Kumpletong Gabay sa Pagsukat at Makinang CMM

Ano ang isang CMM Machine?

Isipin ang isang makinang istilong CNC na kayang gumawa ng mga napakatumpak na pagsukat sa isang lubos na awtomatikong paraan. Iyan ang ginagawa ng mga CMM Machine!

Ang CMM ay nangangahulugang “Coordinate Measuring Machine”. Marahil ang mga ito ang pinakamahusay na 3D measuring device sa mga tuntunin ng kanilang kombinasyon ng pangkalahatang flexibility, accuracy, at bilis.

Mga Aplikasyon ng mga Makinang Pangsukat ng Koordinado

Mahalaga ang mga Coordinate Measuring Machine sa tuwing kailangan ang tumpak na pagsukat. At mas kumplikado o marami ang mga pagsukat, mas kapaki-pakinabang ang paggamit ng CMM.

Karaniwang ginagamit ang mga CMM para sa inspeksyon at pagkontrol ng kalidad. Ibig sabihin, ginagamit ang mga ito upang beripikahin kung ang bahagi ay nakakatugon sa mga kinakailangan at espesipikasyon ng taga-disenyo.

Maaari rin silang gamitin upangreverse engineermga umiiral na bahagi sa pamamagitan ng paggawa ng mga tumpak na sukat ng kanilang mga katangian.

Sino ang nag-imbento ng mga makinang CMM?

Ang mga unang CMM Machine ay binuo ng Ferranti Company ng Scotland noong dekada 1950. Kailangan ang mga ito para sa katumpakan ng pagsukat ng mga bahagi sa industriya ng aerospace at depensa. Ang pinakaunang mga makina ay mayroon lamang 2 axes of motion. Ang mga 3 axis machine ay ipinakilala noong dekada 1960 ng DEA ng Italya. Ang pagkontrol ng computer ay dumating noong unang bahagi ng dekada 1970, at ipinakilala ng Sheffield ng USA.

Mga Uri ng Makinang CMM

Mayroong limang uri ng makinang panukat ng coordinate:

• Uri ng Tulay na CMM: Sa disenyong ito, ang pinakakaraniwan, ang ulo ng CMM ay nakasakay sa isang tulay. Ang isang gilid ng tulay ay nakasakay sa isang riles sa kama, at ang isa naman ay sinusuportahan sa isang air cushion o iba pang paraan sa kama nang walang guide rail.
• Cantilever CMM: Sinusuportahan ng cantilever ang tulay sa isang gilid lamang.
• Gantry CMM: Ang gantry ay gumagamit ng guide rail sa magkabilang panig, tulad ng isang CNC Router. Ito ang karaniwang pinakamalalaking CMM, kaya kailangan nila ng karagdagang suporta.
• Pahalang na CMM ng Braso: Isipin ang isang cantilever, ngunit ang buong tulay ay gumagalaw pataas at pababa sa iisang braso sa halip na sa sarili nitong aksis. Ito ang mga hindi gaanong tumpak na CMM, ngunit maaari nilang sukatin ang malalaki at manipis na mga bahagi tulad ng mga katawan ng sasakyan.
• Portable Arm Type CMM: Ang mga makinang ito ay gumagamit ng mga brasong may dugtungan at karaniwang manu-manong nakaposisyon. Sa halip na direktang sukatin ang XYZ, kinukuwenta nila ang mga coordinate mula sa rotary na posisyon ng bawat dugtungan at ang kilalang haba sa pagitan ng mga dugtungan.

Ang bawat isa ay may mga kalamangan at kahinaan depende sa mga uri ng pagsukat na gagawin. Ang mga uring ito ay tumutukoy sa istruktura ng makina na ginagamit upang iposisyon angprobekaugnay ng bahaging sinusukat.

Narito ang isang madaling gamiting talahanayan upang makatulong na maunawaan ang mga kalamangan at kahinaan:

Karaniwang nakaposisyon ang mga probe sa 3 dimensyon–X, Y, at Z. Gayunpaman, maaari ring payagan ng mas sopistikadong mga makina ang pagbabago ng anggulo ng mga probe na nagbibigay-daan sa pagsukat sa mga lugar na hindi maabot ng probe kung hindi man. Maaari ring gamitin ang mga rotary table upang mapabuti ang kakayahang lapitan ang iba't ibang mga tampok.

Ang mga CMM ay kadalasang gawa sa granite at aluminum, at gumagamit ang mga ito ng air bearings.

Ang probe ay ang sensor na tumutukoy kung nasaan ang ibabaw ng bahagi kapag may sukat na ginawa.

Ang mga uri ng probe ay kinabibilangan ng:

• Mekanikal
• Optikal
• Laser
• Puting Liwanag

Ang mga Makinang Pangsukat ng Koordinado ay ginagamit sa humigit-kumulang tatlong pangkalahatang paraan:

• Mga Departamento ng Kontrol sa Kalidad: Karaniwan silang itinatago sa mga silid na may kontrol sa klima para ma-maximize ang kanilang katumpakan.
• Sahig ng Pamilihan: Dito, ang mga CMM ay kabilang sa mga CNC Machine upang mapadali ang pagsasagawa ng mga inspeksyon bilang bahagi ng isang manufacturing cell na may pinakamababang paglalakbay sa pagitan ng CMM at ng makina kung saan minamina ang mga bahagi. Nagbibigay-daan ito sa mga pagsukat na maisagawa nang mas maaga at posibleng mas madalas na humahantong sa pagtitipid dahil mas mabilis na natutukoy ang mga pagkakamali.
• Portable: Madaling ilipat-lipat ang mga portable na CMM. Maaari itong gamitin sa isang Shop Floor o kahit na pumunta sa isang lugar na malayo sa pasilidad ng paggawa upang sukatin ang mga bahagi sa field.

Gaano Katumpakan ang mga Makinang CMM (Katumpakan ng CMM)?

Nag-iiba-iba ang katumpakan ng mga Coordinate Measurement Machine. Sa pangkalahatan, nilalayon nila ang katumpakan ng micrometer o mas mataas pa. Ngunit hindi ito ganoon kadali. Una sa lahat, ang error na ito ay maaaring maging function ng laki, kaya ang error sa pagsukat ng isang CMM ay maaaring tukuyin bilang isang maikling pormula na kinabibilangan ng haba ng pagsukat bilang isang variable.

Halimbawa, ang Hexagon's Global Classic CMM ay nakalista bilang isang abot-kayang all-purpose CMM, at tinutukoy ang katumpakan nito bilang:

1.0 + L/300um

Ang mga sukat na iyon ay nasa microns at ang L ay nakasaad sa mm. Kaya sabihin nating sinusubukan nating sukatin ang haba ng isang katangiang 10mm. Ang pormula ay 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 o 1.03 microns.

Ang isang micron ay isang ikasanlibo ng isang mm, na katumbas ng humigit-kumulang 0.00003937 pulgada. Kaya ang error kapag sinusukat ang ating 10mm na haba ay 0.00103 mm o 0.00004055 pulgada. Iyan ay wala pang kalahating ikasampu–napakaliit na error!

Sa kabilang banda, dapat ay may katumpakan na 10 beses ang ating sinusukat. Kaya ibig sabihin, kung maaari lamang nating pagkatiwalaan ang pagsukat na ito sa 10 beses ng halagang iyon, o 0.00005 pulgada. Medyo maliit na error pa rin ito.

Mas nagiging malabo ang mga bagay-bagay para sa mga pagsukat ng CMM sa sahig ng tindahan. Malaking tulong ito kung ang CMM ay nakalagay sa isang laboratoryong may kontroladong temperatura para sa inspeksyon. Ngunit sa Palapag ng Tindahan, maaaring mag-iba nang malaki ang temperatura. Mayroong iba't ibang paraan upang mabawi ng isang CMM ang pagkakaiba-iba ng temperatura, ngunit wala sa mga ito ang perpekto.

Madalas na tinutukoy ng mga gumagawa ng CMM ang katumpakan para sa isang temperature band, at ayon sa pamantayan ng ISO 10360-2 para sa katumpakan ng CMM, ang karaniwang band ay 64-72F (18-22C). Maganda iyan maliban na lang kung ang iyong Shop Floor ay 86F sa tag-araw. Kung gayon, wala kang magandang ispesipikasyon para sa error.

Ang ilang mga tagagawa ay magbibigay sa iyo ng isang set ng mga hagdanan o mga bandang pang-temperatura na may iba't ibang mga detalye ng katumpakan. Ngunit ano ang mangyayari kung ikaw ay nasa higit sa isang saklaw para sa parehong pagpapatakbo ng mga piyesa sa iba't ibang oras ng araw o iba't ibang araw ng linggo?

Magsisimula ang isang tao na lumikha ng isang badyet para sa kawalan ng katiyakan na nagpapahintulot sa mga pinakamasamang kaso. Kung ang mga pinakamasamang kaso na iyon ay magreresulta sa hindi katanggap-tanggap na mga tolerance para sa iyong mga bahagi, kinakailangan ang mga karagdagang pagbabago sa proseso:

• Maaari mong limitahan ang paggamit ng CMM sa ilang partikular na oras ng araw kapag ang temperatura ay nasa mas kanais-nais na mga saklaw.
• Maaari mong piliing i-machine lamang ang mga piyesa o tampok na mas mababa ang tolerance sa mga partikular na oras ng araw.
• Ang mas mahuhusay na CMM ay maaaring may mas mahusay na mga detalye para sa iyong mga saklaw ng temperatura. Maaaring sulit ang mga ito kahit na maaaring mas mahal ang mga ito.

Siyempre, ang mga hakbang na ito ay magdudulot ng malaking pinsala sa iyong kakayahang tumpak na mag-iskedyul ng iyong mga trabaho. Bigla mong maiisip na ang mas mahusay na pagkontrol sa klima sa Shop Floor ay maaaring isang kapaki-pakinabang na pamumuhunan.

Makikita mo kung paano nagiging napaka-maselan ang buong bagay na ito sa pagsukat.

Ang isa pang sangkap na kaakibat nito ay kung paano tinutukoy ang mga tolerance na susuriin ng CMM. Ang gold standard ay ang Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T). Tingnan ang aming panimulang kurso sa GD&T para matuto nang higit pa.

Software ng CMM

Nagpapatakbo ang mga CMM ng iba't ibang uri ng software. Ang pamantayan ay tinatawag na DMIS, na nangangahulugang Dimensional Measurement Interface Standard. Bagama't hindi ito ang pangunahing interface ng software para sa bawat tagagawa ng CMM, karamihan sa kanila ay sumusuporta rito.

Gumawa ang mga tagagawa ng sarili nilang natatanging mga lasa upang magdagdag ng mga gawain sa pagsukat na hindi sinusuportahan ng DMIS.

DMIS

Gaya ng nabanggit, ang DMIS ang pamantayan, ngunit tulad ng g-code ng CNC, maraming diyalekto kabilang ang:

• PC-DMIS: Bersyon ng Hexagon
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

Ang MCOSTMOS ay ang CMM software ng Nikon.

Calypso

Ang Calypso ay isang CMM software mula sa Zeiss.

Software ng CMM at CAD/CAM

Paano nauugnay ang CMM Software at Programming sa CAD/CAM Software?

Maraming iba't ibang format ng CAD file, kaya suriin kung alin ang tugma sa iyong CMM Software. Ang sukdulang integrasyon ay tinatawag na Model Based Definition (MBD). Gamit ang MBD, ang modelo mismo ay maaaring gamitin upang kumuha ng mga dimensyon para sa CMM.

Nangunguna nang husto ang MDB, kaya hindi pa ito ginagamit sa karamihan ng mga kaso.

Mga CMM Probe, Fixture, at Accessory

Mga Probe ng CMM

Iba't ibang uri at hugis ng probe ang magagamit upang mapadali ang maraming iba't ibang aplikasyon.

Mga Fixture ng CMM

Nakakatipid ng oras ang mga fixture kapag nagkakarga at nagdidiskarga ng mga piyesa sa isang CMM, tulad ng sa isang CNC Machine. Maaari ka pang makakuha ng mga CMM na may awtomatikong pallet loader para ma-maximize ang throughput.

Presyo ng Makinang CMM

Ang mga bagong Coordinate Measuring Machine ay nagsisimula sa hanay na $20,000 hanggang $30,000 at umaabot sa mahigit $1 milyon.

Mga Trabahong Kaugnay ng CMM sa isang Machine Shop

Tagapamahala ng CMM

Programmer ng CMM

Operator ng CMM