Zein da koordenatuen neurketa makina?

-AKoordenatu neurketa-makina(CMM) objektu fisikoen geometria neurtzen duen gailua da, objektuaren gainazalean puntu diskretuak sentituz. Hainbat zunda mota erabiltzen dira CMMS-en, besteak beste, mekanika, optikoa, laserra eta argi zuria. Makinaren arabera, zunda posizioa operadore batek eskuz kontrolatu dezake edo ordenagailua kontrolatu daiteke. CMMS-k normalean zunda posizioa zehazten du bere desplazamenduari dagokionez, hiru dimentsiotako koordenatu-sistema batean (hau da, XYZ ardatzekin). Zunda X, Y eta Z ardatzetan zehar mugitzeaz gain, makina askok ere, zunda angelua kontrolatu ahal izango dute, bestela, pentsaezinak izango liratekeen gainazalak neurtzeko.

3D "Zubia" CMM tipikoak hiru ardatzetan, X, Y eta Z hiru ardatzetan, hiru dimentsiotako koordenatu sisteman ortogonala dira. Ardatz bakoitzak ardatz horri buruzko zunda posizioa kontrolatzen duen sentsorea du, normalean mikrometroen doitasunarekin. Zunda kontaktuak (edo, bestela, antzematen du) objektuaren kokapen jakin bat denean, makinak hiru posizio sentsoreak laintzen ditu eta, beraz, objektuaren gainazalean puntu baten kokapena neurtzen du, baita hartutako neurketaren 3 dimentsioko bektorioa ere. Prozesu hau beharrezkoa da, zunda aldi bakoitzean mugituz, interes-guneak deskribatzen dituen "puntu hodei" bat sortzeko.

CMMSen erabilera arrunta fabrikazio eta muntaketa prozesuetan dago diseinuaren asmoaren zati bat edo muntaia probatzeko. Aplikazio horietan, puntuak hodeiak sortzen dira, ezaugarriak eraikitzeko erregresio algoritmoen bidez aztertzen direnak. Puntu horiek operadore batek eskuz kokatu dituen zunda bat erabiliz edo automatikoki ordenagailuen kontrol zuzenaren bidez (DCC) bidez kokatzen da. DCC CMMS-ek pieza berdinak behin eta berriz neurtzeko programatu daitezke; Horrela, CMM automatizatu bat robot industrialaren forma espezializatua da.

Ibilbide

Koordenatuen neurketarako makinak hiru osagai nagusi daude:

• Hiru mugimendu ardatz biltzen dituen egitura nagusia. Mugitzen den markoa eraikitzeko erabiltzen den materiala aldatu egin da urteetan zehar. Granitoa eta altzairua CMMren hasieran erabili ziren. Gaur egun CMMko fabrikatzaile garrantzitsu guztiek aluminiozko aleazioko markoak edo deribatuentzako markoak eraikitzen dituzte eta zeramikazkoa ere erabiltzen dute aplikazioak eskaneatzeko Z ardatzaren zurruntasuna areagotzeko. CMM eraikitzaile gutxik gaur egun oraindik granitozko markoa fabrikatzen dute, metrologia dinamika hobetzeko eta kalitatezko laborategitik kanpo CMM instalatzeko joera handitzeko. Bolumen baxuko CMM eraikitzaileek eta Txinan eta Indiako etxeko fabrikatzaileek bakarrik fabrikatzen dute granitozko CMM fabrikatzen duten teknologia baxuko ikuspegi eta sarrera erraza CMM marko eraikitzaile bihurtzeko. Eskaneatzeak areagotzeak gero eta handiagoa izateak CMM Z ardatza gogorragoa eta material berriak sartu dira, hala nola zeramikazko eta silizio karburoak.
• Probako sistema
• Datuak biltzeko eta murrizteko sistema - normalean makina kontrolatzaile, mahaigaineko ordenagailu eta aplikazio softwarea biltzen ditu.

Erabilgarritasun

Makina hauek doakoak, eskuak eta eramangarriak izan daitezke.

Zehaztasun

Koordenatuen neurketa makinen zehaztasuna normalean ziurgabetasun faktore gisa ematen da distantziaren gaineko funtzio gisa. Ukipen-zunda bat erabiliz CMM batentzat, zunda errepikagarritasunarekin eta eskala linealen zehaztasunarekin lotuta dago. Proba errepikagarritasun tipikoak .001mm edo .00005 hazbeteko (hamarren erdi) bitarteko neurketak sor ditzake neurketa-bolumen osoan. 3, 3 + 2 eta 5 ardatz-makina, zundak ohiko kalibratuak dira estandar trazagarriak erabiliz eta makinaren mugimendua neurgailuak erabiliz egiaztatzen da zehaztasuna bermatzeko.

Zati espezifikoak

Makina-gorputza

Lehenengo CMM Scotland-eko Ferranti konpainiak 1950eko hamarkadan garatu zuen, doitasun osagaiak neurtzeko behar izanaren ondorioz, produktu militarretan, nahiz eta makina honek 2 ardatz baino ez zituen. 1960ko hamarkadan (Italiako DEA Italia) agertzen ziren lehenengo 3 ardatzetako modeloak eta Computer Control 1970eko hamarkadaren hasieran estreinatu ziren, baina lehen laneko CMM garatu eta salgai jarri zen Melbourne, Ingalaterran Browne & Sharpe-k. (Leitz Alemaniak gero makinaren egitura finko bat ekoiztu zuen mahai mugitzenarekin.

Makina modernoetan, gantry motako superestruktuak bi hanka ditu eta askotan zubi deitzen zaio. Hau granito mahaian zehar mugitzen da hanka batekin (sarritan hankaren barruan aipatzen dena), granito mahaiaren alde bati atxikitako gida-trenari jarraituz. Kontrako hanka (sarritan hanka kanpoan) granitozko mahaian oinarritzen da gainazal bertikalaren inguruan. Aireko errodamenduak marruskadura doako bidaiak bermatzeko aukeratutako metodoa dira. Hauetan, aire konprimitua osoko zulo txikien bidez behartuta dago, errodadura gainazal lau batean, CMM-k softwarearen bidez konpentsatu dezakeen marruskadurarik gabeko modua mugi dezakeen aire-kuxin leuna baina kontrolatua emateko. Granito mahaian zehar zubiaren edo gantry mugimendua XY planoaren ardatz bat da. Gantryko zubiak barruko eta kanpoko hanken artean zeharkatzen duen gurdia dauka eta beste X edo Y horizontal ardatzak osatzen ditu. Mugimenduaren hirugarren ardatza (Z ardatza) gurdiaren erdian gora eta behera mugitzen den quill bertikala edo ardatza gehitzearen bidez ematen da. Ukipen-zunda subsentazio gailua da quilen amaieran. X, Y eta Z ardatzak mugimenduak erabat deskribatzen du neurketa gutunazala. Aukerako mahaiak neurketa zunda pieza konplikatuetarako neurketa-zunda hobetzeko erabil daiteke. Laugarren disko ardatz gisa birakariaren taula ez da hobetzen 3D geratzen diren neurketa dimentsioak, baina malgutasun maila ematen du. Ukitu zunda batzuk beraiek dira bertikalki biratu ahal izateko, bertikalki biratuz, 180 gradutik gora eta 360 graduko biraketa bidez.

CMMS-ek beste forma askotan ere eskuragarri daude. Hauek dira besoaren artikulazioetan hartutako neurri angeluarrak erabiltzen dituzten CMM besoak. Halako armak ohe finkoko ohiko ohe finkoen abantaila da. Neurtutako kokapenak gordetzen dira, programazio softwareak neurketa besoa bera ere mugitzea ahalbidetzen du eta neurketa-bolumena neurtzeko errutina batean neurtu beharreko neurriaren inguruan. CMM besoak giza beso baten malgutasuna imitatzen duelako, askotan, hiru ardatz-makina estandar bat erabili ezin izan duten pieza konplexuen barneraino iristeko gai dira.

Proba mekanikoa

Koordenatuen neurketaren lehen egunetan (CMM), zundaketa mekanikoak titular berezi batean sartu ziren quilen amaieran. Oso zunda oso ohikoa da baloia gogorra ertz baten amaieran soldatuz. Aurpegi laua, zilindriko edo esferikoen gainazal ugari neurtzeko aproposa izan zen. Beste zundak forma zehatzetarako lurrak ziren, adibidez, koadrante bat, ezaugarri bereziak neurtzeko gaitzeko. Zundaketa horiek fisikoki egin ziren piezen aurka, 3 ardatzetako irakurketa digital batetik (DRO) irakurtzen ari ziren espazioan kokatuta zeuden edo, sistema aurreratuagoetan, ordenagailu batean saioa hasi zen oinaren bidez edo antzeko gailu baten bidez. Kontaktu metodo honek hartutako neurriak maiz fidagarriak ziren makinak eskuz mugitu ahala eta makina-operadore bakoitzak zunda gainean presio kopuru desberdinak aplikatu zituen edo neurketarako teknika desberdinak hartu zituen.

Garapen gehiago izan zen ardatz bakoitza gidatzeko motorrak gehitzea. Eragileek ez dute makina fisikoki ukitu behar, baina ardatz bakoitza gidatu dezake eskuko ontzi bat erabiliz, urruneko kontrolatutako auto modernoekin modu berdinean. Neurketa zehaztasuna eta zehaztasuna nabarmen hobetu dira ukipen elektronikoaren proba elektronikoaren asmakizunarekin. Proba gailu berri honen aitzindaria David McMurtry izan zen, gero, orain Renishaw PLC-k osatzen duen. Oraindik kontaktu gailua izan arren, zundak udaberriko altzairuzko bola (gero ruby ​​baloia) estiloa izan zuen. Probak osagaien azalera ukitu ahala, estiloa desbideratu zen eta aldi berean X, Y, Z-k ordenagailura informazioa koordenatu zuen. Eragile indibidualek eragindako neurketa akatsak gutxiago ziren eta agertokia CNC eragiketak eta CMMS adinaren etorrera ezarri ziren.

Zunda optikoak lente-ccd sistemak dira, mekanikoen antzekoak direnak, eta interes-puntura zuzenduta daude, materiala ukitu beharrean. Gainazalaren ateratako irudia neurketa-leiho baten ertzetan itxiko da, hondakinak zuri-beltzeko zonen arteko kontrastea egokia izan arte. Zatitzeko kurba puntu batera kalkulatu daiteke, espazioan nahi den neurketa puntua da. CCDari buruzko informazio horizontala 2D (XY) da eta posizio bertikala Stand Z-Drive-n (edo beste gailu osagai bat) zundaketa sistema osoaren kokapena da.

Scanning probe sistemak

Zehaztutako tarteetan puntuak hartzen dituzten zatien gainazalean arrastatzen duten zundak dituzten eredu berriagoak daude, eskaneatze zundak bezala ezagutzen direnak. CMM ikuskatzeko metodo hau ohiko ukipen-zunda metodoa baino zehatzagoa da eta gehienetan azkarragoa da.

Hurrengo eskaneatze-sorrera, ez da onurarik gabeko eskaneatze gisa ezagutzen dena, abiadura handiko laser bidezko triangelua, laser lerroko eskaneatzea eta argi zuria eskaneatzea, oso azkar aurreratzen da. Metodo honek zatiaren gainazalean proiektatzen diren laser habeak edo argi zuriak erabiltzen ditu. Milaka puntu hartu eta tamaina eta posizioa egiaztatzeko ez ezik, zatien 3D irudia ere sortzera ere erabili daiteke. "Puntu-hodeiko datu" hau CAD softwarera transferitu daiteke, zatiaren 3D eredua sortzeko. Eskaneatzaile optiko horiek zati leun edo delikatuak erabiltzen dira maiz edo alderantzizko ingeniaritza errazteko.

Mikrometrologiako zundak

Mikroskaleko metrologia aplikazioetarako probatzeko sistemak sortzen ari diren beste arlo bat dira. Sisteman integratua duten mikroprobak dituzten koordenatzeko makina komertzialetan (CMM) daude, sisteman integratua dutenak, eta gobernuko laborategietako hainbat sistema eta mikroskaleko metrologiarentzako edozein unibertsitateko metrologia plataforma. Makina hauek onak diren arren eta kasu askotan metrologia plataforma bikainak eskala nanometrikoak dituztenak, haien muga nagusia mikro / nano zunda fidagarria, sendoa eta trebea da.^{[aipua behar da]}Mikroskala probatzeko teknologien erronkek alderdi-erlazio handiko zunda behar dute, harremanetarako indar baxuak dituzten ezaugarri sakonak sartzeko gaitasuna emanez, azalera eta zehaztasun handia ez kaltetzeko (nanometro maila) ez kaltetzeko.^{[aipua behar da]}Gainera, mikroskola zundak ingurumen-baldintzek sentikorrak dira, hala nola hezetasuna eta gainazaleko elkarreraginak, esaterako, zurtoinak (atxikimenduak, meniskoak eta / edo van der waals beste batzuen artean indarrak eragiten dituzte).^{[aipua behar da]}

Mikroskala probatzeko teknologiek CMM zunda klasikoen, zundazio optikoen eta zutik dagoen olatu zunda bat eskalatu dute. Hala ere, egungo teknologia optikoak ezin dira nahikoa txikiak eskalatu funtzio sakonak, estua eta bereizmen optikoa argiaren uhin-luzerak mugatzen du. X izpien irudiak funtzioaren argazkia eskaintzen du, baina ez da metrologia informazio trazadurarik.

Printzipio fisikoak

Zunda optikoak eta / edo laser zundak erabil daitezke (ahal izanez gero, CMMak mikroskopioak edo sentsore anitzeko neurketa makinak neurtzeko. Fringe proiekzio sistemak, teodolito triangulazio sistemak edo laserraren urruneko eta triangulazio sistemak ez dira neurtzeko makinak deitzen, baina neurketa emaitza berdina da: espazio puntu bat da. Laser-zundak kinematiko kinematikoaren amaieran azaleraren eta erreferentzia puntuaren arteko distantzia hautemateko erabiltzen dira (hau da: Z-Drive osagaiaren amaiera). Horrek funtzio interferometrikoa, fokua aldakuntza, argiaren desflexioa edo habe itzal printzipioa erabil ditzake.

Koordenatuen neurketa eramangarriak

CMMS tradizionalek hiru ardatz kartesiarretan erabiltzen duten zunda bat erabiltzen dute objektuaren ezaugarri fisikoak neurtzeko, CMMS eramangarriak armatu artikulatuak edo, CMMS optikoen kasuan, triangulazio optikoak erabiltzen dituzten besoetarako eskaneatze-sistemen kasuan, objektuaren inguruan mugimendu askatasuna ahalbidetzen dutenak.

Arma artikulatuekin CMMS Portableek sei edo zazpi ardatz dituzte kodetzaile birakariak dituztenak, ardatz linealen ordez. Beso eramangarriak arinak dira (normalean 20 kilo baino gutxiago) eta ia edozein lekutan eraman eta erabili daitezke. Hala ere, CMMS optikoak gero eta gehiago erabiltzen dira industrian. Lineal edo matrize matrize-kamera trinkoekin diseinatuta (Microsoft Kinect-ekin bezala) diseinatuta, CMMS Optikoak besoak dituzten CMMak baino txikiagoak dira, ez dute haririk ez egiteko eta erabiltzaileei ia edozein lekutan kokatutako objektu mota guztietako 3D neurketak egiteko aukera ematen dute.

Zenbait aplikazio ez-alderantzizko ingeniaritza, prototipaketa azkarra eta tamaina guztietako zatien ikuskapen handiak egokiak dira CMMS eramangarrientzako. KMM Portableen onurak askotarikoak dira. Erabiltzaileek malgutasuna dute zati mota guztietako 3D neurketak egiteko eta kokapen urruneko / zailenetan. Erabiltzeko errazak dira eta ez dute ingurune kontrolaturik behar neurketa zehatzak egiteko. Gainera, CMM eramangarri eramangarriak CMMS tradizionalak baino gutxiago kostatzen dira.

KMM Portableen berezko negoziazioak eskuzko eragiketa dira (gizakiak erabiltzea eskatzen dute beti). Gainera, haien zehaztasun orokorra CMM zubi mota bat baino zertxobait zehatzagoa izan daiteke eta aplikazio batzuetarako aproposa da.

Multisore-neurketa makinak

CMM teknologia tradizionala Ukipen zundak erabiliz askotan neurketa teknologiarekin batera konbinatuta dago. Horrek laserra, bideo edo argi zuriko sentsoreak biltzen ditu neurketa anitzekoa da.