Współrzędnościowa maszyna pomiarowa: opis, specyfikacje, aplikacja

Firmy produkujące maszyny coraz częściej integrują wysoce precyzyjny sprzęt pomiarowy z procesami produkcyjnymi. Na przykład, poprzez kontrolę linii formowania półwyrobu, możliwe jest uzyskanie części o optymalnych parametrach geometrycznych z dokładnością 0,1-0,2 μm. Szczególnie produkcja takich elementów jest ważna w budownictwie lotniczym i kosmicznym, gdzie wymagane jest stosowanie skomplikowanych precyzyjnych elementów. Nie wyklucza się również możliwości zastosowania takich metod w branżach. przemysł ciężki służąc potrzebom szerokiego grona odbiorców masowego odbiorcy. W takich fabrykach i fabrykach stosuje się współrzędnościową maszynę pomiarową (CMM), która umożliwia kontrolowanie procesów wytwarzania i przetwarzania półfabrykatów, stempli, elementów tłokowych, części eksploatacyjnych itp.

Zasada działania sprzętu

Cały proces można podzielić na dwa etapy. Na pierwszym tworzy się układ współrzędnych lub schemat, w którym dystrybuowane są punkty kontrolne. Liczba ustalonych płaszczyzn może się różnić w zależności od rodzaju sprzętu. Najprostsze modele skanują obiekt w systemie zbudowanym na osiach X, Y, Z względem punktu bazowego. Bardziej technologiczna 6-osiowa współrzędnościowa maszyna pomiarowa zbudowana jest na zasadzie kinematyki równoległej. Oznacza to, że operator otrzymuje dynamiczny model w postaci ściętej piramidy, w której na ruchomym wózku znajduje się 6 wskaźników.

Drugi etap polega na bezpośrednim odczytaniu informacji o parametrach geometrycznych badanego obiektu. Aby to zrobić, użyj sond lub czujników skanujących część docelową. Istnieją sondy kontaktowe i bezdotykowe - odpowiednio, pierwsze oddziałują z powierzchnią roboczą, a te ostatnie działają na zasadzie promieniowania falowego. Typowe współrzędnościowe maszyny pomiarowe w inżynierii mechanicznej zwykle działają na czujnikach piezoelektrycznych, które mogą być uzupełnione stycznikami mechaniczno-elektrycznymi. Jest to tradycyjny sprzęt skanujący, którego niedociągnięcia obejmują duży błąd wynikający z różnicy w sile nacisku sondy. I tutaj warto odnieść się do istniejących metod kontroli, które są regularnie ulepszane.

Metody kontroli

W systemach pierwszej generacji zastosowano metodę liczenia danych geometrycznych szablon-szablon, ale obecnie przedsiębiorstwa przechodzą na system bez płyty. Główna różnica między tymi metodami polega na porzuceniu fizycznych wzorców i form, przez które wykonywana jest kontrola. Nowe moduły CMM wykorzystują model elektroniczny, który zapewnia trójwymiarowy "obraz" na podstawie obliczeń matematycznych. Jakie są zalety takiej współrzędnościowej maszyny pomiarowej? Przede wszystkim ujednolicenie zbioru danych, które można wykorzystać do innych obliczeń. Zebrane informacje są wprowadzane do bazy danych i automatycznie przekazywane do innych obszarów kontrolnych zaangażowanych w badanie sąsiednich części. W rezultacie zarówno proces produkcji, jak i technika precyzyjnego dopasowania części są zoptymalizowane. Jednocześnie segment metod nie plazmowych ma swoje własne gałęzie technologiczne. Konieczne jest rozróżnienie holograficznych, optycznych i fotogrametrycznych metod kontroli. Najbardziej obiecująca jest laserowa metoda skanowania obiektu.

Funkcje sterowania laserem

W rzeczywistości metoda cyfrowa, która wyróżnia się elastycznością w tworzeniu modeli z obsługą różnych rodzajów pomiarów - na przykład kątową i liniową. Podczas procesu skanowania tworzona jest wiązka laserowa wykorzystująca efekt dyfrakcyjny. Taka kontrola jest częściej wykorzystywana przy produkcji trzpieni, elementów przekładni, podwozi itp. Za pomocą urządzenia fotodetektorowego realizuje się również nierównoległe badanie parametrów produktu. W tym przypadku laserowa maszyna do pomiaru współrzędnych pozwala określić rozmiar otworów, defekty przemieszczenia, wibracje i inne cechy. W przyszłości, w oparciu o wyniki diagnozy, inżynier decyduje o wyważeniu lub częściowym mechanicznym dostrojeniu jednostki. Do pomiaru obciążenia za pomocą autorefleksja laserowa. Ta technologia przechwytuje wskaźniki przemieszczenia pod obciążeniem statycznym na powierzchni docelowej skrzyń biegów i wałów środków technicznych.

Specyfikacje CIM

Pod względem wielkości i konstrukcji takie maszyny przypominają przemysłowe jednostki przetwórcze, ale główne cechy wydajności znajdują odzwierciedlenie w dokładniejszych jednostkach pomiarowych i sterujących oraz danych technicznych. Obejmują one następujące parametry modelu modelu:

• Błąd pomiaru - zakres od 0,1 do 0,1 mm.
• Przesuwanie sond wzdłuż osi - 700-1000 mm. Co więcej, w jednej instalacji charakter ruchu wzdłuż różnych osi może się różnić.
• Maksymalna dopuszczalna waga dla obrabianego przedmiotu to przemysłowa maszyna do pomiaru współrzędnych zdolna do serwisowania części o wadze do 1000 kg.
• Moc - średnio 1500 watów.
• Napięcie - 380 W z tolerancją oscylacji do 10%.
• Temperatura pracy wynosi 10-35 ° С.

Klasyfikacja maszyn według metody kontroli

Modele wykorzystujące nowoczesność metody pomiaru głównie sterowane za pomocą zdalnych paneli. Wprowadzana jest zasada kontroli programu, na której dzieło jest budowane. przyrządy pomiarowe oparty na CNC (programowanie numeryczne). Główna część systemów kontroli i pomiarów działa obecnie na połączonych systemach. Obejmuje to połączenie sterowania mechanicznego i elektronicznego z elementami automatyki. Zaawansowane wyposażenie i zapewnia szereg takich samych sond z równoległym sprzętem do produkcji operacyjnej, który wytwarza powiązane części.

Używany i tradycyjny układ sterowania ręcznego. W tym przypadku operator współrzędnościowej maszyny pomiarowej znajduje się bezpośrednio na linii sterującej i wchodzi w interakcje z urządzeniem za pomocą specjalnego joysticka. Ten model jest używany w agregatach plazovo-template i stopniowo przechodzi w przeszłość.

Klasyfikacja konstrukcyjna

W zależności od warunków pracy i zadań przetwarzania, można zastosować poziome, pionowe i mostkowe typy maszyn współrzędnościowych. W pierwszym przykładzie wykonania zapewniona jest wysoka dokładność ze względu na sztywność konstrukcji. Operator w tym przypadku otrzymuje możliwość bezpośredniego dostępu do wewnętrznej struktury obiektu docelowego. W praktyce instalacje poziome są często wykorzystywane do konserwacji małych części. Pionowe współrzędnościowe maszyny pomiarowe są uważane za najdokładniejsze, dlatego są wykorzystywane w odpowiedzialnych badaniach metrologicznych. Jednak korzystanie z takiego sprzętu będzie wymagało kontroli temperatury w sklepie, a także wysokich kosztów utrzymania systemu. Jeśli chodzi o maszyny mostowe, dzięki odpornym na zużycie sprzętowi pozwalają na pracę z produktami wielkoformatowymi.

Mobilna i stacjonarna CMM

Głównie używane stacjonarne maszyny na liniach przenośnikowych, koncentrujące się na konkretnych zadaniach związanych z utrzymaniem detali o określonych parametrach. Jednak przy przetwarzaniu unikalnych wielkogabarytowych półfabrykatów może być wymagana inspekcja na miejscu. W takim przypadku wymagana będzie przenośna maszyna do pomiaru współrzędnych, wyposażona w wieloosiowe elementy sterujące. Kilka funkcjonalnych rękawów z czułymi czujnikami analizuje obiekt na odległość, przesyłając dane do komputera lub innego urządzenia przetwarzającego informacje.

Aplikacja KIM

Systemy sterowania i pomiarów w różnych wersjach są wymagane w przemyśle maszynowym, lotniczym, metalurgicznym i innych. W małych fabrykach i warsztatach często stosuje się kompaktowe urządzenia obsługiwane ręcznie. Dokładna kontrola w tym przypadku pozwala na produkcję ekskluzywnych małych części o prawidłowej geometrii. W złożonych procesach technologicznych wykorzystanie współrzędnościowych maszyn pomiarowych usprawiedliwia się jako sposób łączenia kilku etapów produkcji. Na przykład węzeł sterowania może działać jako centrum gromadzenia informacji o wszystkich częściach i szczegółach struktury lub gotowego narzędzia technicznego, co minimalizuje ryzyko popełnienia błędów.

Wniosek

Wprowadzenie KIM do procesu produkcyjnego było od dawna wyznacznikiem nowoczesnego podejścia do działalności przedsiębiorstwa. Odrzucenie przestarzałego podejścia do kontroli elementów i akcesoriów za pomocą szablonów zwiększa zarówno jakość wykonania, jak i efektywność technologiczną obszaru roboczego. W tym samym czasie nowe pokolenie przyrządy pomiarowe kontrolować parametry geometryczne regularnie ulepszane w różnych aspektach. Tak więc zaawansowany kierunek rozwoju można nazwać bezdotykowymi skanerami laserowymi, charakteryzującymi się łatwością użycia i wysoką dokładnością analizy. Jedyną wadą progresywnych systemów tego typu jest wysoki koszt i wysoki koszt utrzymania. Na tym etapie modele laserowe współrzędnych systemów pomiarowych są dostępne tylko dla dużych kompleksów przemysłowych, a także centrów badawczych.