Nutizie - Guida cumpleta di a macchina CMM è di a misurazione

Chì ghjè una macchina CMM?

Imagine una macchina di tipu CNC capace di fà misurazioni estremamente precise in modu altamente automatizatu. Eccu ciò chì facenu e macchine CMM!

CMM significa "Macchina di Misurazione à Coordinate". Sò forse i dispositivi di misurazione 3D definitivi in termini di a so cumbinazione di flessibilità generale, precisione è velocità.

Applicazioni di e macchine di misurazione à coordinate

E macchine di misurazione à coordinate sò preziose ogni volta chì ci vole à fà misurazioni precise. È più cumplesse o numerose sò e misurazioni, più hè vantaghjosu aduprà una CMM.

Tipicamente, e CMM sò aduprate per l'ispezione è u cuntrollu di qualità. Vale à dì, sò aduprate per verificà chì a parte risponde à i requisiti è e specificazioni di u designer.

Puderanu ancu esse aduprati peringegneria inversaparti esistenti facendu misurazioni precise di e so caratteristiche.

Quale hà inventatu e macchine CMM?

E prime macchine CMM sò state sviluppate da a cumpagnia Ferranti di Scozia in l'anni 1950. Eranu necessarie per a misurazione di precisione di pezzi in l'industrie aerospaziali è di difesa. E prime macchine avianu solu 2 assi di muvimentu. E macchine à 3 assi sò state introdutte in l'anni 1960 da DEA d'Italia. U cuntrollu di l'urdinatore hè ghjuntu à u principiu di l'anni 1970, è hè statu introduttu da Sheffield di i Stati Uniti.

Tipi di macchine CMM

Ci sò cinque tippi di macchine di misurazione à coordinate:

CMM di tipu à ponte: In questu cuncepimentu, u più cumunu, a testa di a CMM cavalca nantu à un ponte. Un latu di u ponte cavalca nantu à una rotaia nantu à u lettu, è l'altru hè sustinutu da un cuscinu d'aria o un altru metudu nantu à u lettu senza una rotaia di guida.
CMM à cantilever: A cantilever sustene u ponte solu da un latu.
CMM à portale: U portale usa una rotaia di guida da i dui lati, cum'è una fresa CNC. Quessi sò tipicamente i CMM più grandi, dunque anu bisognu di un supportu supplementu.
CMM à bracciu orizzontale: Imaginete una cantilever, ma cù tuttu u ponte chì si move in sù è in giù longu u bracciu unicu invece di nantu à u so propiu asse. Queste sò e CMM menu precise, ma ponu misurà cumpunenti grandi è sottili cum'è e carrozzerie di l'auto.
CMM di tipu à bracciu portatile: Queste macchine utilizanu bracci articulati è sò tipicamente pusizionate manualmente. Piuttostu chè misurà XYZ direttamente, calculanu e coordinate da a pusizione rotativa di ogni articulazione è a lunghezza cunnisciuta trà e articulazioni.

Ognunu hà vantaghji è svantaghji secondu i tipi di misurazioni da fà. Quessi tipi si riferiscenu à a struttura di a macchina chì hè aduprata per pusizziunà a sosondain relazione à a parte chì hè misurata.

Eccu una tabella pratica per aiutà à capisce i vantaghji è i svantaghji:

Tipu di CMM	Precisione	Flessibilità	U megliu adupratu per a misurazione
Ponte	Altu	Mediu	Cumponenti di medie dimensioni chì necessitanu una alta precisione
A sbalzo	U più altu	Bassu	Cumponenti più chjuchi chì necessitanu una precisione assai alta
Bracciu Orizzuntale	Bassu	Altu	Cumponenti grandi chì necessitanu poca precisione
Gantry	Altu	Mediu	Cumponenti grandi chì necessitanu una alta precisione
Tipu di bracciu portatile	U più bassu	U più altu	Quandu a purtabilità hè assolutamente u criteriu più impurtante.

E sonde sò nurmalmente pusizionate in 3 dimensioni - X, Y è Z. Tuttavia, e macchine più sofisticate ponu ancu permette di cambià l'angulu di e sonde, permettendu a misurazione in lochi chì a sonda ùn puderebbe altrimenti ghjunghje. E tavule rotative ponu ancu esse aduprate per migliurà l'accessibilità di varie caratteristiche.

I CMM sò spessu fatti di granitu è aluminiu, è utilizanu cuscinetti à aria.

A sonda hè u sensore chì determina induve si trova a superficia di a parte quandu si face una misurazione.

I tipi di sonde includenu:

Meccanicu
Otticu
Laser
Luce bianca

E macchine di misurazione di coordinate sò aduprate in trè modi generali:

Dipartimenti di Cuntrollu di Qualità: Eccu sò tipicamente tenuti in camere pulite cuntrullate da u clima per massimizà a so precisione.
Area di fabricazione: Quì e CMM sò trà e macchine CNC per fà fàciule l'ispezioni cum'è parte di una cellula di fabricazione cù un viaghju minimu trà a CMM è a macchina induve i pezzi sò lavorati. Questu permette di fà misurazioni prima è potenzialmente più spessu, ciò chì porta à risparmi postu chì l'errori sò identificati prima.
Portatili: E CMM portatili sò faciuli da spustà. Puderanu esse aduprate in un attellu o ancu purtate in un situ luntanu da l'installazione di fabricazione per misurà pezzi in u campu.

Quantu sò precise e macchine CMM (precisione CMM)?

A precisione di e macchine di misurazione à coordinate varia. In generale, miranu à una precisione micrometrica o megliu. Ma ùn hè micca cusì faciule. Per una cosa, l'errore pò esse una funzione di a dimensione, dunque l'errore di misurazione di una CMM pò esse specificatu cum'è una formula corta chì include a lunghezza di a misurazione cum'è una variabile.

Per esempiu, a CMM Global Classic di Hexagon hè listata cum'è una CMM universale accessibile, è specifica a so precisione cum'è:

1,0 + L/300 µm

Queste misure sò in micron è L hè specificatu in mm. Dunque, dicemu chì pruvemu à misurà a lunghezza di un elementu di 10 mm. A formula seria 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 o 1,03 micron.

Un micron hè un millesimu di mm, chì hè circa 0,00003937 pollici. Dunque, l'errore quandu si misura a nostra lunghezza di 10 mm hè 0,00103 mm o 0,00004055 pollici. Hè menu di a mità di a mità di un decimu - un errore abbastanza chjucu!

Da l'altra parte, si deve avè una precisione 10 volte ciò chì pruvemu à misurà. Dunque, questu significa chì pudemu fidà ci di sta misura solu à 10 volte quellu valore, o 0,00005 pollici. Sempre un errore abbastanza chjucu.

E cose diventanu ancu più oscure per e misurazioni CMM in fabbrica. Se a CMM hè allughjata in un laburatoriu d'ispezione à temperatura cuntrullata, aiuta assai. Ma in fabbrica, e temperature ponu varià assai. Ci sò parechji modi in cui una CMM pò cumpensà a variazione di temperatura, ma nimu hè perfettu.

I fabricatori di CMM specificanu spessu a precisione per una banda di temperatura, è secondu a norma ISO 10360-2 per a precisione CMM, una banda tipica hè 64-72F (18-22C). Questu hè perfettu, à menu chì u vostru magazinu ùn sia 86F in l'estate. Allora ùn avete micca una bona specificazione per l'errore.

Certi pruduttori vi daranu un inseme di scale o bande di temperatura cù diverse specifiche di precisione. Ma chì succede se site in più di un intervallu per a stessa serie di pezzi in diverse ore di u ghjornu o in diversi ghjorni di a settimana?

Si principia à avè da creà un budget d'incertezza chì permette i peghju casi. Sè questi peghju casi risultanu in tolleranze inaccettabili per e vostre parti, sò necessarii ulteriori cambiamenti di prucessu:

Pudete limità l'usu di CMM à certe ore di u ghjornu quandu e temperature cascanu in intervalli più favurevuli.
Pudete sceglie di machinà solu pezzi o caratteristiche di tolleranza più bassa in momenti particulari di a ghjurnata.
I CMM megliu puderanu avè specifiche megliu per i vostri intervalli di temperatura. Puderanu valerne a pena ancu s'elli ponu esse assai più cari.

Benintesa, ste misure faranu danni à a vostra capacità di pianificà currettamente i vostri travagli. Di colpu, pensate chì un megliu cuntrollu di u clima in u magazinu puderia esse un investimentu chì vale a pena.

Pudete vede cumu tutta sta storia di misurazione diventa abbastanza complicata.

L'altru ingrediente chì và di pari passu hè cumu si specificanu e tolleranze da verificà da CMM. U standard d'oru hè Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T). Cunsultate u nostru corsu introduttivu nantu à GD&T per sapenne di più.

Software CMM

I CMM utilizanu diversi tipi di software. U standard hè chjamatu DMIS, chì significa Dimensional Measurement Interface Standard. Benchì ùn sia micca l'interfaccia software principale per ogni fabricatore di CMM, a maiò parte di elli almenu a supportanu.

I pruduttori anu creatu i so propri sapori unichi per aghjunghje attività di misurazione micca supportate da DMIS.

DMIS

Cum'è statu mintuvatu, DMIS hè u standard, ma cum'è u codice g di CNC, ci sò parechji dialetti, cumpresi:

PC-DMIS: versione di Hexagon
OpenDMIS
TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS hè u prugramma CMM di Nikon.

Calypso

Calypso hè un prugramma CMM di Zeiss.

Software CMM è CAD/CAM

Cumu si mette in relazione u software è a prugrammazione CMM cù u software CAD/CAM?

Ci sò parechji furmati di fugliali CAD diffirenti, dunque verificate cù quali u vostru Software CMM hè cumpatibile. L'integrazione definitiva hè chjamata Definizione Basata nantu à u Modellu (MBD). Cù MBD, u mudellu stessu pò esse adupratu per estrae dimensioni per u CMM.

MDB hè abbastanza à l'avanguardia, dunque ùn hè ancu adupratu in a maiò parte di i casi.

Sonde, dispositivi è accessori CMM

Sonde CMM

Una varietà di tipi è forme di sonde sò dispunibili per facilità parechje applicazioni diverse.

CMM Fixtures

L'attrezzature risparmianu tempu quandu si carica è si scaricanu pezzi nantu à una CMM, cum'è nantu à una macchina CNC. Pudete ancu ottene CMM chì anu caricatori automatichi di pallet per massimizà a produttività.