Inspeção de máquinas de medição coordenada (CMM) para fabricação de usinagem CNC moderna

As máquinas de medição por coordenadas (CMM) existem há muito tempo, introduzidas pela primeira vez no mercado pela DEA e Ferranti na década de 1960. Essas primeiras máquinas de medição por coordenadas eram operadas manualmente por “detecção rígida” e eventualmente migraram para unidades CNC controladas por computador com sondas de disparo. A máquina de medição por coordenadas é uma moderna tecnologia de medição automática e uma importante manifestação do desenvolvimento da tecnologia de medição automática de alta precisão e eficiência.

Hoje, o CMM pode ser encontrado em quase todas as empresas de manufatura de precisão do mundo e é o núcleo da maioria dos processos de controle de qualidade.

Nas últimas décadas, as máquinas de medição por coordenadas tornaram-se mais rápidas, mais precisas e mais baratas. O desenvolvimento dos fabricantes de CMMs inclui tornar a estrutura mais forte, mais leve e termicamente compensada para uso fora do tradicional laboratório de qualidade de controle de temperatura.

Tipos de CMM

A máquina de medição por coordenadas é uma ferramenta de medição que mede a peça de trabalho combinando seu próprio sistema de coordenadas com um apalpador para medir os pontos geométricos físicos da peça. Além de medições precisas, a CMM também tem a vantagem de fornecer aos operadores da CMM informações em tempo real sobre o status do processo de fabricação. Todos os CMMs globais devem estar em conformidade com os padrões internacionais de medição ISO 10360 e podem ser controlados por operadores ou computadores. Existem cinco principais máquinas de medição por coordenadas usadas na metrologia de hoje:

Cantilever:

usado principalmente para medir ferramentas de medição e peças principais.

Ponte:

Os mais populares em trabalhos de digitalização e digitalização nos mercados de moldes, usinagem e estamparia.

Pórtico:

usado para medir peças grandes e pesadas, como moldes grandes.

Braço horizontal:

usado para medir grandes quantidades de peças na indústria aeroespacial, defesa, eletrodomésticos e outras indústrias.

Portátil (PCMM):

Medição 3D portátil e dimensão geométrica e tolerância (GD&T), também pode passar pela certificação ISO 10360.

O princípio de medição da máquina de medição por coordenadas é medir com precisão os três valores de coordenadas da superfície da peça. Após um determinado algoritmo, os elementos de medição como linhas, superfícies, cilindros e esferas são ajustados, e a forma, posição e outras grandezas geométricas são obtidas através de cálculos matemáticos. dados. Obviamente, medir com precisão as coordenadas dos pontos da superfície das peças é a base para avaliar erros geométricos como forma e posição.

Dicas antes de usar o CMM

A máquina de medição por coordenadas é um equipamento de medição de alta precisão, que possui requisitos rigorosos sobre o ambiente de trabalho. Por exemplo, a temperatura deve ser controlada em 20+/-2 ℃, a umidade deve ser controlada em 40%-60% e boa garantia à prova de choque.

Analise os desenhos, determine a medida a ser medida de acordo com os requisitos dos desenhos e planeje aproximadamente o processo de medição, como a seleção de benchmarks e o layout dos pontos de medição.

Antes de medir, selecione um apalpador adequado e execute a verificação do apalpador para obter o valor do raio da esfera do apalpador. A calibração da sonda geralmente usa uma bola padrão como referência, e o método do ponto de medição é pelo menos o método de cinco pontos, ou seja, um ponto é retirado do topo da bola padrão e quatro pontos são medidos no equador. Durante a calibração, a cabeça da sonda, sonda e esfera padrão devem estar bem fixadas e a superfície limpa. A calibração da sonda é o primeiro passo no início da medição, que tem um impacto maior nos resultados da medição, por isso você deve prestar bastante atenção.

Para evitar o erro de retorno a zero causado pelo uso do sistema de coordenadas da máquina durante a medição, o sistema de coordenadas da peça precisa ser estabelecido antes de iniciar a medição. O estabelecimento de um sistema de coordenadas adequado é a base para a medição subsequente de uma máquina de medição de três coordenadas. Um sistema de coordenadas razoável ajudará a melhorar a precisão e a eficiência da medição. Além disso, ao testar em lote, estabelecer um sistema de coordenadas adequado na programação pode reduzir a intensidade do trabalho e melhorar a taxa de medição.

Aplicação do CMM

CMM para medição linear de superfície

As medições mais simples incluem tolerâncias em superfícies lineares ou cilíndricas. Na maioria dos casos, estes são medidos por um maquinista usando um micrômetro ou medidor simples imediatamente após o processamento.

Todos os conceitos industriais modernos, incluindo a futura Indústria 4.0, possuem um alto grau de automação no processo de fabricação, mesmo sem mecânico, podem realizar movimentos e tarefas adicionais. O controle de qualidade é um bom exemplo. Você pode programar a CMM para realizar a mesma operação em qualquer número de peças no lote.

CMM para medição de superfícies complexas

O principal objetivo das máquinas de medição por coordenadas é medir superfícies complexas. Quando usado em pás de turbinas, asas de aviões, rotores de bombas e outras peças com superfícies incomuns, a razão pela qual a CMM atingirá todo o seu potencial. Se você fabrica um grande número de peças idênticas e essas peças são tão precisas que você precisa verificar cada peça, a automação dessas operações também é possível. No entanto, na maioria dos casos, essas peças são medidas manualmente pela mecânica.

Para medir superfícies complexas, o mecânico usará o controle remoto para mover manualmente o apalpador ao longo de três eixos até que o apalpador toque a parte que o mecânico precisa. Então, após muitas medições, os pontos são analisados ​​e os contornos das peças são conectados como splines. Em seguida, compare os resultados da medição com o modelo 3D da peça (incluindo desvios aceitáveis) ou com outros dados que mostrem o tamanho necessário.

CMM para relacionamento e desvio formal

A maioria das peças de alta qualidade é caracterizada não apenas por seus erros dimensionais, mas também pela precisão de suas formas de superfície e suas posições relativas entre si. Esses desvios são especialmente importantes para reduzir a vibração das peças rotativas e garantir um movimento suave. A medição de tais desvios pela CMM não é muito diferente daquela de superfícies complexas. Todos os desvios formais e relacionais têm uma base para comparação. Portanto, para atender aos requisitos de precisão, você deve prender as peças na superfície inferior e medir as peças necessárias.

CMM Para Medição do acabamento da superfície

O perfilador é o instrumento mais utilizado para medição de acabamento superficial. No entanto, devido à sua excelente precisão, as máquinas CMM também podem medir o acabamento superficial das peças. Substitua a sonda por uma agulha especial e, em seguida, a agulha se moverá ao longo da superfície e determinará quaisquer irregularidades microscópicas que formem o acabamento da superfície.

Conclusão

A CMM continuará a apoiar a produção de peças de alta precisão em pequenas lojas e continuará a desempenhar um papel de auditoria, especialmente nas principais indústrias médica e aeroespacial, para obter dados de superfície e tamanho de peças de forma rápida e precisa. Sua flexibilidade e precisão trouxeram muitas oportunidades para os fabricantes. Você pode usar o CMM após a usinagem ou medir as peças existentes para redesenhá-las ou usá-lo como parte de uma cadeia de produção automatizada.