче булырга җиңел керү аркасында.Сканерлау юнәлешенең артуы шулай ук ​​CMM Z күчәренең катырак булуын һәм керамик һәм кремний карбид кебек яңа материаллар кертелүен таләп итә.
• Тикшерү системасы
• Мәгълүмат җыю һәм кыскарту системасы - гадәттә машина контроллеры, өстәл компьютеры һәм кушымта программалары.

Мөмкинлек

Бу машиналар ирекле, кул белән йөртелергә мөмкин.

Төгәллек

Координаталар үлчәү машиналарының төгәллеге гадәттә билгесезлек факторы буларак дистанция өстендә функция буларак бирелә.Сенсор зонасын кулланып CMM өчен бу зонаның кабатлануы һәм сызыклы таразаларның төгәллеге белән бәйле.Типик тикшерүнең кабатлануы бөтен үлчәү күләменнән .001 мм яки .00005 дюйм (ярты уннан бер) үлчәмнәргә китерергә мөмкин.3, 3 + 2, һәм 5 күчәр машиналары өчен зоналар эзләнә торган стандартлар ярдәмендә калибрлана һәм машинаның хәрәкәте төгәллекне тәэмин итү өчен үлчәүләр ярдәмендә тикшерелә.

Аерым өлешләр

Машина тәне

Беренче CMM 1950-нче елларда Шотландиянең Ферранти компаниясе тарафыннан эшләнде, аларның хәрби продуктларында төгәл компонентларны үлчәү кирәклеге нәтиҗәсендә, бу машинаның 2 балтасы булса да.Беренче 3 күчәрле модельләр 1960-нчы елларда (Италиянең DEA) пәйда була һәм 1970-нче еллар башында компьютер контроле беренче тапкыр чыга, ләкин беренче эшләгән CMM эшләнде һәм Англиянең Мельбурн шәһәрендә Браун & Шарп тарафыннан сатуга чыгарылды.(Соңрак Лейц Германия хәрәкәт өстәле белән тотрыклы машина структурасын җитештерде.

Заманча машиналарда кант тибындагы суперструктураның ике аягы бар һәм еш кына күпер дип атала.Бу гранит өстәл буйлап бер аягы белән (еш кына эчке аяк дип атала) гранит өстәлнең бер ягына тоташтырылган тимер юл артыннан хәрәкәт итә.Каршы аяк (еш кына тышкы аяк) вертикаль өслек контурыннан соң гранит өстәлдә тора.Airава подшипниклары - сүрелүсез бушлай сәяхәтне тәэмин итү өчен сайланган ысул.Аларда, кысылган һава яссы, ләкин контрольдә тотылган һава ясты белән тәэмин итү өчен, яссы өслектә бик кечкенә тишекләр сериясе аша мәҗбүр ителә, CMM программа ярдәмендә компенсацияләнә ала.Күпернең яки ​​гранитның гранит өстәл буенча хәрәкәте XY яссылыгының бер күчәрен тәшкил итә.Гантри күперендә эчке һәм тышкы аяклар арасыннан узучы һәм бүтән X яки Y горизонталь күчәрен тәшкил иткән арба бар.Өченче күчәр күчәре (Z күчәре) вертикаль бөдрә яки шакмак өстәп, арба уртасыннан өскә-аска хәрәкәтләнә.Сенсор зонасы квилл ахырында сизү җайланмасын формалаштыра.X, Y һәм Z күчәренең хәрәкәте үлчәү конвертын тулысынча тасвирлый.Өстәмә әйләнү таблицалары үлчәү зонасының катлаулы эш кисәкләренә якынлыгын арттыру өчен кулланылырга мөмкин.Дүртенче драйвер күчәре буларак әйләнүче таблица 3D булып кала торган үлчәү үлчәмнәрен арттырмый, ләкин ул сыгылу дәрәҗәсен тәэмин итә.Кайбер сенсор зоналары үзләре белән эшләнгән әйләнү җайланмалары, прибор очлары вертикаль рәвештә 180 градустан артып һәм тулы 360 градус әйләнеше аша йөри ала.

CMMлар хәзер башка төрле формаларда да бар.Аларга CMM куллары керә, алар стилус очының торышын исәпләү өчен кулның буыннарында алынган почмак үлчәүләрен кулланалар, һәм лазер сканерлау һәм оптик күзаллау өчен зоналар белән җиһазландырылырга мөмкин.Мондый кул CMM-лары еш кулланыла, аларның йөртүчәнлеге традицион тотрыклы карават CMM-ларына өстенлек бирә - үлчәнгән урыннарны саклап, программалаштыру программасы шулай ук ​​үлчәү кулының үзен һәм аның үлчәү күләмен үлчәү тәртибе вакытында үлчәү өлеше тирәсендә күчерергә мөмкинлек бирә.CMM куллары кеше кулының сыгылмалылыгын охшатканга, алар шулай ук ​​катлаулы өлешләрнең эчләренә барып җитә ала, алар стандарт өч күчәр машинасы ярдәмендә тикшереп булмый.

Механик тикшерү

Координаталарны үлчәүнең беренче көннәрендә механик зоналар квилл ахырында махсус тоткычка урнаштырылды.Бик еш очрый торган тикшерү каты тупны вал ахырына эретеп ясалды.Бу яссы йөз, цилиндрик яки сферик өслекләрне үлчәү өчен идеаль иде.Башка зоналар махсус формаларга нигезләнгән, мәсәлән, квадрант, махсус үзенчәлекләрне үлчәү өчен.Бу тикшерүләр физик яктан эш кисәгенә каршы үткәрелде, космостагы позиция 3 күчәрле санлы укудан (DRO) яки, алдынгы системаларда, компьютерга тротуар яки охшаш җайланма ярдәмендә кертелде.Бу контакт ысулы белән алынган үлчәүләр еш кына ышанычсыз иде, чөнки машиналар кул белән хәрәкәтләнде һәм һәр машина операторы зонага төрле күләмдә басым ясады яки үлчәү өчен төрле ысуллар кулланды.

Алга таба һәр күчәр өчен двигательләр өстәү булды.Операторларга инде машинага кагылырга туры килмәде, ләкин һәр күчәрне джойстиклар белән кул тартмасы ярдәмендә хәзерге дистанцион идарә ителгән машиналар кебек үк йөртә алалар.Touchлчәү төгәллеге һәм төгәллеге электрон сенсор триггеры уйлап табу белән кискен яхшырды.Бу яңа тикшерү җайланмасының пионеры Дэвид МакМюртри булды, соңрак ул хәзерге Ренишав пл.Stillаман да контакт җайланмасы булса да, зондта язгы корыч туп (соңрак рубин шар) стилусы булган.Зонд компонент өслегенә кагылгач, стилус бозылган һәм бер үк вакытта X, Y, Z координатасы мәгълүматын компьютерга җибәргән.Аерым операторлар китергән үлчәү хаталары азрак булды һәм CNC операцияләрен кертү һәм CMM яше килү өчен этап куелды.

Оптик зоналар - линза-КДС системалары, алар механик системалар кебек хәрәкәтләнәләр, материалга кагылу урынына кызыксыну ноктасына юнәлтелгән.Theирнең төшерелгән образы үлчәү тәрәзәсе чикләрендә урнаштырылачак, калдык кара һәм ак зоналар арасында контрастка җитәрлек булганчы.Бөлүче сызык ноктага исәпләнергә мөмкин, бу космоста кирәкле үлчәү ноктасы.КДда горизонталь мәгълүмат 2D (XY) һәм вертикаль позиция - Z-диск стендында (яки башка җайланма компоненты) тулы тикшерү системасының торышы.

Сканерлау системалары

Яңа модельләр бар, алар сканерлау зоналары дип аталган билгеле вакыт аралыгында нокталар алып, өлеш өслегенә тартыла.CMM тикшерүнең бу ысулы гадәти сенсор-тикшерү ысулына караганда ешрак төгәлрәк һәм күп тапкыр тизрәк.

Киләсе буын сканерлау, контактсыз сканер дип аталган, югары тизлекле лазерлы бер нокталы өчпочмакны, лазер сызыгын һәм ак яктылыкны сканерлау бик тиз алга бара.Бу ысул лазер нурларын яки өлешнең өслегенә күрсәтелгән ак яктылыкны куллана.Шуннан соң меңләгән пунктлар зурлыкны һәм позицияне тикшерү өчен генә түгел, ә өлешнең 3D образын булдыру өчен дә кулланылырга мөмкин.Бу "нокта-болыт мәгълүматлары" аннары өлешнең эшләп торган 3D моделен булдыру өчен CAD программасына күчерелергә мөмкин.Бу оптик сканерлар еш кына йомшак яки нечкә өлешләрдә яки кире инженерияне җиңеләйтү өчен кулланыла.

Микрометрология зоналары

Микроскаль метрология кушымталарын тикшерү системалары - барлыкка килүче тагын бер өлкә.Системага интегралланган микропроб, дәүләт лабораторияләрендә берничә белгечлек системасы, һәм микроскаль метрология өчен университет төзегән метрология платформалары булган берничә коммерцияле координаталы үлчәү машиналары (CMM) бар.Бу машиналар яхшы булса да, күп очракта нанометрик таразалы искиткеч метрология платформалары булса да, аларның төп чикләнеше ышанычлы, нык, сәләтле микро / нано зонасы.^{[цитата кирәк]}Микроскаль тикшерү технологияләре өчен проблемалар түбән аспект көче белән тирән, тар үзенчәлекләргә керү мөмкинлеген бирә торган югары аспект коэффициенты кирәклеген үз эченә ала, өслеккә һәм югары төгәллеккә (нанометр дәрәҗәсе) зыян китермәс өчен.^{[цитата кирәк]}Өстәвенә, микроскаль зоналар дымлылык һәм өслекнең үзара бәйләнеше кебек экологик шартларга мохтаҗ (ябышу, менискус, һәм / яки Ван дер Вальс көчләре аркасында).^{[цитата кирәк]}

Микроскаль тикшерүгә ирешү өчен технологияләр классик CMM зоналарының масштаблы версиясен, оптик зоналарны һәм башкалар арасында дулкынлы зонаны үз эченә ала.Ләкин, хәзерге оптик технологияләрне тирән, тар үзенчәлекне үлчәү өчен кечкенә итеп масштаблап булмый, һәм оптик резолюция яктылык дулкын озынлыгы белән чикләнә.Рентген тасвирлау үзенчәлек сурәтен бирә, ләкин эзләнә торган метрология турында мәгълүмат юк.

Физик принциплар

Оптик зоналар һәм / яки лазер зоналары кулланылырга мөмкин (мөмкин булса комбинациядә), алар CMMларны микроскопларны яки күп сенсор үлчәү машиналарын үзгәртә.Кырык проекция системалары, теодолит өчпочмак системалары яки лазер дистанцион һәм өчпочмак системалары үлчәү машиналары дип аталмыйлар, ләкин үлчәү нәтиҗәләре бер үк: космик нокта.Лазерлы зоналар кинематик чылбыр ахырындагы белешмә ноктасы (ягъни: Z-диск компоненты ахыры) арасындагы ераклыкны ачыклау өчен кулланыла.Бу интерферометрик функцияне, фокус вариациясен, яктылыкның дефлекциясен яки нур күләгәсе принцибын куллана ала.

Көчле координаталар үлчәү машиналары

Традицион CMMлар объектның физик характеристикаларын үлчәү өчен өч Картезиан балтасында хәрәкәт итүче зонд кулланалар, портатив CMMлар артикуляцияләнгән кулларны кулланалар, яки оптик CMM булган очракта, оптик өчпочмаклау ысулларын кулланган һәм тулы хәрәкәт иреген тәэмин итүче кулсыз сканерлау системаларын кулланалар. объект тирәсендә.

Артикуляцияләнгән куллы көчле CMMларның алты-җиде балтасы бар, алар сызыклы баллар урынына әйләнүче кодлаучылар белән җиһазландырылган.Көчле куллар җиңел (гадәттә 20 фунттан да азрак) һәм теләсә кайда йөртелергә һәм кулланырга мөмкин.Ләкин, оптик CMMлар тармакта көннән-көн кулланыла.Компакт сызыклы яки матрица массив камералары белән эшләнгән (Microsoft Kinect кебек), оптик CMMлар куллы көчле CMMлардан кечерәк, чыбыклар юк, һәм кулланучыларга теләсә нинди урында урнашкан барлык төр объектларның 3D үлчәүләрен җиңел алырга мөмкинлек бирә.

Кайбер инженер булмаган кушымталар, кире инженерия, тиз прототип ясау, һәм барлык зурлыктагы өлешләрне зур масштаблы тикшерү көчле CMMлар өчен идеаль.Көчле CMMларның өстенлекләре күп.Кулланучылар барлык төр өлешләрнең 3D үлчәүләрен һәм иң ерак / авыр урыннарда сыгылмаларга ия.Аларны куллану җиңел һәм төгәл үлчәүләр өчен контроль мохит таләп ителми.Моннан тыш, портатив CMMлар традицион CMMларга караганда азрак бәяләнә.

Күчмә CMM-ларның табигый сәүдәсе - кул белән эшләү (алардан һәрвакыт кеше таләп ителә).Моннан тыш, аларның гомуми төгәллеге күпер тибындагы CMMныкыннан бераз төгәлрәк булырга мөмкин һәм кайбер кушымталар өчен азрак яраклы.

Мультисенсор үлчәү машиналары

Сенсор зоналарын кулланып традицион CMM технологиясе бүген еш кына башка үлчәү технологияләре белән берләштерелә.Бу мультисенсор үлчәү дип аталганны тәэмин итү өчен лазер, видео яки ак яктылык сенсорларын үз эченә ала.