Koordinat ölçmə maşını nədir?

BirÖlçmə maşınını əlaqələndirin(CMM), fiziki obyektlərin həndəsəsini obyektin səthindəki diskret nöqtələri zondun səthindəki diskret nöqtələri hiss edərək ölçən bir cihazdır. Mexanik, optik, lazer və ağ işıq da daxil olmaqla, CMMS-də müxtəlif probların müxtəlif növləri istifadə olunur. Maşından asılı olaraq, zond mövqeyi bir operator tərəfindən əl ilə idarə edilə bilər və ya kompüter nəzarətində ola bilər. CMMS, adətən üç ölçülü bir karteziya koordinat sistemində (yəni xyz baltaları ilə) bir istinad mövqeyindən yerdəyişməsi baxımından bir prob mövqeyini təyin edin. Probe-nin X, Y və Z oxları boyunca hərəkət etməklə yanaşı, bir çox maşın da, əks halda əlçatmaz olan səthlərin ölçülməsinə icazə vermək üçün konkret açısının idarə olunmasına imkan verir.

Tipik 3D "Körpü" CMM üç ölçülü bir karteziya koordinat sistemində bir-birinə ortogonal olan üç ox, x, y və z boyunca araşdırma aparmağa imkan verir. Hər oxda, adətən mikrometr dəqiqliyi ilə o oxdakı zondun mövqeyini izləyən bir sensor var. Obyektdəki müəyyən bir yerin kontaktları (və ya başqa bir şəkildə aşkar edildikdə) obyektin üç mövqe sensoru, bununla da obyektin səthindəki bir nöqtənin yerini ölçən 3 ölçülü vektorun ölçülməsi ilə ölçülür. Bu proses, hər dəfə prob-ni hər dəfə hərəkətə keçirərək, maraq dairələrinin səth sahələrini təsvir edən "nöqtə buludu" hazırlamaq üçün təkrarlanır.

CMMS-in ümumi istifadəsi istehsal və montaj proseslərində dizayn niyyətinə qarşı bir hissə və ya məclisi sınamaq üçün. Bu cür tətbiqlərdə, xüsusiyyətlərin qurulması üçün reqressiya alqoritmləri vasitəsilə təhlil olunan nöqtə buludları yaradılır. Bu nöqtələr bir operator tərəfindən əl ilə və ya birbaşa kompüter nəzarəti (DCC) vasitəsilə avtomatik olaraq yerləşdirilən bir probe istifadə edərək toplanır. DCC CMMS eyni hissələri dəfələrlə ölçmək üçün proqramlaşdırıla bilər; Beləliklə, avtomatlaşdırılmış bir CMM sənaye robotunun ixtisaslaşmış formasıdır.

Qoz

Koordinat ölçmə maşınlarına üç əsas komponent daxildir:

• Hərəkətdən üç ox da daxil olan əsas quruluş. Hərəkətli çərçivənin inşası üçün istifadə olunan material illər ərzində dəyişdi. Qranit və poladdan əvvəllər CMM-də istifadə edilmişdir. Bu gün bütün əsas CMM istehsalçıları alüminium ərintisi və ya bəzi törəmələrdən çərçivələr qurur və tətbiqi tarama üçün z oxunun sərtliyini artırmaq üçün keramikadan istifadə edirlər. Bu gün bir neçə smm inşaatçısı, keyfiyyətli laboratoriyanın xaricində CMM-in yaxşılaşdırılması və cmm quraşdırmaq üçün tendensiyanı bərpa edən və artan tendensiyanı bərpa edən qranit çərçivəsi CMM istehsal edir. Adətən Çin və Hindistandakı yalnız aşağı cmm inşaatçıları və yerli istehsalçıları hələ də aşağı texnologiyalar yanaşması və CMM çərçivə qurucusu olmaq üçün asan giriş səbəbindən qranit CMM istehsal edir. Tarama üçün artan tendensiya, CMM Z oxunun sərt və yeni materiallar üçün keramika və silikon karbid kimi təqdim edilməsini tələb edir.
• Sınaq sistemi
• Məlumat toplama və azaldılması sistemi - adətən bir maşın nəzarətçisi, masaüstü kompüter və tətbiq proqramı daxildir.

Mövcudluq

Bu maşınlar sərbəst, əl və portativ ola bilər.

Dəqiqlik

Koordinat ölçmə maşınlarının düzgünlüyü, ümumiyyətlə, məsafədən bir funksiya olaraq qeyri-müəyyən bir amil olaraq verilir. Bir Touch Probe istifadə edərək bir CMM üçün bu, bu, zondun təkrarlanmasına və xətti tərəzilərin dəqiqliyinə aiddir. Tipik zond təkrarlama, bütün ölçmə həcmində .001mm və ya .00005 düym (yarım). 3, 3 + 2 və 5 ox maşınları, prob-in tratle edilə bilən standartlardan istifadə edərək müntəzəm olaraq kalibrlənir və dəzgah hərəkəti dəqiqliyi təmin etmək üçün ölçü cihazlarından istifadə etməklə təsdiqlənir.

Xüsusi hissələr

Maşınqayıran

İlk CMM, 1950-ci illərdə Ferranti şirkəti tərəfindən 1950-ci illərdə Ferranti şirkəti tərəfindən hazırlanmışdır, çünki bu maşının yalnız 2 baltası olsa da, öz hərbi məhsullarında dəqiq komponentlərin ölçülməsi nəticəsidir. İlk 3 oxlu modellər 1960-cı illərdə (İtaliya Dea) görünməyə başladı və 1970-ci illərin əvvəllərində debüt etdi, lakin ilk işləyən CMM, İngiltərənin Melbourne şəhərində Browne & Sharpe tərəfindən hazırlanmış və satışa çıxarıldı. (Leitz Almaniya sonradan hərəkətli masa ilə sabit bir maşın quruluşu istehsal edilmişdir.

Müasir maşınlarda, gantry tipli üst quruluşun iki ayağı var və tez-tez körpü adlanır. Bu, qranit cədvəlinin bir tərəfinə bir bələdçi relsindən sonra bir ayağı (tez-tez içəri kimi adlanır) ilə sərbəst hərəkət edir. Qarşı ayaq (tez-tez bitmə), şaquli səth konturundan sonra qranit cədvəlində dayanır. Hava yatakları sürtünmə sərbəst səyahətini təmin etmək üçün seçilmiş üsuldur. Bunlarda, sıxılmış hava, smm-nin proqram vasitəsilə kompensasiya edilə biləcəyi yaxın bir sürtünməz bir şəkildə hərəkət edə biləcəyi hamar, lakin idarə olunan bir hava yastığı təmin etmək üçün düz, lakin idarə olunan bir hava yastığı təmin etmək üçün bir sıra çox kiçik bir çuxur vasitəsilə məcbur edilir. Körpünün və ya gantry'nin qranit masası boyunca hərəkəti XY təyyarəsinin bir oxu təşkil edir. Gantry körpüsündə daxili və xarici ayaqları arasında gəzən və digər X və ya Y üfüqi ox meydana gətirdiyi bir daşınması var. Hərəkətin üçüncü oxu (Z ox), daşınmanın mərkəzindən yuxarı və aşağı hərəkət edən şaquli bir quyu və ya mili əlavə etməklə təmin edilir. Touch Probe, yorğanın sonunda hiss edən cihazı meydana gətirir. X, Y və Z oxlarının hərəkəti ölçmə zərfini tam təsvir edir. Könüllü fırlanan masalar, ölçmə zondunun mürəkkəb iş parçalarına yanlışlığı artırmaq üçün istifadə edilə bilər. Dördüncü sürücü oxu kimi fırlanan masa, 3D olaraq qalmış ölçmə ölçülərini artırmır, ancaq bu rahatlıq dərəcəsini təmin edir. Bəzi toxunma zondları, 180-dən çox və tam 360 dərəcə fırlanma yolu ilə şaquli olaraq şaquli olaraq sürətlə davam edən fırlanan qurğulardır.

CMMS indi müxtəlif digər formalarda da mövcuddur. Bunlara stylus ucunun mövqeyini hesablamaq üçün qolun oynaqlarında çəkilən bucaq ölçmələrindən istifadə edən CMM silahları daxildir və lazer tarama və optik görüntü üçün zondlar ilə təchiz oluna bilər. Belə bir qol CMMS tez-tez taşınabilirliyinin ənənəvi sabit yataq üçün bir üstünlük olduğu yerlərdə ölçülmüş yerləri saxlayaraq, proqramlaşdırma proqramını ölçmə qolunu və ölçmə həcmini ölçmə qaydası zamanı ölçmək üçün ölçmə qaydasını dəyişməyə imkan verir. Çünki CMM qolları bir insanın qolunun rahatlığını təqlid etdikləri üçün, onlar tez-tez standart üç ox maşınından istifadə etməklə sınaqdan keçirilə bilməyən mürəkkəb hissələrin içində çatmağı bacarırlar.

Mexanik araşdırmanın aparılması

Koordinat Ölçməsinin ilk günlərində (CMM), mexaniki zondlar, quyuların sonunda xüsusi bir sahibə quraşdırılmışdır. Çox yayılmış bir zond, bir şaftın sonuna qədər sərt bir topu lehimləmə ilə hazırlanmışdır. Bu, düz üzün, silindrik və ya sferik səthlərin bir sıra ölçülməsi üçün ideal idi. Digər zondlar xüsusi formalara, məsələn, xüsusi xüsusiyyətləri ölçmək üçün kvadrant üçün əsas idi. Bu zondlar, 3 oxlu rəqəmsal oxu (DRO) və ya daha qabaqcıl sistemlərdə oxunan, daha bir inkişaf etmiş sistemdən və ya bir piyada və ya oxşar cihaz vasitəsi ilə bir kompüterə daxil olmaqla fiziki olaraq iş parçasına qarşı fiziki olaraq keçirilmişdir. Bu kontakt üsulu ilə alınan ölçmələr, maşınlar əl ilə köçürüldü və hər bir maşın operatoru prob-yə müxtəlif miqdarda təzyiq tətbiq etdi və ya ölçmə üçün fərqlənən fərqli texnikalar tətbiq etdi.

Daha bir inkişaf hər oxu sürmək üçün mühərriklərin əlavə edilməsi idi. Operatorlar artıq maşınla fiziki cəhətdən toxunmaq məcburiyyətində qalmadı, ancaq müasir uzaqdan idarə olunan avtomobillərin olduğu kimi eyni şəkildə bir handsticks ilə bir əl qutusu istifadə edərək hər oxu idarə edə bilər. Ölçmə dəqiqliyi və dəqiqliyi, elektron toxunma trigger zondunun ixtirası ilə kəskin şəkildə yaxşılaşdırılmışdır. Bu yeni prob cihazının pioneri, sonradan Renishaw PLC-ni meydana gətirən David McMurtry idi. Hələ bir əlaqə qurğusu olsa da, zond, bahar yüklü polad topu (daha sonra yaqut topu) stylus keçirdi. Probe, komponentin səthinə toxunduğu kimi stylus, eyni zamanda x, y, z koordinat məlumatlarını kompüterə göndərdi. Fərdi operatorların yaranan ölçmə səhvləri daha az oldu və səhnə CNC əməliyyatlarının tətbiqi və CMMS yaşının gəlməsi üçün edildi.

Optik zondlar, mexaniklər kimi köçürülən və materialı toxunmaq əvəzinə maraq nöqtəsinə yönəldilmiş lens-CCD sistemləridir. Səthin ələ keçirilmiş görüntüsü, qalıq qara və ağ zonalar arasında ziddiyyət üçün adekvat olana qədər ölçmə pəncərəsinin sərhədlərinə bağlanacaqdır. Bölmənin əyrili kosmosda axtarılan ölçmə nöqtəsi olan bir nöqtəyə hesablana bilər. CCD-də üfüqi məlumatlar 2D (XY) və şaquli mövqe, stend z sürücüsündə (və ya digər cihaz komponenti) tam təcrübə sisteminin mövqeyidir.

Probe sistemlərini taramaq

Tarama zondları kimi tanınan müəyyən fasilələrlə xal alaraq hissənin səthi boyunca sürükləyən yeni modellər var. Bu CMM yoxlamasının bu üsulu adi toxunma-probe metodundan və ən çox daha sürətli bir şəkildə daha dəqiqdir.

Yüksək sürətli lazer tək nöqtəli üçbucağı, lazer xətti tarama və ağ işıq tarama, çox sürətli bir şəkildə irəliləyəndə tanınan nəsil skanerinin növbəti nəsli nəsilləri çox tez irəliləyir. Bu üsul ya lazer şüaları, ya da hissənin səthinə qarşı proqnozlaşdırılan ağ işıqdan istifadə edir. Bundan sonra minlərlə xal toplamaq və yalnız ölçüsü və mövqeyi yoxlamaq üçün deyil, həmçinin hissənin 3D görüntüsünü yaratmaq olar. Bundan sonra bu "nöqtə-bulud məlumatları" bundan sonra, hissənin işləyən 3D modeli yaratmaq üçün CAD proqramına köçürülə bilər. Bu optik skanerlər çox vaxt yumşaq və ya incə hissələrdə istifadə olunur və ya tərs mühəndisliyi asanlaşdırmaq.

Mikometroloji zondları

Mikroskale metrologiyası tətbiqləri üçün sınaq sistemləri başqa bir inkişaf etməkdədir. Sistemə birləşdirilmiş bir mikrobobe olan bir neçə ticari olaraq mövcud koordinat ölçmə maşınları (CMM), hökumət laboratoriyalarında bir neçə ixtisas sistem və mikroskale metrologiyası üçün universitet tikilmiş metrologiya platformaları olan bir neçə ixtisas sisteminə sahib bir neçə kommersiya baxımından (CMM) var. Bu maşınlar yaxşı və bir çox hallarda nanometrik tərəzi olan əla metrologiya platformaları, əsas məhdudiyyəti etibarlı, möhkəm, bacarıqlı mikro / nano zondurudur.^{[sitat lazımdır]}Mikroskale sınaq texnologiyaları üçün problemlər, səthə və yüksək dəqiqliyə (nanometr səviyyəsinə) zərər verməmək üçün aşağı əlaqə qüvvələri ilə dərin, dar xüsusiyyətlərə sahib olmaq imkanı verən yüksək bir aspekt nisbətinin zonduna ehtiyac daxildir.^{[sitat lazımdır]}Əlavə olaraq mikroskale zondları, rütubət və səth kimi qarşılıqlı əlaqələr kimi ekoloji şəraitə həssasdırlar (yapışma, menisküs və / və ya van der waals qüvvələri tərəfindən yaranmışdır).^{[sitat lazımdır]}

Mikroskale sınaqlarına nail olmaq üçün texnologiyalar, klassik CMM zondlarının, optik zondların və digərləri arasında daimi dalğa zonasının miqyaslı versiyası daxildir. Bununla birlikdə, hazırkı optik texnologiyalar dərin, dar xüsusiyyət ölçmək üçün kifayət qədər kiçik miqyaslı ola bilməz və optik qətnamə işığın dalğa uzunluğu ilə məhdudlaşır. X-ray görüntüsü xüsusiyyətin şəklini təmin edir, lakin izlənilə bilən metrologiya məlumatı yoxdur.

Fiziki prinsiplər

Optik zondlar və / və ya lazer zondları mikroskopları və ya çox sensor ölçmə maşınlarını ölçmək üçün CMMS-ləri dəyişdirən (mümkün varsa) istifadə edilə bilər. Fringe proyeksiya sistemləri, Theodolit triangulyasiya sistemləri və ya lazer uzaq və üçbucaqlı sistemlər ölçmə maşınları deyilmir, lakin ölçmə nəticəsi eynidir: boşluq nöqtəsi. Lazer probları səthi arasındakı məsafəni və kinematik zəncirin sonundakı istinad nöqtəsi arasındakı məsafəni aşkar etmək üçün istifadə olunur (yəni: z-sürücü komponentinin sonu). Bu, interfetrometrik bir funksiya, fokus dəyişkənliyi, işıq defleksiyasından və ya şüa kölgəsi prinsipindən istifadə edə bilər.

Portativ koordinat ölçmə maşınları

Halbuki, ənənəvi CMMS, bir obyektin fiziki xüsusiyyətlərini ölçmək üçün üç karteziya baltasında hərəkət edən bir probe istifadə edir, portativ smms, ya da optik triangulyasiya metodlarından istifadə edən və obyekt ətrafında ümumi hərəkət azadlığını təmin edən Optik CMMS istifadə edir.

Dikilmiş silahlarla portativ smms, xətti baltalar əvəzinə fırlanan kodlayıcılarla təchiz edilmiş altı və ya yeddi balta malikdir. Portativ silahlar yüngül (adətən 20 funtdan azdır) və təxminən hər yerdə istifadə edilə bilər və istifadə edilə bilər. Bununla birlikdə, optik CMMMS getdikcə sənayedə istifadə olunur. Kompakt xətti və ya matris massivi kameraları (Microsoft Kinect kimi), Optik CMMS, qolları olan portativ CMMS-dən daha kiçikdir, məftillər yoxdur və istifadəçilərə demək olar ki, hər yerdə yerləşən bütün növ obyektlərin 3D ölçmələri almağa imkan verir.

Əks mühəndislik, sürətli prototiping və bütün ölçülərin hissələrinin geniş miqyaslı yoxlanılması kimi müəyyən qeyri-refetistik tətbiqlər portativ smms üçün idealdır. Portativ CMMS-in faydaları çoxfolddur. İstifadəçilər, hər növ hissələrin və ən ucqar / çətin yerlərdə 3D ölçmələri alarkən rahatlıq var. İstifadəsi asandır və dəqiq ölçmələr aparmaq üçün idarə olunan bir mühit tələb etmir. Üstəlik, portativ CMMS ənənəvi CMMS-dən daha az başa gəlir.

Portativ CMMS-in xas ticarəti əl ilə işləməsidir (həmişə insanlardan istifadə etməyi tələb edirlər). Bundan əlavə, onların ümumi dəqiqliyi bir körpü tipi CMM-dən bir qədər dəqiq bir şəkildə dəqiq ola bilər və bəzi tətbiqlər üçün daha az uyğun ola bilər.

Multisensor ölçmə maşınları

Touch Probes istifadə edərək ənənəvi CMM texnologiyası bu gün tez-tez digər ölçmə texnologiyası ilə birləşdirilmişdir. Buraya lazer, video və ya ağ işıq sensorları, multisensor ölçmə kimi tanınanları təmin etmək üçün.