Unsa ang coordinate measuring machine?

Acoordinate nga makina sa pagsukod(CMM) usa ka himan nga nagsukod sa geometry sa pisikal nga mga butang pinaagi sa pag-sentro sa mga discrete point sa ibabaw sa butang gamit ang probe.Lainlaing matang sa mga probe ang gigamit sa mga CMM, lakip ang mekanikal, optical, laser, ug puti nga kahayag.Depende sa makina, ang posisyon sa probe mahimong kontrolado sa usa ka operator o mahimo nga kontrolado sa kompyuter.Ang mga CMM kasagarang nagtino sa posisyon sa usa ka probe sa termino sa pagbalhin niini gikan sa usa ka reperensiya nga posisyon sa usa ka three-dimensional nga Cartesian coordinate system (ie, nga adunay XYZ axes).Dugang sa paglihok sa probe subay sa X, Y, ug Z axes, daghang mga makina ang nagtugot usab sa probe nga anggulo nga makontrol aron tugotan ang pagsukod sa mga ibabaw nga dili maabot.

Ang tipikal nga 3D "bridge" CMM nagtugot sa probe nga paglihok subay sa tulo ka mga axes, X, Y ug Z, nga orthogonal sa usag usa sa usa ka three-dimensional nga Cartesian coordinate system.Ang matag axis adunay sensor nga nagmonitor sa posisyon sa probe sa maong axis, kasagaran sa micrometer precision.Kung ang probe makontak (o kung dili makamatikod) sa usa ka partikular nga lokasyon sa butang, ang makina nagsampol sa tulo nga mga sensor sa posisyon, sa ingon gisukod ang lokasyon sa usa ka punto sa nawong sa butang, ingon man ang 3-dimensional nga vector sa sukod nga gikuha.Kini nga proseso gisubli kung gikinahanglan, gipalihok ang probe matag higayon, aron makagama og "punto nga panganod" nga naghulagway sa mga dapit sa ibabaw nga interes.

Usa ka sagad nga paggamit sa mga CMM mao ang mga proseso sa paghimo ug asembliya aron masulayan ang usa ka bahin o asembliya batok sa katuyoan sa disenyo.Sa ingon nga mga aplikasyon, ang mga punto nga panganod namugna nga gisusi pinaagi sa mga algorithm sa pagbag-o alang sa pagtukod sa mga bahin.Kini nga mga punto gikolekta pinaagi sa paggamit sa usa ka probe nga gipahimutang sa mano-mano sa usa ka operator o awtomatiko pinaagi sa Direct Computer Control (DCC).Ang mga DCC CMM mahimong maprograma aron balikbalik nga sukdon ang parehas nga mga bahin;sa ingon ang usa ka automated CMM usa ka espesyal nga porma sa industriyal nga robot.

Mga bahin

Ang mga makina sa pagsukod sa koordinasyon naglakip sa tulo ka punoan nga sangkap:

• Ang nag-unang istruktura nga naglakip sa tulo ka mga axis sa paglihok.Ang materyal nga gigamit sa paghimo sa naglihok nga bayanan nagkadaiya sa mga tuig.Ang granite ug asero gigamit sa unang mga CMM.Karon ang tanan nga mga dagkong tiggama sa CMM nagtukod mga frame gikan sa aluminyo nga haluang metal o pipila nga gigikanan ug gigamit usab ang seramik aron madugangan ang pagkagahi sa Z axis alang sa mga aplikasyon sa pag-scan.Pipila ka mga magtutukod sa CMM karon ang naghimo gihapon sa granite frame nga CMM tungod sa kinahanglanon sa merkado alang sa gipaayo nga dinamika sa metrology ug pagtaas sa uso sa pag-install sa CMM sa gawas sa kalidad nga lab.Kasagaran lamang sa ubos nga volume nga CMM builders ug domestic manufacturers sa China ug India ang naghimo gihapon ug granite CMM tungod sa ubos nga teknolohiya nga pamaagi ug sayon ​​nga pagsulod aron mahimong CMM frame builder.Ang nagkadako nga uso padulong sa pag-scan nagkinahanglan usab sa CMM Z axis nga mas gahi ug bag-ong mga materyales ang gipaila sama sa seramik ug silicon carbide.
• Sistema sa pagsusi
• Sistema sa pagkolekta ug pagkunhod sa datos — kasagarang naglakip sa machine controller, desktop computer ug application software.

Anaa

Kini nga mga makina mahimong libre nga nagbarog, handheld ug madaladala.

Pagkatukma

Ang katukma sa mga makina sa pagsukod sa koordinasyon kasagarang gihatag ingon usa ka hinungdan sa pagkawalay kasiguruhan ingon usa ka function sa gilay-on.Alang sa usa ka CMM nga naggamit ug usa ka touch probe, kini adunay kalabotan sa pag-usab sa probe ug ang katukma sa mga linear nga timbangan.Ang kasagarang probe repeatability mahimong moresulta sa mga pagsukod sulod sa .001mm o .00005 ka pulgada (tunga sa ikanapulo) sa tibuok gidaghanon sa pagsukod.Para sa 3, 3 + 2, ug 5 axis nga mga makina, ang mga probe kanunay nga gi-calibrate gamit ang masubay nga mga sumbanan ug ang paglihok sa makina gipamatud-an gamit ang mga gauge aron masiguro ang katukma.

Piho nga mga bahin

Lawas sa makina

Ang unang CMM gimugna sa Ferranti Company sa Scotland niadtong 1950s isip resulta sa direktang panginahanglan sa pagsukod sa katukma nga mga sangkap sa ilang mga produkto sa militar, bisan pa nga kini nga makina adunay 2 ka mga wasay.Ang unang 3-axis nga mga modelo nagsugod sa pagpakita sa 1960s (DEA of Italy) ug ang pagkontrol sa kompyuter nagsugod sa unang bahin sa 1970s apan ang unang nagtrabaho nga CMM gimugna ug gibaligya ni Browne & Sharpe sa Melbourne, England.(Ang Leitz Germany sa ulahi naghimo og usa ka fixed machine structure nga adunay moving table.

Sa modernong mga makina, ang gantry-type nga superstructure adunay duha ka tiil ug sagad gitawag nga tulay.Kini gawasnong naglihok subay sa granite nga lamesa nga adunay usa ka paa (kasagaran gitawag nga sa sulod nga bitiis) nga nagsunod sa usa ka giya nga riles nga gitaod sa usa ka kilid sa granite nga lamesa.Ang kaatbang nga bitiis (kasagaran sa gawas nga bitiis) naa ra sa granite nga lamesa nga nagsunod sa bertikal nga contour sa nawong.Ang mga bearing sa hangin mao ang gipili nga pamaagi aron masiguro ang pagbiyahe nga wala’y friction.Niini, ang compressed air napugos pinaagi sa usa ka serye sa gagmay kaayo nga mga buho sa usa ka patag nga bearing surface aron makahatag og hapsay apan kontrolado nga air cushion diin ang CMM makalihok sa duol nga frictionless nga paagi nga mabayran pinaagi sa software.Ang paglihok sa tulay o gantry ubay sa granite nga lamesa nagporma og usa ka axis sa XY nga eroplano.Ang taytayan sa gantry adunay usa ka karwahe nga nag-agi tali sa sulod ug sa gawas nga mga bitiis ug nagporma sa lain nga X o Y nga pinahigda nga axis.Ang ikatulo nga axis sa paglihok (Z axis) gihatag pinaagi sa pagdugang sa usa ka bertikal nga quill o spindle nga naglihok pataas ug paubos sa sentro sa karwahe.Ang touch probe nagporma sa sensing device sa tumoy sa quill.Ang paglihok sa X, Y ug Z axes hingpit nga naghulagway sa sobre sa pagsukod.Ang mga opsyonal nga rotary table mahimong magamit aron mapauswag ang pagkaduol sa pagsukat nga probe sa mga komplikado nga workpiece.Ang rotary table isip ika-upat nga drive axis wala makapauswag sa mga sukat sa pagsukod, nga nagpabilin nga 3D, apan kini naghatag og usa ka matang sa pagka-flexible.Ang ubang mga touch probes mao ang ilang kaugalingon nga gipaandar ang mga rotary device nga ang tip sa probe makahimo sa pag-swivel vertically pinaagi sa labaw sa 180 degrees ug pinaagi sa usa ka bug-os nga 360 degree rotation.

Ang mga CMM anaa na usab sa lain-laing mga porma.Naglakip kini sa mga bukton sa CMM nga naggamit sa angular nga mga pagsukod nga gikuha sa mga lutahan sa bukton aron makalkulo ang posisyon sa tumoy sa stylus, ug mahimong butangan og mga probe alang sa pag-scan sa laser ug optical imaging.Ang ingon nga mga bukton nga CMM kanunay nga gigamit diin ang ilang pagkadaladala usa ka bentaha sa tradisyonal nga fixed bed CMMs- pinaagi sa pagtipig sa gisukod nga mga lokasyon, ang software sa programming nagtugot usab sa paglihok sa mismong bukton sa pagsukod, ug ang gidaghanon sa pagsukod niini, sa palibot sa bahin nga sukdon sa panahon sa usa ka rutina sa pagsukod.Tungod kay ang mga bukton sa CMM nagsundog sa pagka-flexible sa usa ka bukton sa tawo sila usab kanunay nga makaabut sa sulud sa mga komplikado nga mga bahin nga dili masusi gamit ang usa ka standard nga three axis nga makina.

Mekanikal nga probe

Sa unang mga adlaw sa pagsukod sa koordinasyon (CMM), ang mekanikal nga mga probe gibutang sa usa ka espesyal nga tighupot sa tumoy sa quill.Usa ka komon kaayo nga pagsusi gihimo pinaagi sa pagsolda sa usa ka gahi nga bola sa tumoy sa usa ka baras.Maayo kini alang sa pagsukod sa usa ka tibuuk nga sakup sa patag nga nawong, cylindrical o spherical nga mga ibabaw.Ang ubang mga probe gigaling sa piho nga mga porma, pananglitan usa ka quadrant, aron mahimo ang pagsukod sa mga espesyal nga bahin.Kini nga mga probe pisikal nga gihuptan batok sa workpiece nga ang posisyon sa wanang gibasa gikan sa usa ka 3-axis digital readout (DRO) o, sa mas advanced nga mga sistema, gi-log in sa usa ka computer pinaagi sa usa ka footswitch o susama nga device.Ang mga pagsukod nga gihimo sa kini nga pamaagi sa pagkontak kanunay nga dili kasaligan tungod kay ang mga makina gipalihok pinaagi sa kamot ug ang matag operator sa makina nag-aplay sa lainlaing kantidad sa presyur sa probe o gisagop ang lainlaing mga pamaagi alang sa pagsukod.

Ang dugang nga pag-uswag mao ang pagdugang sa mga motor alang sa pagmaneho sa matag axis.Ang mga operator dili na kinahanglan nga pisikal nga mohikap sa makina apan makamaneho sa matag axis gamit ang usa ka handbox nga adunay mga joystick sa parehas nga paagi sama sa modernong remote controlled nga mga awto.Ang katukma ug katukma sa pagsukod miuswag pag-ayo sa pag-imbento sa electronic touch trigger probe.Ang pioneer niining bag-ong probe device mao si David McMurtry kinsa sa ulahi nag-umol sa karon nga Renishaw plc.Bisag usa gihapon ka contact device, ang probe dunay spring-loaded steel ball (sa ulahi ruby ​​ball) stylus.Sa dihang ang probe mihikap sa nawong sa component ang stylus mitipas ug dungan nga nagpadala sa X,Y,Z coordinate nga impormasyon ngadto sa computer.Ang mga sayup sa pagsukod nga gipahinabo sa indibidwal nga mga operator nahimong mas gamay ug ang yugto gitakda alang sa pagpaila sa mga operasyon sa CNC ug ang pag-abut sa edad sa mga CMM.

Ang mga optical probes mao ang mga lens-CCD-system, nga gipalihok sama sa mga mekanikal, ug gitumong sa punto nga interes, imbis nga makahikap sa materyal.Ang nakuha nga imahe sa nawong ibutang sa mga utlanan sa usa ka tamboanan sa pagsukod, hangtod nga ang nahabilin igo na sa pagtandi tali sa itom ug puti nga mga sona.Ang kurba sa pagbahin mahimong makalkula sa usa ka punto, nga mao ang gusto nga punto sa pagsukod sa kawanangan.Ang pinahigda nga impormasyon sa CCD mao ang 2D (XY) ug ang bertikal nga posisyon mao ang posisyon sa kompleto nga probing system sa stand Z-drive (o uban pang device component).

Pag-scan sa mga sistema sa pagsusi

Adunay mas bag-ong mga modelo nga adunay mga pagsusi nga nagguyod sa ibabaw sa bahin nga nagkuha mga punto sa piho nga mga agwat, nga nailhan nga mga pagsusi sa pag-scan.Kini nga pamaagi sa pag-inspeksyon sa CMM kanunay nga mas tukma kaysa sa naandan nga pamaagi sa paghikap-probe ug kasagaran mas paspas usab.

Ang sunod nga henerasyon sa pag-scan, nailhan nga noncontact scanning, nga naglakip sa high speed laser single point triangulation, laser line scanning, ug white light scanning, paspas kaayo nga nag-uswag.Kini nga pamaagi naggamit sa mga laser beam o puti nga kahayag nga gipunting batok sa nawong sa bahin.Daghang libu-libo nga mga punto ang mahimo’g makuha ug magamit dili lamang sa pagsusi sa gidak-on ug posisyon, apan sa paghimo usab usa ka 3D nga imahe sa bahin.Kini nga "point-cloud data" mahimo dayon ibalhin sa CAD software aron makahimo usa ka nagtrabaho nga 3D nga modelo sa bahin.Kini nga mga optical scanner sagad gigamit sa humok o delikado nga mga bahin o aron mapadali ang reverse engineering.

Mga pagsusi sa micrometrology

Ang mga sistema sa pagsusi alang sa mga aplikasyon sa microscale metrology usa pa nga nag-uswag nga lugar.Adunay ubay-ubay nga komersyal nga magamit nga coordinate measuring machine (CMM) nga adunay usa ka microprobe nga gisagol sa sistema, daghang mga espesyal nga sistema sa mga laboratoryo sa gobyerno, ug bisan unsang gidaghanon sa mga platform sa metrology nga gitukod sa unibersidad alang sa microscale metrology.Bisan kung kini nga mga makina maayo ug sa daghang mga kaso maayo kaayo nga mga platform sa metrology nga adunay mga timbangan nga nanometric, ang ilang panguna nga limitasyon usa ka kasaligan, lig-on, makahimo nga micro/nano probe.^{[gikinahanglan ang citation]}Ang mga hagit alang sa microscale probing nga mga teknolohiya naglakip sa panginahanglan alang sa usa ka taas nga aspect ratio probe nga naghatag sa abilidad sa pag-access sa lawom, pig-ot nga mga bahin nga adunay ubos nga pwersa sa pagkontak aron dili makadaot sa nawong ug taas nga katukma (nanometer nga lebel).^{[gikinahanglan ang citation]}Dugang pa nga ang mga microscale probes dali nga maapektuhan sa mga kondisyon sa kalikopan sama sa humidity ug mga interaksyon sa nawong sama sa stiction (gipahinabo sa adhesion, meniscus, ug/o mga pwersa sa Van der Waals ug uban pa).^{[gikinahanglan ang citation]}

Ang mga teknolohiya aron makab-ot ang microscale probing naglakip sa gipaubos nga bersyon sa classical CMM probes, optical probes, ug standing wave probe ug uban pa.Bisan pa, ang karon nga mga teknolohiya sa optical dili mahimo nga gamay nga gamay aron masukod ang lawom, pig-ot nga bahin, ug ang resolusyon sa optical limitado sa wavelength sa kahayag.Ang X-ray imaging naghatag og hulagway sa feature apan walay masubay nga impormasyon sa metrology.

Pisikal nga mga prinsipyo

Ang mga optical probes ug/o laser probes mahimong gamiton (kung mahimo sa kombinasyon), nga mag-usab sa mga CMM sa pagsukod sa mga mikroskopyo o multi-sensor nga mga makina sa pagsukod.Ang mga fringe projection system, theodolite triangulation system o laser distant ug triangulation system dili gitawag nga mga makina sa pagsukod, apan ang resulta sa pagsukod parehas: usa ka space point.Ang mga laser probes gigamit sa pag-ila sa gilay-on tali sa nawong ug sa reference point sa katapusan sa kinematic chain (ie: katapusan sa Z-drive component).Mahimo kining mogamit ug interferometrical function, focus variation, light deflection o beam shadowing principle.

Portable nga coordinate-measuring machines

Samtang ang mga tradisyonal nga CMM naggamit ug probe nga naglihok sa tulo ka Cartesian axes aron sukdon ang pisikal nga mga kinaiya sa usa ka butang, ang madaladala nga mga CMM naggamit sa bisan unsang articulated nga mga bukton o, sa kaso sa mga optical CMM, mga sistema sa pag-scan nga wala’y bukton nga naggamit mga pamaagi sa optical triangulation ug gitugotan ang tibuuk nga kagawasan sa paglihok. palibot sa butang.

Ang mga portable CMM nga adunay articulated nga mga bukton adunay unom o pito ka mga axes nga adunay mga rotary encoder, imbis nga mga linear axes.Ang madaladala nga mga bukton gaan ang timbang (kasagaran ubos sa 20 ka libras) ug mahimong madala ug magamit bisan asa.Bisan pa, ang mga optical CMM labi nga gigamit sa industriya.Gidisenyo nga adunay mga compact linear o matrix array nga mga camera (sama sa Microsoft Kinect), ang mga optical CMM mas gamay kaysa madaladala nga CMM nga adunay mga bukton, wala’y bahin nga mga wire, ug makapahimo sa mga tiggamit nga dali nga makakuha og 3D nga mga pagsukod sa tanan nga mga klase sa butang nga nahimutang bisan asa.

Ang pipila ka dili nagbalikbalik nga mga aplikasyon sama sa reverse engineering, paspas nga prototyping, ug dinagkong pag-inspeksyon sa mga bahin sa tanan nga gidak-on angayan alang sa madaladala nga mga CMM.Ang mga benepisyo sa madaladala nga mga CMM daghan.Ang mga tiggamit adunay pagka-flexible sa pagkuha sa 3D nga mga pagsukod sa tanan nga mga lahi sa mga bahin ug sa labing hilit / lisud nga mga lokasyon.Sayon ra kining gamiton ug wala magkinahanglan ug kontroladong palibot aron makakuhag saktong sukod.Dugang pa, ang mga madaladala nga CMM mas mubu kaysa mga tradisyonal nga CMM.

Ang kinaiyanhon nga mga trade-off sa madaladala nga CMM mao ang manual nga operasyon (kanunay sila nanginahanglan usa ka tawo nga mogamit niini).Dugang pa, ang ilang kinatibuk-ang katukma mahimong dili kaayo tukma kaysa sa usa ka tulay nga tipo nga CMM ug dili kaayo angay alang sa pipila nga mga aplikasyon.

Mga makina sa pagsukod sa multisensor

Ang tradisyonal nga teknolohiya sa CMM nga naggamit sa mga touch probes karon kanunay nga gihiusa sa uban pang teknolohiya sa pagsukod.Naglakip kini sa mga sensor sa laser, video o puti nga kahayag aron mahatagan ang nailhan nga pagsukod sa multisensor.