Kumpletuhin ang CMM Machine at Gabay sa Pagsukat

Ano ang isang CMM Machine?

Isipin ang isang CNC-style machine na may kakayahang gumawa ng lubos na tumpak na mga sukat sa isang napaka-automated na paraan.Iyan ang ginagawa ng CMM Machines!

Ang ibig sabihin ng CMM ay "Coordinate Measuring Machine".Ang mga ito marahil ang pinakahuling 3D na mga aparato sa pagsukat sa mga tuntunin ng kanilang kumbinasyon ng pangkalahatang flexibility, katumpakan, at bilis.

Mga Aplikasyon ng Coordinate Measuring Machines

Ang mga Coordinate Measuring Machine ay mahalaga sa anumang oras na kailangang gawin ang mga tumpak na sukat.At kung mas kumplikado o maraming mga sukat, mas kapaki-pakinabang ang paggamit ng CMM.

Karaniwang ginagamit ang mga CMM para sa inspeksyon at kontrol sa kalidad.Iyon ay, ginagamit ang mga ito upang i-verify na ang bahagi ay nakakatugon sa mga kinakailangan at pagtutukoy ng taga-disenyo.

Baka nakasanayan na rin nilareverse engineerumiiral na mga bahagi sa pamamagitan ng paggawa ng tumpak na mga sukat ng kanilang mga tampok.

Sino ang nag-imbento ng CMM Machines?

Ang unang CMM Machines ay binuo ng Ferranti Company ng Scotland noong 1950's.Kinakailangan ang mga ito para sa katumpakan na pagsukat ng mga bahagi sa industriya ng aerospace at pagtatanggol.Ang pinakaunang mga makina ay mayroon lamang 2 axes ng paggalaw.Ang 3 axis machine ay ipinakilala noong 1960's ng DEA ng Italy.Dumating ang kontrol sa computer noong unang bahagi ng 1970's, at ipinakilala ni Sheffield ng USA.

Mga Uri ng CMM Machine

Mayroong limang uri ng coordinate measuring machine:

• Uri ng Tulay CMM: Sa disenyong ito, ang pinakakaraniwan, ang ulo ng CMM ay sumasakay sa isang tulay.Ang isang gilid ng tulay ay sumasakay sa isang riles sa kama, at ang isa ay sinusuportahan sa isang air cushion o iba pang paraan sa kama na walang gabay na riles.
• Cantilever CMM: Sinusuportahan ng cantilever ang tulay sa isang gilid lamang.
• Gantry CMM: Gumagamit ang gantry ng guide rail sa magkabilang panig, tulad ng CNC Router.Ito ang karaniwang pinakamalaking CMM, kaya kailangan nila ng karagdagang suporta.
• Horizontal Arm CMM: Ilarawan ang isang cantilever, ngunit ang buong tulay ay gumagalaw pataas at pababa sa nag-iisang braso sa halip na sa sarili nitong axis.Ang mga ito ay ang hindi gaanong tumpak na mga CMM, ngunit maaari nilang sukatin ang malalaking manipis na bahagi tulad ng mga katawan ng sasakyan.
• Portable Arm Type CMM: Ang mga makinang ito ay gumagamit ng magkasanib na mga braso at karaniwang manu-manong nakaposisyon.Sa halip na direktang sukatin ang XYZ, kinukuwenta nila ang mga coordinate mula sa rotary position ng bawat joint at ang alam na haba sa pagitan ng mga joints.

Ang bawat isa ay may mga pakinabang at disadvantages depende sa mga uri ng pagsukat na gagawin.Ang mga uri na ito ay tumutukoy sa istraktura ng makina na ginagamit upang iposisyon itopagsisiyasatkaugnay sa 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 ding payagan ng mga mas sopistikadong makina na baguhin ang anggulo ng probe na nagbibigay-daan sa pagsukat sa mga lugar na hindi maabot ng probe.Ang mga rotary table ay maaari ding gamitin upang mapabuti ang approach-ability ng iba't ibang feature.

Ang mga CMM ay kadalasang gawa sa granite at aluminyo, at gumagamit sila ng air bearings

Ang probe ay ang sensor na tumutukoy kung nasaan ang ibabaw ng bahagi kapag ginawa ang isang pagsukat.

Kasama sa mga uri ng probe ang:

• Mekanikal
• Sa mata
• Laser
• Puting ilaw

Ginagamit ang mga Coordinate Measurement Machine sa halos tatlong pangkalahatang paraan:

• Mga Departamento ng Quality Control: Narito ang mga ito ay karaniwang pinananatili sa mga malinis na silid na kontrolado ng klima upang mapakinabangan ang kanilang katumpakan.
• Palapag ng Tindahan: Narito ang CMM's ay nasa mga CNC Machine upang gawing madali ang pagsasagawa ng mga inspeksyon bilang bahagi ng isang manufacturing cell na may pinakamababang paglalakbay sa pagitan ng CMM at ng makina kung saan ang mga bahagi ay ginagawang makina.Nagbibigay-daan ito sa mga pagsukat na gawin nang mas maaga at posibleng mas madalas na humahantong sa pagtitipid dahil mas maagang natukoy ang mga error.
• Portable: Madaling ilipat ang mga portable CMM.Maaaring gamitin ang mga ito sa isang Shop Floor o kahit na dalhin sa isang malayong site mula sa pasilidad ng pagmamanupaktura upang sukatin ang mga bahagi sa field.

Gaano Katumpak ang Mga CMM Machine (CMM Accuracy)?

Iba-iba ang katumpakan ng Coordinate Measurement Machines.Sa pangkalahatan, nilalayon nila ang katumpakan ng micrometer o mas mahusay.Pero hindi ganoon kadali.Sa isang bagay, maaaring may error sa laki, kaya maaaring tukuyin ang error sa pagsukat ng CMM bilang maikling formula na kinabibilangan ng haba ng pagsukat bilang 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 tinukoy sa mm.Kaya't sabihin nating sinusubukan nating sukatin ang haba ng isang tampok na 10mm.Ang formula ay magiging 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 o 1.03 microns.

Ang isang micron ay isang libo ng isang mm, na humigit-kumulang 0.00003937 pulgada.Kaya ang error kapag sinusukat ang aming 10mm na haba ay 0.00103 mm o 0.00004055 pulgada.Iyan ay wala pang kalahating kalahating ikasampu—medyo maliit na error!

Sa kabilang banda, ang isa ay dapat magkaroon ng katumpakan 10x kung ano ang sinusubukan naming sukatin.Nangangahulugan iyon kung maaari lamang nating pagkatiwalaan ang pagsukat na ito sa 10x na halaga, o 0.00005 pulgada.Medyo maliit na error pa rin.

Mas lalong lumalim ang mga bagay para sa mga sukat ng CMM sa sahig ng tindahan.Kung ang CMM ay nakalagay sa isang temperatura-controlled inspection lab, ito ay nakakatulong nang malaki.Ngunit sa Shop Floor, ang temperatura ay maaaring mag-iba nang malaki.Mayroong iba't ibang paraan upang mabayaran ng CMM ang pagkakaiba-iba ng temperatura, ngunit walang perpekto.

Ang mga gumagawa ng CMM ay madalas na tumutukoy sa katumpakan para sa isang banda ng temperatura, at ayon sa pamantayang ISO 10360-2 para sa katumpakan ng CMM, ang isang karaniwang banda ay 64-72F (18-22C).Mahusay iyon maliban kung ang iyong Shop Floor ay 86F sa tag-araw.Pagkatapos ay wala kang magandang spec para sa error.

Ang ilang mga tagagawa ay magbibigay sa iyo ng isang hanay ng mga hagdanan o mga banda ng temperatura na may iba't ibang mga detalye ng katumpakan.Ngunit ano ang mangyayari kung nasa higit sa isang hanay ka para sa parehong pagtakbo ng mga bahagi sa iba't ibang oras ng araw o iba't ibang araw ng linggo?

Magsisimula ang isang tao na lumikha ng isang hindi tiyak na badyet na nagbibigay-daan para sa pinakamasamang kaso.Kung ang mga pinakamasamang kaso na iyon ay nagreresulta sa mga hindi katanggap-tanggap na pagpapaubaya para sa iyong mga bahagi, kailangan ng karagdagang mga pagbabago sa proseso:

• Maaari mong limitahan ang paggamit ng CMM sa ilang partikular na oras ng araw kapag bumababa ang mga temp sa mas paborableng mga saklaw.
• Maaari mong piliing i-machine lamang ang mas mababang tolerance na mga bahagi o feature sa mga partikular na oras ng araw.
• Maaaring may mas mahuhusay na spec ang mga mas mahuhusay na CMM para sa iyong mga hanay ng temperatura.Maaaring sulit ang mga ito kahit na maaari silang maging mas mahal.

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

Makikita mo kung paano nagiging magulo ang buong sukat na ito.

Ang iba pang sangkap na magkakasabay ay kung paano tinukoy ang mga tolerance na susuriin ng CMM.Ang pamantayang ginto ay Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T).Tingnan ang aming panimulang kurso sa GD&T para matuto pa.

CMM Software

Ang CMM ay nagpapatakbo ng iba't ibang uri ng software.Ang pamantayan ay tinatawag na DMIS, na kumakatawan sa Dimensional Measurement Interface Standard.Bagama't hindi ito ang pangunahing interface ng software para sa bawat tagagawa ng CMM, karamihan sa kanila ay hindi bababa sa sinusuportahan ito.

Ang mga tagagawa ay lumikha ng kanilang sariling natatanging lasa upang magdagdag ng mga gawain sa pagsukat na hindi sinusuportahan ng DMIS.

DMIS

Gaya ng nabanggit na DMIS, ay ang pamantayan, ngunit tulad ng g-code ng CNC, maraming mga dialekto kabilang ang:

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

MCOSMOS

Ang MCOSTMOS ay CMM software ng Nikon.

Calypso

Ang Calypso ay CMM software mula sa Zeiss.

CMM at CAD/CAM Software

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

Mayroong maraming iba't ibang mga format ng CAD file, kaya tingnan kung alin ang tugma sa iyong CMM Software.Ang pinakahuling pagsasama ay tinatawag na Model Based Definition (MBD).Sa MBD, ang mismong modelo ay maaaring gamitin upang kunin ang mga sukat para sa CMM.

Ang MDB ay medyo nangunguna, kaya hindi pa ito ginagamit sa karamihan ng mga kaso.

CMM Probe, Fixtures, at Accessories

Mga CMM Probe

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

CMM Fixtures

Ang mga fixture ay nakakatipid ng oras kapag naglo-load at naglalabas ng mga bahagi sa isang CMM, tulad ng sa isang CNC Machine.Maaari ka ring makakuha ng mga CMM na may mga awtomatikong pallet loader para ma-maximize ang throughput.

Presyo ng CMM Machine

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

Mga Trabaho na Kaugnay ng CMM sa isang Machine Shop

Tagapamahala ng CMM

CMM Programmer

Operator ng CMM