Koordinat ölçeg enjamy näme?

A.ölçeg enjamyny utgaşdyrmak(CMM) obýektiň üstündäki aýratyn nokatlary zond bilen duýup, fiziki jisimleriň geometriýasyny ölçän enjamdyr.CMM-lerde mehaniki, optiki, lazer we ak çyra ýaly dürli synaglar ulanylýar.Enjamyň görnüşine baglylykda, barlag ýagdaýy operator tarapyndan el bilen dolandyrylyp ýa-da kompýuter tarapyndan dolandyrylyp bilner.CMM-ler, adatça, üç ölçegli Kartezian koordinat ulgamynda (ýagny, XYZ oklary bilen) salgylanma ýerinden süýşmegi nukdaýnazaryndan kesgitleýär.Synagy X, Y we Z oklary boýunça hereket etmekden başga-da, köp maşynlar başgaça baryp bolmajak ýüzleri ölçemäge mümkinçilik bermek üçin zond burçuny dolandyrmaga mümkinçilik berýär.

Adaty 3D “köpri” CMM, üç ölçegli Kartezian koordinat ulgamynda biri-birine ortogonal bolan X, Y we Z üç ok boýunça barlag geçirmäge mümkinçilik berýär.Her bir okda, adatça mikrometr takyklygy bilen zondyň şol okdaky ýagdaýyna gözegçilik edýän datçigi bar.Synag obýektdäki belli bir ýeri (ýa-da başgaça kesgitläninde) enjam üç pozisiýa datçigini alýar, şeýlelik bilen obýektiň üstündäki bir nokadyň ýerleşişini, şeýle hem alnan ölçegiň 3 ölçegli wektoryny ölçär.Bu amal zerur bolanda gaýtalanýar, gyzyklanmanyň üstki ýerlerini suratlandyrýan “nokat buludy” öndürmek üçin barlagy her gezek herekete getirýär.

CMM-leriň umumy ulanylyşy, dizaýn niýetine garşy bir bölegi ýa-da gurnamany barlamak üçin önümçilik we gurnama işlerinde.Şeýle programmalarda aýratynlyklaryň gurluşygy üçin regressiýa algoritmleri arkaly derňelýän nokat bulutlary emele gelýär.Bu nokatlar operator tarapyndan el bilen ýerleşdirilen ýa-da göni kompýuter dolandyryşy (DCC) arkaly awtomatiki usulda ýygnalýar.DCC CMM-leri birmeňzeş bölekleri gaýtalap ölçemek üçin programmirläp bolýar;şeýlelik bilen awtomatlaşdyrylan CMM senagat robotynyň ýöriteleşdirilen görnüşidir.

Bölekler

Koordinat ölçeg maşynlary üç esasy komponenti öz içine alýar:

• Üç hereketi öz içine alýan esasy gurluş.Hereket edýän çarçuwany gurmak üçin ulanylýan material ýyllar boýy üýtgeýär.Granit we polat CMM-iň irki döwürlerinde ulanylypdyr.Häzirki wagtda esasy CMM öndürijileriniň hemmesi alýumin garyndysyndan ýa-da käbir emele gelenlerden ramkalar gurýarlar we amaly skanerlemek üçin Z okunyň berkligini ýokarlandyrmak üçin keramikany ulanýarlar.Az sanly CMM gurluşykçylary, metrologiýa dinamikasynyň gowulaşmagy we hil laboratoriýasynyň daşynda CMM gurmak tendensiýasynyň artmagy sebäpli bazaryň zerurlygy sebäpli granit çarçuwaly CMM öndürýärler.Adatça diňe pes göwrümli CMM gurluşykçylary we Hytaýda we Hindistanda içerki öndürijiler henizem pes tehnologiýa çemeleşmesi we CMM çarçuwasynyň gurluşykçysy bolmak aňsatlygy sebäpli granit CMM öndürýärler.Skanirlemegiň artýan tendensiýasy CMM Z okunyň has berk bolmagyny we keramiki we kremniy karbid ýaly täze materiallaryň girizilmegini talap edýär.
• Gözleg ulgamy
• Maglumat ýygnamak we azaltmak ulgamy - adatça maşyn gözegçisi, iş stoly kompýuter we programma üpjünçiligi.

Elýeterlilik

Bu maşynlar erkin, elde göterilip we göterilip bilner.

Takyklyk

Koordinat ölçeg maşynlarynyň takyklygy, adatça, uzaklykdaky funksiýa hökmünde näbellilik faktory hökmünde berilýär.Duýgur zondy ulanýan CMM üçin bu zondyň gaýtalanmagy we çyzykly tereziniň takyklygy bilen baglanyşykly.Adaty gözlegiň gaýtalanmagy, ähli ölçeg göwrüminden .001mm ýa-da .00005 dýuým (ondan bir ýarym) ölçeglere sebäp bolup biler.3, 3 + 2 we 5 ok maşynlary üçin zondlar yzygiderli yzarlanylýan standartlary ulanyp kalibrlenýär we takyklygy üpjün etmek üçin enjamyň hereketi ölçeýjiler arkaly barlanýar.

Aýratyn bölekler

Maşyn bedeni

Ilkinji CMM 1950-nji ýyllarda Şotlandiýanyň Ferranti kompaniýasy tarapyndan harby önümlerinde takyk komponentleri ölçemegiň gönüden-göni zerurlygy netijesinde işlenip düzüldi, ýöne bu enjamyň diňe 2 oky bar.Ilkinji 3 okly modeller 1960-njy ýyllarda (Italiýanyň DEA) peýda bolup başlady we 1970-nji ýyllaryň başynda kompýuter dolandyryşy başlandy, ýöne ilkinji işleýän CMM Angliýanyň Melburn şäherinde Browne & Sharpe tarapyndan işlenip düzüldi we satuwa çykaryldy.(Soňra Leitz Germaniýa hereketli stol bilen durnukly maşyn gurluşyny öndürdi.

Döwrebap maşynlarda gantry görnüşli superstrukturanyň iki aýagy bar we köplenç köpri diýilýär.Bu granit stolunyň bir tarapyna berkidilen demir ýolundan soň bir aýagy bilen (köplenç içki aýak diýilýär) erkin hereket edýär.Garşy aýak (köplenç daşarky aýak) dik ýeriň konturyndan soň granit stoluň üstünde durýar.Howa podşipnikleri sürtülme erkin syýahaty üpjün etmek üçin saýlanan usuldyr.Bularda gysylan howa, CMM programma üpjünçiligi arkaly öwezini dolup boljak ýakyn sürtülmesiz hereket edip bilýän tekiz, ýöne gözegçilik edilýän howa ýassygyny üpjün etmek üçin tekiz rulman üstündäki gaty kiçijik deşikleriň üsti bilen mejbur edilýär.Granit stolunyň üstünde köpriniň ýa-da gantyň hereketi XY tekizliginiň bir okuny emele getirýär.Gantri köprüsinde içki we daşarky aýaklaryň arasyndan geçýän we beýleki X ýa-da gorizontal oky emele getirýän wagon bar.Hereketiň üçünji oky (Z oky), wagonyň merkezinden ýokary we aşak hereket edýän dik bedeniň ýa-da epleniň goşulmagy bilen üpjün edilýär.Duýgur zond bedeniň ujundaky duýgur enjamy emele getirýär.X, Y we Z oklarynyň hereketi ölçeg konwertini doly suratlandyrýar.Ölçeg zonasynyň çylşyrymly iş böleklerine ýakynlygyny ýokarlandyrmak üçin goşmaça aýlaw tablisalary ulanylyp bilner.Dördünji hereketlendiriji ok hökmünde aýlanýan stol, 3D görnüşinde galýan ölçeg ölçeglerini ösdürmeýär, ýöne çeýeligi üpjün edýär.Käbir duýgur zondlaryň özi, 180 gradusdan gowrak we doly 360 dereje aýlanmak arkaly dikligine süýşüp bilýän zondyň ujy bilen işleýän aýlaw enjamlarydyr.

CMM-ler indi başga-da dürli görnüşlerde bar.Bularyň arasynda stilus ujunyň ýagdaýyny hasaplamak üçin goluň bogunlarynda alnan burç ölçeglerini ulanýan CMM gollary bar we lazer gözlemek we optiki şekillendiriş synaglary bilen enjamlaşdyrylyp bilner.Şeýle gol CMM-leri köplenç göterilip bilinýän adaty ýatak CMM-lerinden artykmaçlygy bolan ýerlerde ulanylýar - ölçenen ýerleri saklamak bilen, programma üpjünçiligi, şeýle hem ölçeg golunyň özi we ölçeg göwrümi, ölçeg tertibinde ölçelýän bölegiň töwereginde hereket etmäge mümkinçilik berýär.CMM gollary adam golunyň çeýeligine öýkünýändigi sebäpli, köplenç adaty üç ok maşynyny ulanyp barlap bolmaýan çylşyrymly bölekleriň iç taraplaryna-da ýetip bilýärler.

Mehaniki gözleg

Koordinat ölçeginiň (CMM) ilkinji günlerinde bedeniň ujundaky ýörite saklaýjyda mehaniki zondlar ýerleşdirildi.Gaty köp top, şahanyň ujuna lehimlemek arkaly geçirildi.Bu tekiz ýüzüň, silindr ýa-da sferiki ýüzleriň ähli diapazonyny ölçemek üçin amatlydy.Beýleki zondlar aýratyn aýratynlyklary ölçemäge mümkinçilik bermek üçin belli bir şekillere esaslandy.Bu gözlegler, 3 okly sanly okalyşdan (DRO) okalýan ýa-da has ösen ulgamlarda giňişlige ýa-da şuňa meňzeş enjamyň kömegi bilen kompýuteriň içine girip, iş bölegine garşy fiziki taýdan geçirildi.Bu aragatnaşyk usuly bilen alnan ölçegler köplenç ygtybarly däldi, sebäbi maşynlar el bilen hereket edýärdi we her bir maşyn operatory zona dürli mukdarda basyş edýärdi ýa-da ölçemek üçin dürli usullary ulanýardy.

Geljekde her oky herekete getirmek üçin hereketlendirijiler goşuldy.Operatorlar indi enjamy fiziki taýdan ellemeli däldi, ýöne her oky joýstikler bilen el gutusyny häzirki zaman uzakdan dolandyrylýan awtoulaglar bilen deňeşdirip bilýärdi.Elektron duýgur trigger zondynyň oýlanyp tapylmagy bilen ölçeg takyklygy we takyklygy ep-esli gowulaşdy.Bu täze gözleg enjamynyň öňdebaryjysy, häzirki wagtda Renishaw plc-ni emele getiren Deýwid MakMurtri boldy.Aragatnaşyk enjamy bolsa-da, gözlegde bahar ýüklenen polat topy (soňra ýakut topy) bar.Synag komponentiň ýüzüne degensoň, stilus gaçdy we şol bir wagtyň özünde X, Y, Z koordinat maglumatlary kompýutere iberdi.Aýry-aýry operatorlar tarapyndan ýüze çykan ölçeg ýalňyşlyklary azaldy we CNC amallaryny girizmek we CMM-leriň ýaşy gelmek üçin basgançak goýuldy.

Optiki zondlar mehaniki ulgamlar ýaly hereket edýän we materiala degmegiň ýerine gyzyklanma nokadyna gönükdirilen linza-CCD ulgamlarydyr.Surfaceeriň düşürilen şekili, galyndy gara we ak zolaklaryň arasyndaky tapawut ýeterlik bolýança ölçeg penjiresiniň çäginde gurlar.Bölünýän egrini kosmosda islenýän ölçeg nokady hasaplap bolýar.KCD-de keseligine maglumat 2D (XY), dikligine bolsa Z-disk (ýa-da beýleki enjam komponenti) stendindäki doly gözleg ulgamynyň ýagdaýy.

Synag ulgamlaryny skanirlemek

Skaner zondlary diýlip atlandyrylýan belli aralyklarda nokat alyp, bölekleriň ýüzüne süýräp bilýän has täze modeller bar.CMM barlagynyň bu usuly, köplenç adaty sensor barlagyndan has takyk we köplenç has çalt.

Controkary tizlikli lazer bir nokat üçburçlugyny, lazer çyzygyny we ak ýagtylygy skanirlemegi öz içine alýan kontaktsyz skaner diýlip atlandyrylýan indiki nesil gaty çalt öňe barýar.Bu usul bölekleriň ýüzüne proýesirlenýän lazer şöhlelerini ýa-da ak ýagtylygy ulanýar.Mundan soň müňlerçe bal alynyp, diňe ululygyny we ýerleşişini barlamak üçin däl, eýsem böleginiň 3D şekilini döretmek üçin hem ulanylyp bilner.Bu “nokat-bulut maglumatlary” soňra bölegiň işleýän 3D modelini döretmek üçin CAD programma üpjünçiligine geçirilip bilner.Bu optiki skanerler köplenç ýumşak ýa-da näzik böleklerde ýa-da ters in engineeringenerçiligi ýeňilleşdirmek üçin ulanylýar.

Mikrometrologiýa barlaglary

Mikroskale metrologiýa programmalary üçin gözleg ulgamlary başga bir döreýän ugur.Ulgamda birleşdirilen mikroprob, hökümet barlaghanalarynda birnäçe hünär ulgamy we mikroskale metrologiýasy üçin uniwersitet tarapyndan gurlan metrologiýa platformalary bolan täjirçilik taýdan bar bolan koordinat ölçeg maşynlary (CMM) bar.Bu maşynlar gowy we köp halatlarda nanometrik terezisi bolan ajaýyp metrologiýa platformalary bolsa-da, olaryň esasy çäklendirmesi ygtybarly, ygtybarly, ukyply mikro / nano barlagydyr.^{[sitata gerek]}Mikroskale gözleg tehnologiýalary üçin kynçylyklar, pes kontakt güýçleri bilen çuň, dar aýratynlyklara girmek we ýokary takyklyk (nanometr derejesi) zeper ýetirmezlik üçin ýokary derejeli gatnaşygy barlamagyň zerurlygyny öz içine alýar.^{[sitata gerek]}Mundan başga-da, mikroskale zondlary çyglylyk we sürtülme ýaly ýerüsti täsirler ýaly daşky gurşaw şertlerine sezewar bolýarlar (ýelmeşme, meniskus we / ýa-da Wan der Waals güýçleri).^{[sitata gerek]}

Mikroskale barlagy gazanmak üçin tehnologiýalar, nusgawy CMM zondlarynyň kiçeldilen görnüşini, optiki zondlary we beýlekileriň arasynda durýan tolkun zondyny öz içine alýar.Şeýle-de bolsa, häzirki optiki tehnologiýalary çuň, dar aýratynlygy ölçemek üçin ýeterlik derejede ulaldyp bolmaýar we optiki çözgüdi ýagtylygyň tolkun uzynlygy bilen çäklendirilýär.Rentgen şekillendiriş aýratynlygyň suratyny berýär, ýöne yzarlap boljak metrologiýa maglumatlary ýok.

Fiziki ýörelgeler

CMM-leri mikroskoplary ýa-da köp sensorly ölçeg enjamlaryny üýtgedýän optiki zondlar we / ýa-da lazer zondlary ulanylyp bilner (mümkin bolsa bilelikde).Çyzykly proýeksiýa ulgamlary, teodolit üçburçluk ulgamlary ýa-da lazer uzak we üçburçluk ulgamlaryna ölçeg maşynlary diýilmeýär, ýöne ölçeg netijesi birmeňzeş: kosmos nokady.Lazer zondlary kinematiki zynjyryň ujundaky ýer bilen salgylanma nokadynyň arasyndaky aralygy kesgitlemek üçin ulanylýar (ýagny: Z-sürüjiniň komponentiniň soňy).Bu interferometrik funksiýany, fokus üýtgemesini, ýagtylygyň sowulmagyny ýa-da şöhle kölegesi ýörelgesini ulanyp biler.

Göçme koordinat ölçeg maşynlary

Adaty CMM-ler obýektiň fiziki aýratynlyklaryny ölçemek üçin üç Kartezian okunda hereket edýän zondy ulanýan bolsa, göçme CMM-ler artikulirlenen gollary ýa-da optiki CMM-lerde optiki üçburçluk usullaryny ulanýan we hereketiň umumy erkinligini üpjün edýän golsyz skaner ulgamlaryny ulanýarlar. obýektiň töwereginde.

Göçme golly göçme CMM-lerde çyzykly oklaryň ýerine aýlaw kodlaýjylary bilen enjamlaşdyrylan alty ýa-da ýedi ok bar.Göçme gollar ýeňil (adatça 20 funtdan az) we islendik ýerde diýen ýaly göterilip we ulanylyp bilner.Şeýle-de bolsa, optiki CMM-ler bu pudakda has köp ulanylýar.Ykjam çyzykly ýa-da matrisa massiw kameralary bilen işlenip düzülen (Microsoft Kinect ýaly) optiki CMM-ler ýaragly göçme CMM-lerden has kiçi, simleri ýok we ulanyjylara islendik ýerde diýen ýaly ýerleşýän ähli görnüşli obýektleriň 3D ölçeglerini aňsatlyk bilen almaga mümkinçilik berýär.

Ters in engineeringenerçilik, çalt prototip ýazmak we ähli ululykdaky bölekleri uly göwrümli gözden geçirmek ýaly käbir gaýtalanmaýan programmalar göçme CMM-ler üçin amatlydyr.Göçme CMM-leriň peýdalary köpdür.Ulanyjylar ähli görnüşli bölekleri we iň uzak / kyn ýerlerde 3D ölçegleri almakda çeýelige eýe.Olary ulanmak aňsat we takyk ölçeg almak üçin gözegçilik edilýän gurşawy talap etmeýär.Mundan başga-da, göçme CMM-ler adaty CMM-lerden has arzan.

Göçme CMM-leriň mahsus söwdasy el bilen işlemekdir (elmydama adamdan peýdalanmagyny talap edýär).Mundan başga-da, olaryň umumy takyklygy köpri görnüşli CMM-den has az takyk bolup biler we käbir programmalar üçin has amatly däl.

Multisensor ölçeg maşynlary

Duýgur zondlary ulanýan adaty CMM tehnologiýasy häzirki wagtda köplenç beýleki ölçeg tehnologiýasy bilen birleşdirilýär.Multisensor ölçegi diýlip atlandyrylýan zady üpjün etmek üçin lazer, wideo ýa-da ak ýagtylyk datçikleri bar.