Tam CMM Makinesi ve Ölçüm Kılavuzu

CMM Makinesi Nedir?

Son derece otomatik bir şekilde son derece hassas ölçümler yapabilen CNC tarzı bir makine hayal edin. İşte CMM Makineleri tam da bunu yapar!

CMM, "Koordinat Ölçüm Makinesi" anlamına gelir. Genel esneklik, doğruluk ve hız kombinasyonu açısından belki de en üst düzey 3B ölçüm cihazlarıdır.

Koordinat Ölçüm Makinelerinin Uygulamaları

Koordinat Ölçüm Makineleri, hassas ölçümlerin yapılması gereken her yerde değerlidir. Ölçümler ne kadar karmaşık veya çok sayıda olursa, bir CMM kullanmak o kadar avantajlıdır.

CMM'ler genellikle muayene ve kalite kontrol amacıyla kullanılır. Yani, parçanın tasarımcının gereksinimlerini ve spesifikasyonlarını karşıladığını doğrulamak için kullanılırlar.

Bunlar ayrıca şu amaçlarla da kullanılabilir:tersine mühendislikMevcut parçaların özelliklerinin doğru ölçümlerini yaparak.

CMM Makinelerini kim icat etti?

İlk CMM makineleri 1950'lerde İskoçyalı Ferranti Şirketi tarafından geliştirildi. Havacılık ve savunma sanayilerinde parçaların hassas ölçümü için gerekliydiler. İlk makineler yalnızca 2 hareket eksenine sahipti. 3 eksenli makineler ise 1960'larda İtalya'nın DEA şirketi tarafından piyasaya sürüldü. Bilgisayar kontrollü sistemler ise 1970'lerin başında ortaya çıktı ve ABD'nin Sheffield şirketi tarafından tanıtıldı.

CMM Makinelerinin Türleri

Beş tip koordinat ölçüm makinesi vardır:

• Köprü Tipi CMM: En yaygın tasarım olan bu tasarımda, CMM kafası bir köprü üzerinde hareket eder. Köprünün bir tarafı yatak üzerindeki bir ray üzerinde hareket ederken, diğer tarafı kılavuz ray olmadan yatak üzerinde bir hava yastığı veya başka bir yöntemle desteklenir.
• Konsol CMM: Konsol, köprüyü yalnızca bir taraftan destekler.
• Gantry CMM: Gantry, CNC Router gibi her iki tarafında bir kılavuz ray kullanır. Bunlar genellikle en büyük CMM'lerdir, bu nedenle ekstra desteğe ihtiyaç duyarlar.
• Yatay Kollu CMM: Bir konsol düşünün, ancak tüm köprü kendi ekseninde değil, tek bir kol üzerinde yukarı ve aşağı hareket ediyor. Bunlar en az hassas CMM'lerdir, ancak otomobil gövdeleri gibi büyük, ince ve büyük parçaları ölçebilirler.
• Taşınabilir Kol Tipi CMM: Bu makineler mafsallı kollar kullanır ve genellikle manuel olarak konumlandırılır. XYZ'yi doğrudan ölçmek yerine, her bir mafsalın dönme konumundan ve mafsallar arasındaki bilinen uzunluktan koordinatları hesaplarlar.

Yapılacak ölçüm türlerine bağlı olarak her birinin avantajları ve dezavantajları vardır. Bu türler, makinenin konumlandırmak için kullandığı yapıya atıfta bulunur.soruşturmaÖlçülen parçaya göre.

Artıları ve eksileri anlamanıza yardımcı olacak kullanışlı bir tablo:

Problar normalde 3 boyutta (X, Y ve Z) konumlandırılır. Ancak, daha gelişmiş makineler, prob açısının değiştirilmesine ve probun normalde ulaşamayacağı yerlerde ölçüm yapılmasına olanak tanır. Döner tablalar, çeşitli özelliklerin yaklaşım kabiliyetini artırmak için de kullanılabilir.

CMM'ler genellikle granit ve alüminyumdan yapılır ve hava yatakları kullanırlar

Prob, ölçüm yapıldığında parçanın yüzeyinin nerede olduğunu belirleyen sensördür.

Prob tipleri şunlardır:

• Mekanik
• Optik
• Lazer
• Beyaz Işık

Koordinat Ölçüm Makineleri genel olarak üç şekilde kullanılır:

• Kalite Kontrol Departmanları: Genellikle hassasiyetlerini en üst düzeye çıkarmak için iklimi kontrol edilen temiz odalarda tutulurlar.
• Atölye: Burada CMM'ler, parçaların işlendiği makine ile CMM arasında minimum mesafe bırakarak, üretim hücresinin bir parçası olarak denetimlerin yapılmasını kolaylaştırmak için CNC Makineleri arasında yer alır. Bu sayede ölçümler daha erken ve potansiyel olarak daha sık yapılabilir ve hatalar daha erken tespit edilerek tasarruf sağlanır.
• Taşınabilir: Taşınabilir CMM'lerin taşınması kolaydır. Bir atölyede kullanılabilir veya sahada parça ölçümü yapmak için üretim tesisinden uzak bir yere götürülebilirler.

CMM Makineleri Ne Kadar Hassastır (CMM Doğruluğu)?

Koordinat Ölçüm Makinelerinin hassasiyeti değişkenlik gösterir. Genellikle mikrometre hassasiyetini veya daha iyisini hedeflerler. Ancak bu o kadar kolay değildir. Öncelikle, hata boyutun bir fonksiyonu olabilir; bu nedenle bir CMM'nin ölçüm hatası, ölçüm uzunluğunu bir değişken olarak içeren kısa bir formülle belirtilebilir.

Örneğin, Hexagon'un Global Classic CMM'i uygun fiyatlı, çok amaçlı bir CMM olarak listelenmiştir ve doğruluğu şu şekilde belirtilmiştir:

1,0 + L/300um

Bu ölçümler mikron cinsindendir ve L mm cinsinden belirtilir. Diyelim ki 10 mm'lik bir özelliğin uzunluğunu ölçmeye çalışıyoruz. Formül 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 veya 1,03 mikron olacaktır.

Bir mikron, milimetrenin binde biri, yani yaklaşık 0,00003937 inçtir. Dolayısıyla, 10 mm uzunluğumuzu ölçerken hata 0,00103 mm veya 0,00004055 inçtir. Bu, onda birin yarısından bile daha azdır; oldukça küçük bir hata!

Öte yandan, ölçmeye çalıştığımız değerin 10 katı doğrulukta olmalıyız. Yani bu ölçüme, o değerin 10 katı veya 0,00005 inç kadar güvenebiliriz. Yine de oldukça küçük bir hata.

Atölye CMM ölçümleri için işler daha da karmaşıklaşıyor. CMM'nin sıcaklık kontrollü bir muayene laboratuvarında muhafaza edilmesi çok faydalı oluyor. Ancak atölyede sıcaklıklar oldukça değişkenlik gösterebilir. Bir CMM'nin sıcaklık değişimlerini telafi etmesinin çeşitli yolları vardır, ancak hiçbiri mükemmel değildir.

CMM üreticileri genellikle bir sıcaklık aralığı için doğruluk belirtir ve ISO 10360-2 CMM doğruluğu standardına göre tipik bir aralık 64-72F (18-22C)'dir. Atölyeniz yazın 86F (30-37F) olmadığı sürece bu harika bir durumdur. O zaman hata için iyi bir spesifikasyonunuz olmaz.

Bazı üreticiler size farklı hassasiyet özelliklerine sahip bir dizi basamak veya sıcaklık bandı verecektir. Peki ya günün farklı saatlerinde veya haftanın farklı günlerinde aynı parça serisi için birden fazla aralıktaysanız ne olur?

En kötü durumları da hesaba katan bir belirsizlik bütçesi oluşturmak zorunda kalırsınız. Bu en kötü durumlar, parçalarınız için kabul edilemez toleranslarla sonuçlanırsa, daha fazla süreç değişikliğine ihtiyaç duyulur:

• CMM kullanımını, sıcaklığın daha uygun aralıklara düştüğü günün belirli saatleriyle sınırlayabilirsiniz.
• Günün belirli saatlerinde yalnızca düşük toleranslı parçaları veya özellikleri işlemeyi seçebilirsiniz.
• Daha iyi CMM'ler, sıcaklık aralıklarınız için daha iyi özelliklere sahip olabilir. Çok daha pahalı olsalar da, buna değer olabilirler.

Elbette bu önlemler işlerinizi doğru bir şekilde planlama yeteneğinizi altüst edecektir. Birdenbire, atölyede daha iyi bir iklim kontrolünün değerli bir yatırım olabileceğini düşünmeye başlarsınız.

Bütün bu ölçüm işinin ne kadar da titizlik gerektirdiğini görebiliyorsunuz.

Bir diğer önemli unsur ise CMM tarafından kontrol edilecek toleransların nasıl belirlendiğidir. Altın standart Geometrik Boyutlandırma ve Toleranslandırma'dır (GD&T). Daha fazla bilgi edinmek için GD&T'ye giriş kursumuza göz atın.

CMM Yazılımı

CMM'ler çeşitli yazılımlar çalıştırır. Bu standarda, Boyutsal Ölçüm Arayüz Standardı anlamına gelen DMIS adı verilir. Her CMM üreticisinin ana yazılım arayüzü olmasa da, çoğu en azından bunu destekler.

Üreticiler, DMIS tarafından desteklenmeyen ölçüm görevlerini eklemek için kendilerine özgü tatlar yarattılar.

DMIS

Bahsedildiği gibi DMIS standarttır, ancak CNC'nin g-kodu gibi, aşağıdakileri içeren birçok lehçesi vardır:

• PC-DMIS: Hexagon'un sürümü
• AçıkDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS, Nikon'un CMM yazılımıdır.

Kalipso

Calypso, Zeiss'ın CMM yazılımıdır.

CMM ve CAD/CAM Yazılımı

CMM Yazılımı ve Programlamanın CAD/CAM Yazılımı ile ilişkisi nedir?

Birçok farklı CAD dosya formatı mevcut olduğundan, CMM Yazılımınızın hangileriyle uyumlu olduğunu kontrol edin. En üst düzey entegrasyon, Model Tabanlı Tanımlama (MBD) olarak adlandırılır. MBD ile, modelin kendisi CMM için boyutları çıkarmak amacıyla kullanılabilir.

MDB oldukça öncü bir teknoloji olduğundan henüz vakaların çoğunda kullanılmıyor.

CMM Probları, Fikstürleri ve Aksesuarları

CMM Probları

Birçok farklı uygulamayı kolaylaştırmak için çeşitli prob tipleri ve şekilleri mevcuttur.

CMM Fikstürleri

Tıpkı bir CNC makinesinde olduğu gibi, CMM'de de parçaların yüklenip boşaltılması sırasında fikstürler zamandan tasarruf sağlar. Hatta, verimi en üst düzeye çıkarmak için otomatik palet yükleyicilere sahip CMM'ler bile alabilirsiniz.

CMM Makinesi Fiyatı

Yeni Koordinat Ölçüm Makinelerinin fiyatları 20.000 ila 30.000 dolar aralığından başlayıp 1 milyon doların üzerine kadar çıkabiliyor.

Bir Makine Atölyesinde CMM ile İlgili İşler

CMM Yöneticisi

CMM Programcısı

CMM Operatörü