Мошини ченкунии координата чист?

Амошини ченкунии координатахо(CMM) дастгоҳест, ки геометрияи объектҳои физикиро тавассути ҳис кардани нуқтаҳои дискретӣ дар сатҳи объект бо зонд чен мекунад.Дар CMM намудҳои гуногуни зондҳо истифода мешаванд, аз ҷумла механикӣ, оптикӣ, лазерӣ ва нури сафед.Вобаста аз мошин, мавқеи зонд метавонад аз ҷониби оператор дастӣ идора карда шавад ё он метавонад аз компютер идора карда шавад.CMMҳо маъмулан мавқеи зондро аз рӯи ҷойивазкунии он аз мавқеи истинод дар системаи координатаҳои сеченакаи декартӣ (яъне, бо меҳварҳои XYZ) муайян мекунанд.Илова ба ҳаракат додани зонд дар баробари меҳварҳои X, Y ва Z, бисёр мошинҳо инчунин имкон медиҳанд, ки кунҷи зонд назорат карда шавад, то андозагирии сатҳҳоеро, ки дар акси ҳол дастнорас буданд, иҷозат диҳад.

CMM маъмулии "пул"-и 3D имкон медиҳад, ки ҳаракати зонд дар тӯли се меҳвар, X, Y ва Z, ки дар системаи координатаҳои сеченакаи декартӣ ба ҳамдигар ортогоналӣ мебошанд.Ҳар як меҳвар дорои сенсорест, ки мавқеи зондро дар он меҳвар, одатан бо дақиқии микрометр назорат мекунад.Вақте ки зонд ба як макони мушаххас дар объект тамос мегирад (ё ба таври дигар муайян мекунад), мошин се сенсори мавқеъро намуна мегирад ва ба ин васила ҷойгиршавии як нуқта дар сатҳи объект ва инчунин вектори 3-ченакаи ченкунии гирифташударо чен мекунад.Ин раванд дар ҳолати зарурӣ такрор карда мешавад ва зонд ҳар дафъа ҳаракат мекунад, то "абри нуқта" -ро ба вуҷуд орад, ки минтақаҳои сатҳи таваҷҷӯҳро тавсиф мекунад.

Истифодаи маъмули CMM-ҳо дар равандҳои истеҳсолӣ ва васлкунӣ барои санҷиши қисм ё васлкунӣ бар зидди нияти тарроҳӣ мебошад.Дар чунин барномаҳо абрҳои нуқта тавлид мешаванд, ки тавассути алгоритмҳои регрессия барои сохтани хусусиятҳо таҳлил карда мешаванд.Ин нуқтаҳо бо истифода аз зонд, ки аз ҷониби оператор дастӣ ё ба таври худкор тавассути назорати мустақими компютерӣ (DCC) ҷойгир карда мешавад, ҷамъоварӣ карда мешаванд.CMM-ҳои DCC метавонанд барои такроран чен кардани қисмҳои якхела барномарезӣ шаванд;Ҳамин тариқ, CMM автоматӣ шакли махсуси роботи саноатӣ мебошад.

Қисмҳо

Мошинҳои координатаченкунӣ се ҷузъи асосиро дар бар мегиранд:

• Сохтори асосӣ, ки се меҳвари ҳаракатро дар бар мегирад.Маводи барои сохтани чаҳорчӯбаи ҳаракаткунанда дар тӯли солҳо гуногун буд.Гранит ва пӯлод дар ибтидои CMM истифода мешуданд.Имрӯз ҳамаи истеҳсолкунандагони асосии CMM аз хӯлаи алюминий ё ягон ҳосила чаҳорчӯба месозанд ва инчунин сафолро барои баланд бардоштани устувории меҳвари Z барои скан кардани замимаҳо истифода мебаранд.Теъдоди ками бинокорони CMM имрӯз ҳам аз сабаби талаботи бозор ба динамикаи беҳтаршудаи метрология ва афзоиши тамоюли насби CMM берун аз лабораторияи сифат, чаҳорчӯбаи гранитии CMM-ро истеҳсол мекунанд.Одатан, танҳо бинокорони ҳаҷми ками CMM ва истеҳсолкунандагони ватанӣ дар Чин ва Ҳиндустон то ҳол CMM-и гранитӣ истеҳсол мекунанд, зеро муносибати пасти технология ва вуруди осон барои сохтани чаҳорчӯбаи CMM.Тамоюли афзояндаи сканкунӣ инчунин талаб мекунад, ки меҳвари CMM Z сахттар бошад ва маводи нав ба монанди керамикӣ ва карбиди кремний ҷорӣ карда шуданд.
• Системаи санҷишӣ
• Системаи ҷамъоварӣ ва кам кардани маълумот — маъмулан як контролери мошин, компютери мизи корӣ ва нармафзори барномаро дар бар мегирад.

Мавҷудият

Ин мошинҳо метавонанд мустақил, дастӣ ва сайёр бошанд.

Дақиқӣ

Дурустии мошинҳои ченкунии координатҳо одатан ҳамчун омили номуайянӣ ҳамчун функсия аз масофа дода мешавад.Барои CMM бо истифода аз зонд, ин ба такроршавандагии зонд ва дақиқии тарозуи хатӣ дахл дорад.Такрорпазирии маъмулии зонд метавонад ба андозагирии дар ҳудуди .001мм ё .00005 дюйм (ним аз даҳум) дар тамоми ҳаҷми андозагирӣ оварда расонад.Барои мошинҳои меҳвари 3, 3+2 ва 5, зондҳо мунтазам бо истифода аз стандартҳои пайгирӣ калибр карда мешаванд ва ҳаракати мошин бо истифода аз ченакҳо барои таъмини дақиқӣ санҷида мешавад.

Қисмҳои мушаххас

Бадани мошин

Аввалин CMM аз ҷониби Ширкати Ферранти Шотландия дар солҳои 1950 дар натиҷаи зарурати бевоситаи чен кардани ҷузъҳои дақиқ дар маҳсулоти низомии онҳо таҳия шудааст, гарчанде ки ин мошин танҳо 2 меҳвар дошт.Аввалин моделҳои 3-меҳвар дар солҳои 1960-ум пайдо шуданд (DEA-и Италия) ва идоракунии компютер дар аввали солҳои 1970-ум муаррифӣ шуд, аммо аввалин CMM-и корӣ аз ҷониби Browne & Sharpe дар Мелбурн, Англия таҳия ва ба фурӯш гузошта шуд.(Лейтс Олмон баъдан як сохтори мошини собит бо мизи ҳаракаткунанда истеҳсол кард.

Дар мошинхои хозиразамон надстройкаи типи гантри ду поя дорад ва онро аксар вакт купрук меноманд.Ин дар болои мизи гранитӣ бо як по (аксар вақт пои дарун номида мешавад) пас аз роҳи роҳнамое, ки ба як тарафи мизи гранит пайваст карда шудааст, озодона ҳаракат мекунад.Пои муқобил (аксар вақт берун аз пои) танҳо дар болои мизи гранитӣ пас аз контури амудии сатҳи рӯи замин ҷойгир аст.Подшипникҳои ҳавоӣ усули интихобшуда барои таъмини ҳаракати бидуни соиш мебошанд.Дар инҳо, ҳавои фишурдашуда тавассути як қатор сӯрохиҳои хеле хурд дар сатҳи ҳамвор маҷбур карда мешавад, то болишти ҳавои ҳамвор, вале идорашавандаро таъмин кунад, ки дар он CMM метавонад ба таври наздики соиш ҳаракат кунад, ки онро тавассути нармафзор ҷуброн кардан мумкин аст.Ҳаракати пул ё гантри қад-қади мизи гранит як меҳвари ҳавопаймои XY-ро ташкил медиҳад.Пули гантри вагонеро дар бар мегирад, ки байни пойҳои дарун ва берунӣ мегузарад ва меҳвари дигари уфуқии X ё Y-ро ташкил медиҳад.Меҳвари сеюми ҳаракат (меҳвари Z) бо илова кардани чӯб ё шпиндельи амудӣ, ки тавассути маркази вагон ба боло ва поён ҳаракат мекунад, таъмин карда мешавад.Санҷиши ламсӣ дастгоҳи ҳассосро дар охири кӯл ташкил медиҳад.Ҳаракати меҳварҳои X, Y ва Z лифофаи ченкуниро пурра тавсиф мекунад.Ҷадвалҳои гардиши ихтиёриро барои баланд бардоштани дастрасии зондҳои ченкунӣ ба қисмҳои мураккаб истифода бурдан мумкин аст.Мизи гардишкунанда ҳамчун меҳвари чоруми гардон андозаҳои андозагириро, ки 3D боқӣ мемонад, беҳтар намекунад, аммо он дараҷаи чандириро таъмин мекунад.Баъзе зондҳои ламсӣ худашон дастгоҳҳои гардиши пурқувват мебошанд, ки нӯги зонд қодир аст амудӣ дар беш аз 180 дараҷа ва гардиши пурраи 360 дараҷа гардиш кунад.

CMM-ҳо ҳоло дар шаклҳои гуногуни дигар низ дастрасанд.Ба онҳо дастҳои CMM дохил мешаванд, ки барои ҳисоб кардани мавқеи нӯги стилус андозагирии кунҷҳои дар буғумҳои даст гирифташударо истифода мебаранд ва мумкин аст бо зондҳо барои сканкунии лазерӣ ва тасвири оптикӣ муҷаҳҳаз карда шаванд.Чунин CMM-ҳои бозу аксар вақт дар он ҷо истифода мешаванд, ки интиқоли онҳо нисбат ба CMM-ҳои катии муқаррарӣ бартарӣ дорад - тавассути нигоҳ доштани маконҳои ченшуда, нармафзори барномасозӣ инчунин имкон медиҳад, ки худи бозуи ченкунӣ ва ҳаҷми андозагирии он дар атрофи қисме, ки ҳангоми реҷаи ченкунӣ чен карда мешавад, ҳаракат кунад.Азбаски силоҳҳои CMM ба чандирии бозуи инсон тақлид мекунанд, онҳо инчунин аксар вақт қодиранд ба даруни қисмҳои мураккабе бирасанд, ки бо истифода аз мошини стандартии се меҳвар санҷида намешаванд.

Санҷиши механикӣ

Дар рӯзҳои аввали ченкунии координатҳо (CMM), зондҳои механикӣ дар як дорандаи махсус дар охири чӯб ҷойгир карда шуданд.Як зонд хеле маъмул тавассути кафшер кардани тӯби сахт ба охири чоҳ сохта шуд.Ин барои чен кардани як қатор рӯи ҳамвор, силиндрӣ ё сферикӣ беҳтарин буд.Дигар зондҳо ба шаклҳои мушаххас, масалан квадрант, барои имкон додани андозагирии хусусиятҳои махсус замин карда шуданд.Ин зондҳо ба таври ҷисмонӣ бар зидди порчаи корӣ нигоҳ дошта мешуданд, ки мавқеъ дар фазо аз хониши рақамии 3-меҳвар (DRO) хонда мешуд ё дар системаҳои пешрафта ба воситаи калид ё дастгоҳи шабеҳ ба компютер ворид карда мешуд.Андозаҳое, ки бо ин усули тамос гирифта шудаанд, аксар вақт беэътимод буданд, зеро мошинҳо дастӣ ҳаракат мекарданд ва ҳар як оператор ба зонд миқдори гуногуни фишор меовард ё барои ченкунӣ усулҳои гуногунро қабул мекард.

Рушди минбаъда ин илова кардани моторҳо барои рондани ҳар як меҳвар буд.Операторҳо дигар маҷбур набуданд, ки ба мошин даст расонанд, аммо метавонистанд ҳар як меҳварро бо истифода аз қуттии дастӣ бо джойстикҳо мисли мошинҳои муосири дурдаст идора кунанд.Дақиқӣ ва дақиқии андозагирӣ бо ихтирои зондҳои триггери электронии ламсӣ ба таври назаррас беҳтар шуд.Пешвои ин дастгоҳи нави санҷишӣ Дэвид МакМюртри буд, ки баъдан ширкати ҳозираи Renishaw plc-ро ташкил дод.Ҳарчанд то ҳол дастгоҳи тамос бошад ҳам, зонд як кураи пӯлоди пружинаро дошт (баъдтар тӯби ёқут) стилус.Ҳангоме ки зонд ба сатҳи ҷузъ ламс кард, стилус аз ҳаракат баромад ва ҳамзамон маълумоти координатаҳои X,Y,Z-ро ба компютер фиристод.Хатогиҳои андозагирӣ, ки аз ҷониби операторони инфиродӣ ба вуҷуд омадаанд, камтар шуданд ва марҳилаи ҷорӣ кардани амалиёти CNC ва расидан ба синни CMMs муқаррар карда шуд.

Зондҳои оптикӣ системаҳои линза-CCD мебошанд, ки ба мисли механикӣ ҳаракат мекунанд ва ба ҷои ба мавод ламс кардан, ба нуқтаи таваҷҷӯҳ нигаронида шудаанд.Тасвири гирифташудаи сатҳ дар марзҳои равзанаи ченкунӣ, то он даме, ки боқимонда барои муқоисаи минтақаҳои сиёҳ ва сафед мувофиқат намекунад, иҳота карда мешавад.Каҷи тақсимкуниро метавон то нуқтае ҳисоб кард, ки нуқтаи ченкунии дилхоҳ дар фазо аст.Маълумоти уфуқӣ дар CCD 2D (XY) ва мавқеи амудӣ мавқеи системаи мукаммали санҷиш дар стенди Z-drive (ё дигар ҷузъи дастгоҳ) мебошад.

Системаҳои ҷустуҷӯии сканер

Моделҳои навтаре ҳастанд, ки зондҳо доранд, ки дар рӯи қисмат нуқтаҳоро дар фосилаҳои муайян кашола мекунанд, ки бо номи зондҳои сканер маълуманд.Ин усули санҷиши CMM аксар вақт нисбат ба усули анъанавии сенсорӣ дақиқтар аст ва аксар вақт тезтар аст.

Насли навбатии сканкунӣ, ки бо номи сканери ғайриконтактӣ маъруф аст, ки триангуляцияи баландсуръати лазерии як нуқта, сканкунии хати лазерӣ ва сканеркунии нури сафедро дар бар мегирад, хеле зуд пеш меравад.Ин усул ё нурҳои лазерӣ ё нури сафедро истифода мебарад, ки бар зидди сатҳи қисм пешбинӣ шудаанд.Пас аз он ҳазорҳо нуқтаҳоро метавон гирифта, на танҳо барои санҷидани андоза ва мавқеъ, балки барои эҷоди тасвири 3D-и қисм низ истифода бурд.Ин "маълумоти нуқтаи абрӣ" -ро пас аз он ба нармафзори CAD интиқол додан мумкин аст, то модели кории 3D-ро эҷод кунад.Ин сканерҳои оптикӣ аксар вақт дар қисмҳои нарм ё нозук ё барои осон кардани муҳандисии баръакс истифода мешаванд.

Санҷишҳои микрометрология

Системаҳои санҷишӣ барои барномаҳои метрологияи микроскопӣ як соҳаи дигари пайдошуда мебошанд.Якчанд мошинҳои ченкунии координатаҳои (CMM) дар тиҷорат дастрас мавҷуданд, ки дорои микропроб ба система, якчанд системаҳои тахассусӣ дар лабораторияҳои давлатӣ ва шумораи ҳама гуна платформаҳои метрологияи аз ҷониби донишгоҳ сохташуда барои метрологияи микромикробӣ доранд.Гарчанде ки ин мошинҳо хуб ва дар бисёр ҳолатҳо платформаҳои хуби метрологӣ бо тарозуи нанометрикӣ мебошанд, маҳдудияти аввалиндараҷаи онҳо як зондҳои боэътимод, мустаҳкам ва қобилиятноки микро/нано мебошанд.^{[иқтибос лозим]}Мушкилот барои технологияҳои микромикроскопӣ зарурати зондҳои таносуби баландро дар бар мегиранд, ки қобилияти дастрасӣ ба хусусиятҳои амиқ ва танг бо қувваҳои ками тамосро фароҳам меорад, то ба рӯи замин ва дақиқии баланд (сатҳи нанометр) осеб нарасонад.^{[иқтибос лозим]}Илова бар ин, зондҳои микроскопӣ ба шароитҳои муҳити зист, аз қабили намӣ ва таъсири мутақобилаи рӯизаминӣ, ба монанди часпак (бо сабаби часпак, мениск ва/ё қувваҳои Ван дер Ваалс дар байни дигарон) ҳассос мебошанд.^{[иқтибос лозим]}

Технологияҳо барои ноил шудан ба санҷиши микромикробӣ версияи хурдшудаи зондҳои классикии CMM, зондҳои оптикӣ ва зондҳои мавҷи доимиро дар бар мегиранд.Аммо, технологияҳои оптикии кунуниро барои чен кардани хусусияти амиқ ва танг ба қадри кофӣ хурд кардан мумкин нест ва ҳалли оптикӣ бо дарозии мавҷи нур маҳдуд аст.Тасвирҳои рентгенӣ тасвири хусусиятро таъмин мекунанд, аммо маълумоти пайгирии метрологӣ надоранд.

Принсипҳои физикӣ

Зондҳои оптикӣ ва/ё зондҳои лазериро (агар имконпазир дар якҷоягӣ) истифода бурдан мумкин аст, ки CMM-ро ба микроскопҳои ченкунӣ ё мошинҳои ченкунии бисёрсенсорӣ иваз мекунанд.Системаҳои проексияи канорӣ, системаҳои триангуляцияи теодолитӣ ё системаҳои лазерии дур ва триангуляцияро мошинҳои ченкунӣ номида наметавонанд, аммо натиҷаи ченкунӣ як аст: нуқтаи кайҳонӣ.Зондҳои лазерӣ барои муайян кардани масофаи байни сатҳ ва нуқтаи истинод дар охири занҷири кинематикӣ (яъне: охири ҷузъи Z-drive) истифода мешаванд.Ин метавонад функсияи интерферометрӣ, тағирёбии фокус, каҷравии рӯшноӣ ё принсипи сояи чӯбро истифода барад.

Мошинҳои сайёри координата ченкунанда

Дар ҳоле ки CMM-ҳои анъанавӣ зондеро истифода мебаранд, ки барои чен кардани хусусиятҳои физикии объект дар се меҳвари декартӣ ҳаракат мекунанд, CMM-ҳои сайёр ё силоҳҳои сунъӣ ё дар ҳолати CMM-ҳои оптикӣ системаҳои сканерии бидуни бозуро истифода мебаранд, ки усулҳои триангуляцияи оптикиро истифода мебаранд ва озодии умумии ҳаракатро фароҳам меоранд. дар атрофи объект.

CMM-ҳои сайёр бо дастҳои бофташуда шаш ё ҳафт меҳвар доранд, ки ба ҷои меҳварҳои хатӣ бо рамзгузорҳои гардишкунанда муҷаҳҳаз шудаанд.Дастҳои сайёр сабуканд (одатан камтар аз 20 фунт) ва онҳоро тақрибан дар ҳама ҷо бурдан ва истифода бурдан мумкин аст.Бо вуҷуди ин, CMM-ҳои оптикӣ дар саноат торафт бештар истифода мешаванд.Бо камераҳои массиви хаттӣ ё матритсавӣ (ба монанди Microsoft Kinect) тарҳрезӣ шудааст, CMM-ҳои оптикӣ аз CMM-ҳои сайёр бо дастҳо хурдтаранд, дорои сим надоранд ва ба корбарон имкон медиҳанд, ки ҳама намуди объектҳои қариб дар ҳама ҷо ҷойгиршударо ба осонӣ андозагирӣ кунанд.

Баъзе барномаҳои такрорнашаванда, аз қабили муҳандисии баръакс, прототипсозии зуд ва санҷиши миқёси калони қисмҳои ҳама андоза барои CMM-ҳои сайёр комилан мувофиқанд.Манфиатҳои CMM-ҳои сайёр бисёранд.Истифодабарандагон дар гирифтани андозагирии 3D-и ҳама намуди қисмҳо ва дар ҷойҳои дурдаст/мушкилтарин чандир доранд.Истифодаи онҳо осон аст ва барои андешидани андозагирии дақиқ муҳити назоратшавандаро талаб намекунад.Ғайр аз он, CMM-ҳои сайёр назар ба CMM-ҳои анъанавӣ камтар арзиш доранд.

Мубодилаҳои хоси CMM-ҳои сайёр кори дастӣ мебошанд (онҳо ҳамеша аз инсон истифода бурдани онҳоро талаб мекунанд).Илова бар ин, дақиқии умумии онҳо метавонад нисбат ба купруки CMM то андозае камтар дақиқ бошад ва барои баъзе барномаҳо камтар мувофиқ аст.

Мошинҳои ченкунии бисёрсанҷӣ

Технологияи анъанавии CMM бо истифода аз зондҳои ламсӣ имрӯз аксар вақт бо дигар технологияҳои андозагирӣ якҷоя карда мешавад.Ин сенсорҳои лазерӣ, видео ё нури сафедро дар бар мегирад, то он чизеро, ки ҳамчун андозагирии мултисенсорӣ маълум аст, таъмин кунад.