CMM Makinesi ve Ölçüm Kılavuzu

CMM makinesi nedir?

CNC tarzı bir makineyi hayal edin; bu makine, son derece hassas ölçümleri yüksek otomasyon seviyesinde yapabiliyor. İşte CMM makineleri tam olarak bunu yapıyor!

CMM, "Koordinat Ölçme Makinesi" anlamına gelir. Genel esneklik, doğruluk ve hız kombinasyonu açısından belki de en üstün 3 boyutlu ölçüm cihazlarıdır.

Koordinat Ölçme Makinelerinin Uygulamaları

Koordinat ölçüm makineleri, hassas ölçümlerin yapılması gereken her durumda değerlidir. Ölçümler ne kadar karmaşık veya çok sayıda olursa, koordinat ölçüm makinesi kullanmanın avantajı da o kadar artar.

CMM'ler genellikle muayene ve kalite kontrolü için kullanılır. Yani, parçanın tasarımcının gereksinimlerini ve özelliklerini karşıladığını doğrulamak için kullanılırlar.

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

CMM makinelerini kim icat etti?

İlk CMM (Koordinat Ölçme Makinesi) makineleri, 1950'lerde İskoçya'daki Ferranti şirketi tarafından geliştirildi. Bu makineler, havacılık ve savunma sanayilerinde parçaların hassas ölçümü için gerekliydi. İlk makineler sadece 2 eksenli harekete sahipti. 3 eksenli makineler, 1960'larda İtalya'daki DEA tarafından tanıtıldı. Bilgisayar kontrolü ise 1970'lerin başlarında ABD'deki Sheffield tarafından kullanılmaya başlandı.

CMM Makinelerinin Çeşitleri

Koordinat ölçüm makinelerinin beş çeşidi vardır:

• Köprü Tipi CMM: En yaygın tasarım olan bu modelde, CMM başlığı bir köprü üzerinde hareket eder. Köprünün bir tarafı yatağın üzerindeki bir ray üzerinde hareket ederken, diğer tarafı kılavuz ray olmaksızın yatak üzerinde bir hava yastığı veya başka bir yöntemle desteklenir.
• Konsollu CMM: Konsol, köprüyü yalnızca bir taraftan destekler.
• Portal CMM: Portal, CNC Router'da olduğu gibi her iki tarafta da 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 ekseni üzerinde değil, tek bir kol üzerinde yukarı ve aşağı hareket ediyor. Bunlar en az hassas CMM'lerdir, ancak otomobil gövdeleri gibi büyük ve ince parçaları ölçebilirler.
• Taşınabilir Kollu Tip CMM: Bu makineler eklemli kollar kullanır ve genellikle manuel olarak konumlandırılır. XYZ koordinatlarını doğrudan ölçmek yerine, her bir eklemin dönme konumundan ve eklemler arasındaki bilinen uzunluktan koordinatları hesaplarlar.

Her birinin, yapılacak ölçüm türlerine bağlı olarak avantajları ve dezavantajları vardır. Bu türler, makinenin konumlandırmasında kullanılan yapısını ifade eder.probÖlçülen parçaya göre.

Avantajları ve dezavantajları anlamanıza yardımcı olacak kullanışlı bir tablo aşağıda yer almaktadır:

Problar normalde 3 boyutta (X, Y ve Z) konumlandırılır. Bununla birlikte, daha gelişmiş makineler, probun açısının değiştirilmesine de olanak tanıyarak, probun normalde ulaşamayacağı yerlerde ölçüm yapılmasını sağlar. Döner tablalar ayrıca çeşitli özelliklere daha iyi erişim sağlamak için de kullanılabilir.

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

Prob, ölçüm yapıldığı sırada parçanın yüzeyinin nerede olduğunu belirleyen sensördür.

Prob türleri şunlardır:

• Mekanik
• Optik
• Lazer
• Beyaz Işık

Koordinat ölçüm makineleri genel olarak üç farklı şekilde kullanılır:

• Kalite Kontrol Departmanları: Burada genellikle hassasiyetlerini en üst düzeye çıkarmak için iklim kontrollü temiz odalar kullanılır.
• Üretim Alanı: Burada CMM'ler, CNC makinelerinin arasına yerleştirilerek, üretim hücresinin bir parçası olarak denetimlerin kolayca yapılmasını sağlar; bu sayede CMM ile parçaların işlendiği makine arasında minimum mesafe kalır. Bu, ölçümlerin daha erken ve potansiyel olarak daha sık yapılmasını sağlar, bu da hataların daha erken tespit edilmesiyle tasarruf sağlar.
• Taşınabilir: Taşınabilir CMM'ler kolayca taşınabilir. Atölyede kullanılabileceği gibi, parçaları yerinde ölçmek için üretim tesisinden uzaktaki bir yere de götürülebilirler.

CMM cihazlarının doğruluğu ne kadar yüksektir (CMM doğruluğu)?

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

Örneğin, Hexagon'un Global Classic CMM modeli uygun fiyatlı, çok amaçlı bir CMM olarak listeleniyor ve doğruluğu şu şekilde belirtiliyor:

1.0 + L/300um

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

Bir mikron, milimetrenin binde biridir ve yaklaşık 0,00003937 inçtir. Dolayısıyla 10 mm uzunluğu ölçerken oluşan hata 0,00103 mm veya 0,00004055 inçtir. Bu, onda birinin yarısının yarısından bile azdır – oldukça küçük bir hata!

Öte yandan, ölçmeye çalıştığımız değerin 10 katı doğrulukta ölçüm yapmamız gerekiyor. Yani bu ölçüme ancak o değerin 10 katı, yani 0,00005 inçlik bir hassasiyetle güvenebiliriz. Bu da oldukça küçük bir hata demek.

Üretim sahasındaki CMM ölçümleri söz konusu olduğunda durum daha da karmaşıklaşıyor. CMM'nin sıcaklık kontrollü bir denetim laboratuvarında bulunması büyük kolaylık sağlıyor. Ancak üretim sahasında sıcaklıklar oldukça değişkenlik gösterebiliyor. Bir CMM'nin sıcaklık değişimini telafi etmesinin çeşitli yolları var, ancak hiçbiri mükemmel değil.

CMM üreticileri genellikle sıcaklık aralığı için doğruluk belirtir ve CMM doğruluğu için ISO 10360-2 standardına göre tipik bir aralık 64-72°F (18-22°C)'dir. Bu, yaz aylarında atölyenizin sıcaklığı 86°F (30°C) olmadığı sürece harika bir değerdir. Ancak, yaz aylarında atölyenizde sıcaklık 86°F (30°C) ise, hata payı için iyi bir spesifikasyonunuz olmaz.

Bazı üreticiler size farklı doğruluk özelliklerine sahip bir dizi kademeli sıcaklık aralığı veya sıcaklık bandı sunar. Peki ya aynı parça serisi için günün farklı saatlerinde veya haftanın farklı günlerinde birden fazla aralıkta olmanız durumunda ne olur?

En kötü senaryoları da hesaba katan bir belirsizlik bütçesi oluşturmak gerekiyor. Eğer bu en kötü senaryolar parçalarınız için kabul edilemez toleranslara yol açarsa, daha fazla süreç değişikliğine ihtiyaç duyulacaktır:

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

Elbette bu önlemler, işlerinizi doğru bir şekilde planlama yeteneğinizi alt üst edecektir. Birdenbire, üretim alanında daha iyi iklimlendirme sistemlerinin değerli bir yatırım olabileceğini düşünmeye başlıyorsunuz.

Gördüğünüz gibi, bu ölçüm işi oldukça karmaşık bir hal alıyor.

Bununla birlikte ele alınması gereken diğer önemli unsur, CMM tarafından kontrol edilecek toleransların nasıl belirlendiğidir. Altın standart, Geometrik Boyutlandırma ve Toleranslandırma (GD&T) yöntemidir. Daha fazla bilgi edinmek için GD&T hakkındaki giriş kursumuza göz atın.

CMM Yazılımı

CMM'ler çeşitli yazılımlar kullanır. Standart yazılım, Boyutsal Ölçüm Arayüzü Standardı anlamına gelen DMIS olarak adlandırılır. Her CMM üreticisi için ana yazılım arayüzü olmasa da, çoğu en azından bunu destekler.

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

DMIS

Daha önce de belirtildiği gibi, DMIS standarttır, ancak CNC'nin g-kodu gibi birçok lehçesi vardır, bunlar arasında şunlar bulunur:

• PC-DMIS: Hexagon'un versiyonu
• OpenDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS, Nikon'un CMM yazılımıdır.

Calypso

Calypso, Zeiss'in CMM yazılımıdır.

CMM ve CAD/CAM Yazılımı

CMM yazılımı ve programlaması CAD/CAM yazılımıyla nasıl ilişkilidir?

Birçok farklı CAD dosya formatı vardır, bu nedenle 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 için kullanılabilir.

MDB oldukça yeni bir teknoloji olduğundan, henüz çoğu durumda kullanılmıyor.

CMM Probları, Bağlantı Elemanları ve Aksesuarları

CMM Probları

Çeşitli uygulamalara olanak sağlamak için çok çeşitli prob tipleri ve şekilleri mevcuttur.

CMM Fikstürleri

CMM'lerde parça yükleme ve boşaltma işlemlerinde, tıpkı CNC makinelerinde olduğu gibi, fikstürler zaman kazandırır. Hatta verimliliği en üst düzeye çıkarmak için otomatik palet yükleyicili CMM'ler bile bulabilirsiniz.

CMM Makinesi Fiyatı

Yeni koordinat ölçüm makinelerinin fiyatları 20.000 ila 30.000 dolar aralığından başlayıp 1 milyon doları aşabiliyor.

Makine Atölyesinde CMM ile İlgili İşler

CMM Yöneticisi

CMM Programcısı

CMM Operatörü