Inspektion von Koordinatenmessmaschinen (CMM) für die moderne CNC-Bearbeitung

Koordinatenmessgeräte (CMM) gibt es schon lange, sie wurden erstmals in den 1960er Jahren von DEA und Ferranti auf den Markt gebracht. Diese frühen Koordinatenmessgeräte wurden manuell durch „Hard Detection“ betrieben und schließlich zu computergesteuerten CNC-Einheiten mit Trigger-Tastköpfen migriert. Die Koordinatenmessmaschine ist eine moderne automatische Messtechnik und ein wichtiger Ausdruck der Entwicklung hochpräziser und hocheffizienter automatischer Messtechnik.

Heute ist CMM in fast allen Präzisionsfertigungsunternehmen zu finden in der Welt und ist der Kern der meisten Qualitätskontrollprozesse.

Koordinatenmessgeräte sind in den letzten Jahrzehnten schneller, genauer und günstiger geworden. Die Entwicklung der CMM-Hersteller umfasst die Herstellung von stärkeren, leichteren und thermisch kompensierten Strukturen für den Einsatz außerhalb des traditionellen Temperaturkontroll-Qualitätslabors.

Arten von CMM

Die Koordinatenmessmaschine ist ein Messwerkzeug, das das Werkstück misst, indem es sein eigenes Koordinatensystem mit einem Messtaster kombiniert, um die physikalischen geometrischen Punkte des Teils zu messen. Zusätzlich zu genauen Messungen hat CMM auch den Vorteil, dass es KMG-Bedienern Echtzeitinformationen über den Status des Fertigungsprozesses liefert. Alle globalen CMMs müssen den internationalen Messstandards ISO 10360 entsprechen und können von Bedienern oder Computern gesteuert werden. In der heutigen Metrologie werden hauptsächlich fünf Koordinatenmessgeräte verwendet:

Ausleger:

hauptsächlich zum Messen von Messwerkzeugen und Hauptteilen verwendet.

Brücke:

Am beliebtesten bei Scan- und Digitalisierungsarbeiten in den Formen-, Bearbeitungs- und Stanzmärkten.

Portal:

Wird verwendet, um große und schwere Teile zu messen, z. B. große Formen.

Horizontaler Arm:

Wird verwendet, um große Mengen von Teilen in der Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Haushaltsgeräten und anderen Industrien zu messen.

Tragbar (PCMM):

Handgehaltene 3D- und geometrische Maß- und Toleranzmessungen (GD&T) können auch die ISO 10360-Zertifizierung bestehen.

Das Messprinzip der Koordinatenmessmaschine besteht darin, die drei Koordinatenwerte der Oberfläche des Teils genau zu messen. Nach einem bestimmten Algorithmus werden die Messelemente wie Linien, Flächen, Zylinder und Kugeln angepasst und durch mathematische Berechnungen Form, Lage und andere geometrische Größen ermittelt. Daten. Offensichtlich ist die genaue Messung der Koordinaten der Oberflächenpunkte der Teile die Grundlage für die Bewertung geometrischer Fehler wie Form und Position.

Tipps vor der Verwendung von CMM

Das Koordinatenmessgerät ist ein hochpräzises Messgerät, das strenge Anforderungen an die Arbeitsumgebung stellt. Beispielsweise sollte die Temperatur auf 20 +/- 2℃ geregelt werden, die Luftfeuchtigkeit sollte auf 40 % - 60 % geregelt werden und eine gute Stoßfestigkeit garantieren.

Analysieren Sie die Zeichnungen, bestimmen Sie das zu messende Maß gemäß den Anforderungen der Zeichnungen und planen Sie grob den Messvorgang, wie z. B. die Auswahl von Benchmarks und die Anordnung von Messpunkten.

Wählen Sie vor der Messung eine geeignete Sonde aus und führen Sie eine Sondenverifizierung durch, um den Wert des Sondenkugelradius zu erhalten. Die Sondenkalibrierung verwendet im Allgemeinen eine Standardkugel als Referenz, und die Messpunktmethode ist mindestens eine Fünfpunktmethode, dh ein Punkt wird von der Oberseite der Standardkugel genommen und vier Punkte werden auf dem Äquator gemessen. Beim Kalibrieren müssen Tastkopf, Tastkopf und Normalkugel gut fixiert und die Oberfläche sauber sein. Die Sondenkalibrierung ist der erste Schritt zu Beginn der Messung, der sich stärker auf die Messergebnisse auswirkt, daher müssen Sie darauf achten.

Um den Nullrückgabefehler zu vermeiden, der durch die Verwendung des Maschinenkoordinatensystems während der Messung verursacht wird, muss das Werkstückkoordinatensystem vor Beginn der Messung eingerichtet werden. Die Festlegung eines geeigneten Koordinatensystems ist die Grundlage für die anschließende Vermessung einer Drei-Koordinaten-Messmaschine. Ein vernünftiges Koordinatensystem trägt zur Verbesserung der Messgenauigkeit und Messeffizienz bei. Darüber hinaus kann beim Stapeltesten die Einrichtung eines geeigneten Koordinatensystems in der Programmierung die Arbeitsintensität reduzieren und die Messrate verbessern.

Anwendung von CMM

KMG zur linearen Oberflächenmessung

Die einfachsten Messungen umfassen Toleranzen auf linearen oder zylindrischen Oberflächen. In den meisten Fällen werden diese unmittelbar nach der Bearbeitung von einem Maschinisten mit einem einfachen Mikrometer oder einer Lehre gemessen.

Alle modernen Industriekonzepte, auch die zukünftige Industrie 4.0, haben einen hohen Automatisierungsgrad im Fertigungsprozess, auch ohne Mechaniker können sie zusätzliche Bewegungen und Aufgaben erledigen. Qualitätskontrolle ist ein gutes Beispiel. Sie können das CMM so programmieren, dass es denselben Vorgang mit einer beliebigen Anzahl von Teilen im Stapel durchführt.

KMG zur Messung komplexer Oberflächen

Der Hauptzweck von Koordinatenmessgeräten besteht darin, komplexe Oberflächen zu messen. Beim Einsatz in Turbinenschaufeln, Flugzeugflügeln, Pumpenlaufrädern und anderen Teilen mit ungewöhnlichen Oberflächen entfaltet CMM sein volles Potenzial. Wenn Sie viele identische Teile herstellen und diese Teile so präzise sind, dass Sie jedes Teil überprüfen müssen, ist auch eine Automatisierung dieser Vorgänge möglich. In den meisten Fällen werden solche Teile jedoch manuell von Mechanikern gemessen.

Um komplexe Oberflächen zu messen, verwendet der Mechaniker die Fernbedienung, um die Sonde manuell entlang drei Achsen zu bewegen, bis die Sonde das Teil berührt, das der Mechaniker benötigt. Dann werden nach vielen Messungen die Punkte analysiert und die Konturen der Teile als Splines verbunden. Vergleichen Sie dann die Messergebnisse mit dem 3D-Modell des Teils (einschließlich akzeptabler Abweichungen) oder mit anderen Daten, die die erforderliche Größe zeigen.

CMM für Beziehung und formale Abweichung

Die meisten hochwertigen Teile zeichnen sich nicht nur durch ihre Maßfehler aus, sondern auch durch die Genauigkeit ihrer Oberflächenformen und ihrer relativen Positionen zueinander. Diese Abweichungen sind besonders wichtig, um die Vibration rotierender Teile zu reduzieren und eine reibungslose Bewegung zu gewährleisten. Die CMM-Messung solcher Abweichungen unterscheidet sich nicht wesentlich von der Messung komplexer Oberflächen. Alle formalen und relationalen Abweichungen haben eine Vergleichsgrundlage. Um die Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen, müssen Sie daher die Teile auf der Unterseite einspannen und die erforderlichen Teile messen.

CMM Für Messung der Oberflächenbeschaffenheit

Der Profiler ist das am weitesten verbreitete Instrument zur Messung der Oberflächengüte. Aufgrund ihrer hervorragenden Genauigkeit können KMG-Maschinen jedoch auch die Oberflächenbeschaffenheit von Teilen messen. Ersetzen Sie die Sonde durch eine spezielle Nadel, und dann bewegt sich die Nadel entlang der Oberfläche und ermittelt alle mikroskopischen Unregelmäßigkeiten, die die Oberflächenbeschaffenheit bilden.

Schlussfolgerung

CMM wird weiterhin die Produktion von hochpräzisen Teilen in kleinen Läden unterstützen und weiterhin eine Audit-Rolle spielen, insbesondere in den Schlüsselindustrien Medizin und Luft- und Raumfahrt, um schnell und genaue Teilegrößen- und Oberflächendaten zu erhalten. Seine Flexibilität und Präzision haben den Herstellern viele Möglichkeiten eröffnet. Sie können CMM nach der Bearbeitung verwenden oder vorhandene Teile messen, um sie neu zu konstruieren, oder es als Teil einer automatisierten Produktionskette verwenden.