Máquina CMM completa e guia de medição

O que é uma máquina CMM?

Imagine uma máquina no estilo CNC capaz de fazer medições extremamente precisas de uma maneira altamente automatizada. É isso que as máquinas CMM fazem!

CMM significa "Máquina de medição de coordenadas". Eles talvez sejam os dispositivos de medição 3D definitivos em termos de combinação de flexibilidade geral, precisão e velocidade.

Aplicações de máquinas de medição de coordenadas

As máquinas de medição de coordenadas são valiosas a qualquer momento que as medições precisas precisem ser feitas. E quanto mais complexas ou numerosas as medições, mais vantajoso é usar um CMM.

Normalmente, os CMMs são usados ​​para inspeção e controle de qualidade. Ou seja, eles são usados ​​para verificar se a peça atende aos requisitos e especificações do designer.

Eles também podem ser usados ​​paraengenheiro reversoPeças existentes fazendo medições precisas de seus recursos.

Quem inventou as máquinas CMM?

As primeiras máquinas CMM foram desenvolvidas pela Ferranti Company da Escócia nos anos 50. Eles eram necessários para a medição de precisão das peças nas indústrias aeroespacial e de defesa. As primeiras máquinas tiveram apenas 2 eixos de movimento. 3 máquinas de eixo foram introduzidas na década de 1960 pela DEA da Itália. O controle do computador surgiu no início dos anos 70 e foi introduzido por Sheffield, dos EUA.

Tipos de máquinas CMM

Existem cinco tipos de máquina de medição de coordenadas:

• Tipo de ponte CMM: Neste design, o mais comum, a cabeça do CMM monta em uma ponte. Um lado da ponte monta em um trilho na cama e o outro é suportado em uma almofada de ar ou outro método na cama sem um trilho -guia.
• Cantilever CMM: O cantilever suporta a ponte de apenas um lado.
• Gantry CMM: O pórtico usa um trilho -guia de ambos os lados, como um roteador CNC. Normalmente, esses são os maiores CMMs, então eles precisam do suporte extra.
• BRAÇO HORIZONTAL CMM: Imagine um cantilever, mas com toda a ponte se movendo para cima e para baixo no braço único, e não no seu próprio eixo. Estes são os CMMs menos precisos, mas eles podem medir grandes finos foram componentes como corpos de automóveis.
• Tipo de braço portátil CMM: Essas máquinas usam braços articulados e geralmente estão posicionados manualmente. Em vez de medir diretamente o XYZ, eles calculam coordenadas a partir da posição rotativa de cada articulação e do comprimento conhecido entre as juntas.

Cada um tem vantagens e desvantagens, dependendo dos tipos de medições a serem feitas. Esses tipos se referem à estrutura da máquina que é usada para posicionar seusondaem relação à parte que está sendo medida.

Aqui está uma mesa útil para ajudar a entender os prós e contras:

As sondas estão normalmente posicionadas em 3 dimensões - X, Y e Z. No entanto, máquinas mais sofisticadas também podem permitir que o ângulo das sondas seja alterado, permitindo que a medição nos locais que a sonda não seria capaz de alcançar. As tabelas rotativas também podem ser usadas para melhorar a capacidade de abordagem de vários recursos.

CMM são frequentemente feitos de granito e alumínio, e eles usam rolamentos de ar

A sonda é o sensor que determina onde a superfície da peça é quando uma medição é feita.

Os tipos de sonda incluem:

• Mecânico
• Óptico
• Laser
• Luz branca

As máquinas de medição de coordenadas são usadas de aproximadamente três maneiras gerais:

• Departamentos de Controle de Qualidade: Aqui estão eles normalmente mantidos em quartos limpos controlados pelo clima para maximizar sua precisão.
• Piso da loja: Aqui, o CMM está entre as máquinas CNC para facilitar a execução de inspeções como parte de uma célula de fabricação com viagens mínimas entre o CMM e a máquina onde as peças estão sendo usinadas. Isso permite que as medidas sejam feitas anteriores e potencialmente mais frequentemente, o que leva à economia à medida que os erros são identificados mais cedo.
• Portátil: CMM portáteis são fáceis de se movimentar. Eles podem ser usados ​​no chão de uma loja ou até mesmo para um controle remoto do local da instalação de fabricação para medir peças no campo.

Quão precisa são as máquinas CMM (precisão do CMM)?

A precisão das máquinas de medição de coordenadas varia. Geralmente, eles estão buscando precisão do micrômetro ou melhor. Mas não é tão fácil. Por um lado, o erro pode haver uma função do tamanho; portanto, o erro de medição de um CMM pode ser especificado como uma fórmula curta que inclui o comprimento da medição como uma variável.

Por exemplo, o CMM clássico global da Hexagon é listado como um CMM acessível para todos os fins e especifica sua precisão como:

1.0 + l/300um

Essas medidas estão em microns e L é especificado em mm. Então, digamos que estamos tentando medir a duração de um recurso de 10 mm. A fórmula seria 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 ou 1,03 mícrons.

Um mícron é um milésimo de mm, que é de cerca de 0,00003937 polegadas. Portanto, o erro ao medir nosso comprimento de 10 mm é de 0,00103 mm ou 0,00004055 polegadas. Isso é menos de meia metade de um décimo erro de pequeno erro!

Por outro lado, deve -se ter precisão 10x o que estamos tentando medir. Isso significa que, se podermos confiar apenas nessa medição para 10x esse valor, ou 0,00005 polegadas. Ainda um erro bem pequeno.

As coisas ficam ainda mais obscuras para as medições do piso da loja. Se o CMM estiver alojado em um laboratório de inspeção controlado por temperatura, ajuda muito. Mas no chão da loja, as temperaturas podem variar bastante. Existem várias maneiras pelas quais um CMM pode compensar a variação de temperatura, mas nenhuma é perfeita.

Os fabricantes de CMM geralmente especificam precisão para uma banda de temperatura e, de acordo com o padrão ISO 10360-2 para precisão do CMM, uma banda típica é de 64-72F (18-22C). Isso é ótimo, a menos que o chão da sua loja seja 86F no verão. Então você não tem uma boa especificação para o erro.

Alguns fabricantes oferecem um conjunto de escadas ou bandas de temperatura com diferentes especificações de precisão. Mas o que acontece se você estiver em mais de um intervalo para a mesma série de peças em diferentes momentos do dia ou dias diferentes da semana?

Começa a ter que criar um orçamento de incerteza que permita os piores casos. Se esses piores casos resultarem em tolerâncias inaceitáveis ​​para suas peças, são necessárias mudanças adicionais no processo:

• Você pode limitar o uso do CMM a determinados horários do dia, quando as temperaturas caem em intervalos mais favoráveis.
• Você pode optar por usinar apenas peças ou recursos de tolerância inferior em horários específicos do dia.
• Melhores CMMs podem ter melhores especificações para suas faixas de temperatura. Eles podem valer a pena, mesmo que possam ser muito mais caros.

É claro que essas medidas causarão estragos na sua capacidade de agendar com precisão seus empregos. De repente, você está pensando que um melhor controle climático no chão da loja pode ser um investimento que vale a pena.

Você pode ver como toda essa coisa de medição fica bastante exigente.

O outro ingrediente que anda de mãos dadas é como as tolerâncias a serem verificadas pelo CMM são especificadas. O padrão -ouro é o dimensionamento e toleramento geométrico (GD&T). Confira nosso curso introdutório sobre GD&T para saber mais.

Software CMM

O CMM executa vários tipos de software. O padrão é chamado DMIS, que significa padrão de interface de medição dimensional. Embora não seja a principal interface de software para todos os fabricantes do CMM, a maioria deles pelo menos a apoia.

Os fabricantes criaram seus próprios sabores exclusivos para adicionar tarefas de medição não suportadas pelo DMIS.

DMIS

Como mencionado DMIS, é o padrão, mas, como o código G da CNC, existem muitos dialetos, incluindo:

• PC-DMIS: versão do hexagon
• Opendmis
• Touchdmis: perceptron

McOSmos

Mcostmos é o software CMM da Nikon.

Calypso

Calypso é um software CMM da Zeiss.

Software CMM e CAD/CAM

Como o software e a programação do CMM se relacionam com o software CAD/CAM?

Existem muitos formatos de arquivo CAD diferentes; portanto, verifique com quais seu software CMM é compatível. A integração final é chamada de definição baseada em modelo (MBD). Com o MBD, o próprio modelo pode ser usado para extrair dimensões para o CMM.

O MDB é bastante importante, por isso ainda não está sendo usado na maioria dos casos.

Sondas CMM, acessórios e acessórios

Sondas CMM

Uma variedade de tipos e formas de sonda está disponível para facilitar muitas aplicações diferentes.

Acessórios CMM

Os equipamentos estão economizando tempo ao carregar e descarregar peças em um CMM, assim como em uma máquina CNC. Você pode até obter o CMM que possui carregadores de paletes automáticos para maximizar a taxa de transferência.

Preço da máquina CMM

As novas máquinas de medição de coordenadas começam na faixa de US $ 20.000 a US $ 30.000 e chegam a mais de US $ 1 milhão.

Empregos relacionados à CMM em uma oficina de máquinas

CMM Manager

Programador CMM

Operador CMM