Wat ass Koordinate Messmaschinn?

AKoordinate Mooss Maschinn(CMM) ass en Apparat deen d'Geometrie vu kierperlechen Objeten moosst andeems se diskret Punkten op der Uewerfläch vum Objet mat enger Sonde senséieren.Verschidde Typen vu Sonden ginn an CMMs benotzt, dorënner mechanesch, optesch, Laser a wäiss Liicht.Ofhängeg vun der Maschinn, kann d'Sondepositioun manuell vun engem Bedreiwer kontrolléiert ginn oder et kann Computer kontrolléiert ginn.CMMs spezifizéieren typesch eng Sond Positioun am Sënn vun hirer Verréckelung vun enger Referenz Positioun an engem dräi-zweedimensional Cartesian Koordinate System (dh mat XYZ Achsen).Nieft der Beweegung vun der Sonde laanscht d'X-, Y- an Z-Axen, erlaben vill Maschinnen och de Sondewénkel kontrolléiert fir d'Messung vun Flächen z'erméiglechen, déi soss net erreechbar wieren.

Déi typesch 3D "Bréck" CMM erlaabt Sondebewegung laanscht dräi Achsen, X, Y an Z, déi orthogonal openee sinn an engem dreidimensionalen Cartesian Koordinatesystem.All Achs huet e Sensor deen d'Positioun vun der Sond op där Achs iwwerwaacht, typesch mat Mikrometer Präzisioun.Wann d'Sond kontaktéiert (oder soss erkennt) eng bestëmmte Plaz um Objet, probeiert d'Maschinn déi dräi Positiounssensoren, moosst also d'Plaz vun engem Punkt op der Uewerfläch vum Objet, souwéi den 3-zweedimensionalen Vektor vun der geholl Miessung.Dëse Prozess gëtt wéi néideg widderholl, d'Sond all Kéier bewegt, fir eng "Punktwollek" ze produzéieren, déi d'Uewerflächeberäicher vun Interesse beschreift.

Eng gemeinsam Notzung vu CMMs ass a Fabrikatiouns- a Montageprozesser fir en Deel oder Assemblée géint d'Designabsicht ze testen.An esou Applikatiounen ginn Punktwolleken generéiert déi iwwer Regressiounsalgorithmen fir d'Konstruktioun vu Featuren analyséiert ginn.Dës Punkte ginn gesammelt andeems Dir eng Sonde benotzt, déi manuell vun engem Bedreiwer oder automatesch iwwer Direct Computer Control (DCC) positionéiert ass.DCC CMMs kënnen programméiert ginn fir ëmmer erëm identesch Deeler ze moossen;also en automatiséierte CMM ass eng spezialiséiert Form vun industrielle Roboter.

Deeler

Koordinatemessmaschinnen enthalen dräi Haaptkomponenten:

• D'Haaptstruktur déi dräi Bewegungsachsen enthält.D'Material benotzt fir de bewegt Frame ze bauen huet iwwer d'Jore variéiert.Granit a Stol goufen an de fréie CMM's benotzt.Haut bauen all déi grouss CMM Hiersteller Rummen aus Aluminiumlegierung oder e puer Derivat a benotzen och Keramik fir d'Steifheit vun der Z Achs fir Scannen Uwendungen ze erhéijen.Puer CMM Builder haut nach Fabrikatioun Granit Frame CMM wéinst Maart Noutwendegkeete fir verbessert Metrologie Dynamik an Erhéijung Trend CMM ausserhalb vun Qualitéit Labo ze installéieren.Typesch nëmmen niddereg-Volumen CMM Builder an Gewalt Hiersteller a China an Indien sinn Fabrikatioun nach Granit CMM wéinst niddereg Technologie Approche an einfach Entrée engem CMM Frame Builder ze ginn.Den ëmmer méin Trend zum Scannen erfuerdert och datt d'CMM Z Achs méi steif ass an nei Materialien goufen agefouert wéi Keramik a Siliziumkarbid.
• Probéieren System
• Datesammlung a Reduktiounssystem - enthält typesch e Maschinnkontroller, Desktopcomputer an Applikatiounssoftware.

Disponibilitéit

Dës Maschinnen kënne fräi stänneg, handheld a portabel sinn.

Genauegkeet

D'Genauegkeet vu Koordinatemiessmaschinne ginn normalerweis als Onsécherheetsfaktor als Funktioun iwwer Distanz uginn.Fir e CMM, deen eng Touchsonde benotzt, bezitt sech dëst op d'Wiederholbarkeet vun der Sonde an d'Genauegkeet vun de linear Skalen.Typesch Sonde Wiederholbarkeet kann zu Miessunge vu bannent .001mm oder .00005 Zoll (en halleft Zéngtel) iwwer de ganze Moossvolumen resultéieren.Fir 3-, 3+2- a 5-Achsmaschinne gi Sonde routinéiert mat tracéierbare Standarden kalibréiert an d'Maschinnbewegung gëtt mat Gauges verifizéiert fir Genauegkeet ze garantéieren.

Spezifesch Deeler

Maschinn Kierper

Déi éischt CMM gouf vun der Ferranti Company vu Schottland an den 1950er Joren entwéckelt als Resultat vun engem direkten Bedierfnes fir Präzisiounskomponenten an hire militäresche Produkter ze moossen, obwuel dës Maschinn nëmmen 2 Achsen hat.Déi éischt 3-Achs Modeller hunn ugefaang an den 1960er Joren (DEA vun Italien) a Computersteuerung debutéiert an de fréien 1970er Joren awer den éischten funktionnéierende CMM gouf vum Browne & Sharpe zu Melbourne, England entwéckelt a verkaf.(Leitz Däitschland huet duerno eng fix Maschinnstruktur mat bewegt Dësch produzéiert.

A modernen Maschinnen huet d'Gantry-Typ Iwwerbau zwee Been a gëtt dacks eng Bréck genannt.Dëst bewegt fräi laanscht de Granit Dësch mat engem Been (dacks als bannenzege Been bezeechent) no engem Guide Schinn op eng Säit vun der Granit Dësch verbonnen.De Géigendeel Been (oft ausserhalb Been) läit einfach op der Granit Dësch no der vertikaler Uewerfläch contour.Loftlager sinn déi gewielte Method fir Reibungsfräi Rees ze garantéieren.An dëse gëtt kompriméiert Loft duerch eng Serie vu ganz klenge Lächer an enger flächeger Lagerfläch gezwongen fir e glat, awer kontrolléiert Loftkëssen ze bidden, op deem de CMM sech op eng no Reibungslos Manéier beweege kann, déi duerch Software kompenséiert ka ginn.D'Bewegung vun der Bréck oder der Gantry laanscht de Granitdësch bildt eng Achs vum XY Fliger.D'Bréck vum Gantry enthält eng Kutsch, déi tëscht de bannenzegen a baussenzege Been duerchkreest an déi aner X- oder Y-horizontal Achs bildt.Déi drëtt Beweegungsachs (Z-Achs) gëtt duerch d'Zousatz vun engem vertikale Quill oder Spindel zur Verfügung gestallt, déi sech op an erof duerch d'Mëtt vum Won beweegt.D'Touchprobe bildt de Sensungsapparat um Enn vum Quill.D'Bewegung vun den X-, Y- an Z-Axen beschreift d'Miessendung komplett.Optional Rotary Dëscher kënne benotzt ginn fir d'Approchebarkeet vun der Messsonde op komplizéierte Werkstécker ze verbesseren.De Rotatiounsdësch als véiert Fuertachs verbessert d'Miessdimensioune net, déi 3D bleiwen, awer et bitt e Grad vu Flexibilitéit.E puer Touch Sonden si selwer ugedriwwen rotativ Geräter mat der Sondespëtz, déi vertikal duerch méi wéi 180 Grad an duerch eng voll 360 Grad Rotatioun schwenkbar sinn.

CMMs sinn elo och a verschiddenen anere Formen verfügbar.Dozou gehéieren CMM Waffen, déi Wénkelmiessunge benotzen, déi an de Gelenker vum Aarm geholl ginn, fir d'Positioun vum Stylus-Spëtzt ze berechnen, a kënne mat Sonde fir Laser Scannen an optesch Imaging ausgestatt sinn.Esou Aarm CMMs sinn oft benotzt, wou hir portability e Virdeel iwwer traditionell fix Bett CMMs ass- vun Stockage gemooss Plaze, programméiere Software erlaabt och de Mooss Aarm selwer, a seng Mooss Volumen, ronderëm den Deel während enger Mooss Routine gemooss ginn.Well CMM Waffen d'Flexibilitéit vun engem mënschlechen Aarm imitéieren, sinn se och dacks fäeg d'Innere vu komplexen Deeler z'erreechen, déi net mat enger Standard Dräiachs Maschinn gemooss kënne ginn.

Mechanesch Sonde

An de fréie Deeg vun der Koordinatemiessung (CMM) goufen mechanesch Sonden an e speziellen Halter um Enn vum Quill gepasst.Eng ganz üblech Sonde gouf gemaach andeems en haarde Kugel um Enn vun engem Schaft solderen.Dëst war ideal fir eng ganz Rei vu flaach Gesiicht, zylindresch oder kugelfërmeg Flächen ze moossen.Aner Sonden goufen zu spezifesche Formen gemoolt, zum Beispill e Quadrant, fir d'Messung vu spezielle Funktiounen z'erméiglechen.Dës Sonden goufen physesch géint d'Werkstéck gehal mat der Positioun am Weltraum aus enger 3-Achs Digital Readout (DRO) gelies oder, a méi fortgeschratt Systemer, mat engem Foussschalter oder ähnlechen Apparat op e Computer ageloggt.Miessunge vun dëser Kontaktmethod geholl waren dacks net zouverlässeg well Maschinnen mat der Hand geréckelt goufen an all Maschinnbedreiwer verschidden Drockmengen op d'Sond applizéiert oder ënnerschiddlech Technike fir d'Messung ugeholl huet.

Eng weider Entwécklung war d'Zousatz vun Motore fir all Achs ze fueren.D'Operateuren hu missen d'Maschinn net méi kierperlech beréieren, mee konnten all Achs mat enger Handbox mat Joysticks fueren, sou wéi mat modernen Fernsteuerten Autoen.Miessgenauegkeet a Präzisioun hu mat der Erfindung vun der elektronescher Touch Trigger Sonde dramatesch verbessert.De Pionéier vun dësem neie Sonde-Apparat war den David McMurtry, dee spéider gegrënnt huet wat elo Renishaw plc ass.Obwuel et nach ëmmer e Kontaktapparat ass, hat d'Sond e Fréijoersbelaaschte Stahlkugel (spéider Rubinkugel) Stylus.Wéi d'Sond d'Uewerfläch vum Komponent beréiert huet, huet de Stylus ofgeleet a gläichzäiteg d'X,Y,Z Koordinateninformatioun un de Computer geschéckt.Miessfehler, déi vun eenzelne Betreiber verursaacht goufen, goufen manner an d'Bühn gouf fir d'Aféierung vun CNC Operatiounen an d'Ofkierzung vu CMMs gesat.

Optesch Sonden si Lens-CCD-Systemer, déi wéi déi mechanesch bewegt ginn, an op den Interessi geriicht sinn, amplaz d'Material ze beréieren.Dat erfaasst Bild vun der Uewerfläch gëtt an de Grenze vun enger Moossfenster zougemaach, bis de Rescht adequat ass fir Kontrast tëscht schwaarz a wäiss Zonen.D'Divisiounskurve kann op e Punkt berechent ginn, wat de gewënschte Moosspunkt am Raum ass.Déi horizontal Informatioun op der CCD ass 2D (XY) an déi vertikal Positioun ass d'Positioun vum komplette Sondsystem um Stand Z-Drive (oder aner Apparatkomponent).

Scannen Sonde Systemer

Et gi méi nei Modeller déi Sonden hunn, déi laanscht d'Uewerfläch vum Deel zéien, déi Punkte mat spezifizéierten Intervalle huelen, bekannt als Scannensonden.Dës Method vun der CMM Inspektioun ass dacks méi genau wéi déi konventionell Touch-Sonde Method an déi meescht mol méi séier och.

Déi nächst Generatioun vu Scannen, bekannt als Netkontakt Scannen, déi Héichgeschwindegkeet Laser Eenpunkt Triangulatioun, Laser Linn Scannen a Wäisslicht Scannen enthält, ass ganz séier vir.Dës Method benotzt entweder Laserstrahlen oder wäiss Liicht, déi géint d'Uewerfläch vum Deel projizéiert ginn.Vill Dausende vu Punkte kënnen dann geholl a benotzt ginn net nëmmen fir d'Gréisst an d'Positioun ze kontrolléieren, awer och en 3D Bild vum Deel ze kreéieren.Dës "Punkt-Cloud Daten" kënnen dann op CAD Software transferéiert ginn fir e funktionnéierenden 3D Modell vum Deel ze kreéieren.Dës optesch Scanner ginn dacks op mëllen oder delikaten Deeler benotzt oder fir Reverse Engineering ze erliichteren.

Mikrometrologie Sonden

Probing Systemer fir Mikroskala Metrologie Uwendungen sinn en anert opkomende Gebitt.Et gi verschidde kommerziell verfügbare Koordinatemessmaschinnen (CMM) déi eng Mikrosonde an de System integréiert hunn, verschidde Spezialsystemer bei Regierungslaboratoiren, an all Zuel vun universitär gebaute Metrologieplattforme fir Mikroskala Metrologie.Och wann dës Maschinnen gutt sinn an a ville Fäll exzellent Metrologieplattforme mat nanometresche Skalen, ass hir primär Begrenzung eng zouverlässeg, robust, kapabel Mikro / Nano Sonde.^{[Zitat néideg]}Erausfuerderunge fir Mikroskala-Sondtechnologien enthalen de Besoin fir eng Sonde mat engem héijen Aspekt Verhältnis, deen d'Fäegkeet huet Zougang zu déif, schmuel Features mat gerénge Kontaktkräften ze kréien, sou datt d'Uewerfläch an héich Präzisioun (Nanometerniveau) net beschiedegt gëtt.^{[Zitat néideg]}Zousätzlech Mikroskala Sonden sinn ufälleg fir Ëmweltbedéngungen wéi Fiichtegkeet an Uewerflächeninteraktiounen wéi Stiktioun (verursaacht duerch Adhäsioun, Meniskus, an / oder Van der Waals Kräfte ënner anerem).^{[Zitat néideg]}

Technologien fir Mikroskala-Sondéierung z'erreechen enthalen eng verréngert Versioun vu klassesche CMM-Sonden, optesch Sonden, an eng stänneg Wellensonde ënner anerem.Wéi och ëmmer, aktuell optesch Technologien kënnen net kleng genuch skaléiert ginn fir déif, schmuel Feature ze moossen, an optesch Opléisung ass limitéiert duerch d'Wellelängt vum Liicht.Röntgenbildung bitt e Bild vun der Feature awer keng tracéierbar Metrologieinformatioun.

Kierperlech Prinzipien

Optesch Sonden an/oder Lasersonden kënne benotzt ginn (wa méiglech a Kombinatioun), déi CMMs op Miessmikroskopen oder Multi-Sensor Miessmaschinn änneren.Fringeprojektiounssystemer, Theodolit-Triangulatiounssystemer oder Laser-Distanz- an Triangulatiounssystemer ginn net Moossmaschinne genannt, awer d'Miessresultat ass datselwecht: e Raumpunkt.Laser Sonden gi benotzt fir d'Distanz tëscht der Uewerfläch an dem Referenzpunkt um Enn vun der kinematescher Kette z'entdecken (dh Enn vun der Z-Drive Komponent).Dëst kann eng interferometresch Funktioun benotzen, Fokusvariatioun, Liichtabwechslung oder e Strahl-Schattungsprinzip.

Portable Koordinate-Miessmaschinnen

Wärend traditionell CMMs eng Sonde benotzen déi op dräi kartesesch Achsen beweegt fir d'physikalesch Charakteristiken vun engem Objet ze moossen, portable CMMs benotzen entweder artikuléiert Waffen oder, am Fall vun opteschen CMMs, armfräi Scannersystemer déi optesch Triangulatiounsmethoden benotzen an déi total Bewegungsfräiheet erméiglechen. ronderëm den Objet.

Portable CMMs mat artikuléierte Waffen hunn sechs oder siwen Axen, déi mat Rotary Encoder ausgestatt sinn, anstatt linear Achsen.Portable Waffen si liicht (typesch manner wéi 20 Pond) a kënne bal iwwerall gedroen a benotzt ginn.Wéi och ëmmer, optesch CMMs ginn ëmmer méi an der Industrie benotzt.Entworf mat kompakt linear oder Matrixentgasung Kameraen (wéi de Microsoft Kinect), optesch CMMs si méi kleng wéi portable CMMs mat Waffen, hu keng Drot, an erlaben Benotzer einfach 3D Miessunge vun all Zorte vun Objete bal iwwerall ze huelen.

Bestëmmte net-repetitive Uwendungen wéi Reverse Engineering, Rapid Prototyping, a grouss Skala Inspektioun vun Deeler vun alle Gréissten sinn ideal fir portable CMMs.D'Virdeeler vun portable CMMs si multifold.D'Benotzer hunn d'Flexibilitéit fir 3D Miessunge vun all Zorte vun Deeler ze huelen an an de wäitste / schwieregste Plazen.Si sinn einfach ze benotzen an erfuerderen keng kontrolléiert Ëmfeld fir korrekt Miessunge ze huelen.Ausserdeem tendéieren portable CMMs manner wéi traditionell CMMs ze kaschten.

Déi inherent Ofsaz vu portable CMMs sinn manuell Operatioun (si erfuerderen ëmmer e Mënsch fir se ze benotzen).Zousätzlech kann hir allgemeng Genauegkeet e bësse manner genau sinn wéi déi vun enger Bréck Typ CMM an ass manner gëeegent fir e puer Uwendungen.

Multisensor-Miessmaschinnen

Traditionell CMM Technologie mat Touch Sonden gëtt haut dacks mat anere Miesstechnologie kombinéiert.Dëst beinhalt Laser-, Video- oder Wäisslichtsensoren fir wat als Multisensormiessung bekannt ass.