Cmm

[S.F 24932]

سلام

فعلا سرم شلوغه پس یه قسمت از تحقیقی رو که دارم انجام می دم در این باره قرار می هم

پس از اتمام تحقیق اون رو به طور کامل با ذکر منابع اپ می کنم تا شما هم استفاده کنید

 

مقدمه

اساساً اندازه گيري عبارت است از يك فرآيند مقايسه اي يك كميت بين يك استاندارد تعريف شده و يك مقدار مجهول .. یا فرايند اختصاص نمره به شئ مورد ارزيابي « اندازه گيري » گفته مي شودکه در سال 1963 توسط ايزن هار تعریف شده

كيفيت ارقام حاصله از اندازه گيري بطور مستقيم به اندازه گيري هايي بستگي دارد كه از سيستم هاي اندازه گيري (ابزار دقيق) كه در وضعيت و يا شرايط «تحت كنترل» كار مي كنند گرفته مي شود روش هاي اندازه گيري سه بعدي يكي از مهمترين روش هاي اندازه گيري مي باشند.دستگاه هاي اندازه گيري مختصات cmm براي اندازه گيري سه بعدي قطعات و يا هر چيزي است.

در مورد جايگاه CMM در سيستم‌هاي توليدي مي‌توان به سه مورد زیر اشاره كرد: 1. در مرحله كنترل كيفيت و تست ابعادي قطعه توليد شده. 2. در مهندسي معكوس و براي نقطه برداري از قطعه مرجع و استفاده از ابر نقاط بدست آمده در سيستم‌هاي cad/cam. 3.استفاده از اطلاعات خروجي ماشينهايCMM به عنوان شاخصهاي تصميم‌گيري مديريت طراحي، ساخت و كنترل كيفيت( اندازه گیری)

کمپانی زایس (zeiss) وهمین طورکمپانی کمپانی Helmelکشور امریکا دونمونه ازتولید کننده ابزار های اندازه گیری دقیق و cmm اند

CMM تاريخچه

دستگاه هاي اندازه گيري مختصات در سال هاي ابتدايي دهه 60 ميلادي براي اولين بار ارائه شدند . همانطور كه می دانید اين دستگا هها نسبت به ديگر دستگاه هاي صنعتي جوان هستند . و از آن پس بود كه صنعت ماشين هاي اندازه گيري مختصات به سرعت رشد كرد . اولين دستگاه يك ابزار سه بعدي بود كه به همراه يك نمايشگر ازنوع DRO (Document Release Order ) مختصات X Y Z صفحه مختصلت ماشين را مشخص مي كرد .

سال ها در مورد اينكه ابداع گر اوليه اين دستگاه كه بوده و چه كسي سه حرف مخفف CMM را ابداع كرده است بحث و جدل بود . با اين حال امروزه نام CMM با يك استاندارد خوب در توليد برده مي شود

اولين CMM احتمالا توسط شركت DEA (DIGITAL ELECTRONIC AUTOMATION SPA) ارائه شد كه قالب و طرح دستگاه شبيه به يك دروازه (PORTAL ) و به همراه يك كاوشگر سخت بوده .كمي بعد از اين بود كه شركت انداره گيري FERRANTI اسكاتلندی CMM طرح CANTILEVER ( پايه اي ) خود را با يك DRO و يك كاوشگر ثابت ارئه كردهمین طور شركت LK TOOL از كشور انگلستان که يد طولايي در ارائه اولين سي.ام.ام هاي طرح پل دارد ، اين طرح را تبديل به طرحي استاندارد براي CMMها کرده است

CMMاي كه شركت DEA ساخته بود فقط چند ماه زودتر از CMM شركت FERRANTI ارائه شده بود . شركت FERRANTI كه امروزه بنام شركت سيستم هاي بين المللي اندازه گيري I M S ناميده مي شود احتمالا اولين(DIRECT COMPUTER ASSIST) DCC CMM را ارائه كرده است در حاليكه شركت DEA در آن زمان مدعي ارائه اولين CNC CMM شده بود.

CMM ساليانه بيش از 6000 CMMصنعت توليد مي نمايد.هر كشور صنعتي در جهان ، سي.ام.ام مختص به خود را دارد و بزرگترين سازندگان سي.ام.ام از انگلستان هستند

[S.F 24932]

CMM چیست ؟

سیستم مختصات توسطفيلسوف و رياضي دان معروف فرانسوي رنه دكارت (Rene Descartes) در اوايل سالهاي 1600 ميلادي ابداع گرديد. ماشینی که اندازه جبری و مختصاتی هر نوع قطعه را با دقت بالا اندازه گیری می کندکه در طی فر آیند اندازه گیری محور های ماشین به وسیله مکانیزم های خاصی حرکت می کندcmm نام دارد . از انجایی که دقت بالا نیاز است پس باید مکانیزم های حرکتی دستگاه بسیار دقیق ساخته شوند.

 

 

یک دستگاه مختصات می تواند شبیه به یک نقشه خیابان با ساختمان های اطراف ان باشد. شخص برای رسیدن به طبقه ائل ساختمان باید 2 استگاه به جلو x 3 خیابان به جلو(مثبت y ) و یک طبقه با بالا ( مثبت z ) حرکت کند. سر مکان یاب دستگاه از جنس یاقوت است هر نقطه از قطعه کار منحصر به فرد است که به سیستم مختصات ماشین بر می گردد و هر قطعه شامل چندین نقطه است.

[S.F 24932]

شرح دستگاه CMM

اين دستگاه امكان حركت در راستاي سه محور مختصات كه اين محورها، تشكيل‌دهنده محورهاي مختصات دكارتي هستند را دارد. در اين دستگاه سه موتور الكتريكي براي حركت دادن سر دستگاه در راستاي سه محور مختصات و همچنين وسيله‌اي خاص در سر دستگاه براي اينكه هنگام تماس آن با سطح قطعه كار سيگنالي براي موتورها فرستاده و آنها را از حركت باز دارد و سيگنالي براي خط ‌كش نوري فرستاده و توسط آنها مختصات نقطه تماس را بدست آورد وجود دارد

بخش هاي مختلف يك CMM

به طور کلی شامل چهار بخش مي باشد:

خود دستگاه (سازه)

مجموعه سيستم پراب و كنترلرها (كاوشگر)

سيستم كامپيوتري

نرم افزار اندازه گيري

اما به طور جزئی شامل مواردی مانند : راهنمای محور X . قوای محرکه سیستم . روکش بالشتکهای هر سه محور دستگاه . خط کش. پل فلزی.ستون . قطعه تعادل ستون محور . z کابین برق دستگاه .کامپیوتر. پراب و پراب گیر. سنسور های توقف اضطراری و ...

سازه

CMMاز يك سازه تشكيل شده كه عموماً از آن به عنوان ماشين ياد مي شود ولي بايد دانست كه اين فقط يك از بخش از ماشين است. سازه در سه محور قادر به حركت خواهد بود بازوها و يا محورهايي كه بر روي سازه قرار گرفته اند مطابق با محورهاي دستگاه مختصات كارتزين X,Y,Z ناميده مي شوند

ميزCMM از ديگر بخشهاي اين دستگاه مي باشد كه صافي سطح بالائي دارد . عموماً ميز دستگاه CMM از جنس گرانيت مي باشد ولي امكان دارد با توجه به محيط كاري از موارد ديگر استفاده مي شود ولي بايد توجه داشت كه صافي سطح ميزCMM بايد بسيار بالا باشد و ضريب انبساط دمايي كمي داشته باشد .

به کارگیری گرانیت برای میز اندازه گیر و تمام راهنماها مزایای زیر را دارد :

1- پایداری ابعادی در برابر حرارت

2- کاهش ارتعاش

3- افزایش استحکام

4- افزایش دقت

سيستم كامپيوتري

بخش ديگرCMM بخش كامپيوتري شده مي باشد كه رابط بين نرم افزار و سخت افزار دستگاه مي باشد نرم افزار يكي از الزامات اين دستگاه مي باشد كه قادر است به دستگاه فرمان هاي لازم را براي انجام عمليات لازم اندازه گيري ارائه نمايد .

مجموعه سيستم پراب و كنترلرها (كاوشگر)

پراب ها يكي از ديگر اجزا تشكيل دهنده CMM ها مي باشند . پراب خود از دو بخش ساقه و نوك كروي شكل تشكيل شده است . البته پراب خود بر روي سيستم پراب گير بسته مي شود و اين مجموعه خود بر روي يكي از محورها با توجه به نوع طرح سازه بسته مي شود

[wisdom 489]

اينم يه پاورپوينت جامع از CMM و طرز کارکرد و انواعش.....

 

 

:4chsmu1:

[S.F 24932]

پرابها Probe System

پرابها از ديگر بخشهاي CMM هستند كه از آنها تحت عنوان كاوش گر ها و حس گرها نيز ياد مي شود . حس گرها ابزارهاي نسبتاً هوشمند مكاترونيكي يا نوري الكترونيكي اند کهCMM را قادر به ثبت نقاط روي سطح قطعه كار مورد اندازه گيري خواهند ساخت . حسگرها ممكن است با تماس فيزيكي ( حداقل 10 گرم) به جمع آوري اطلاعات بپردازند.

انواع حسگرها را می توان به دو دسته تقسیم کرد :

1- حسگرهاي تماسي( مکانیکی الکتریکی)

2- حسگرهاي غير تماسي (لیزری)

نبايد دچار اين اشتباه شد كه پرابهاي غير تماسي نسل جديد پرابها مي باشند بلكه هر دسته براي خود موارد كاربرد خاصي را دارد . البته نوك پراب ها به جز شكل كروي ، اشكال ديگري مانند استوانه اي – ديسكي و مخروطي هم دارد كه در موارد خاص مانند پيچ ها اشكال انحنا دار و... كاربرد دارند.

كاوشگرها دنياي وسيعي دارند كه باعث مي شود سازندگان CMM هيچگاه به فكر ساخت همزمان دستگاه و مجموعه پراب و كنترلر ها نيافتند. تقريبا" همه سازندگان CMM در دنيا از پرابها و كنترلرهاي ساخته شده توسط شركت هاي توليدكننده اين مجموعه ها استفاده مي نمايند. اكثر سازندگان CMM از سيستم پراب و كنترلر ها ي شركت Renishaw براي سي.ام.ام هاي خود بهره ميبرند.كيفيت و صحت عملكرد محصولات اين شركت در صنعت پذيرفته شده مي باشد

سيستم پراب و كنترلر هاي Renishaw شامل دو بخش اصلي مي باشد:

مجموعه پراب (كاوشگرها): شامل قسمت سر پراب (Probe Head)، رابط بين پراب هد وپراب تاچگر (Extension)پراب تاچگر (Touch-Trigger Probe) و نوك پراب (Stylus) .

دو نوع پراب متداول در CMM ها وجود دارد :

1- سخت Fixed

2- نرم Articulated

.

1 .Coordinate measuring machine ram (or spindle(

. 2Articulation system

. 3Probe extension

. 4Probe changing system

. 5Probe

. 6Stylus extension

. 7Stylus

. 8Generic, articulated probing system

. 1Coordinate measuring machine arm (spindle)

. 2Probe extension

. 3Probe changing syste

. 4Probe

. 5Stylus changing system

. 6Stylus extension

. 7Stylus shaft

. 8Stylus

. 9Stylus tip

. 10Tip diameter

. 11Generic, fixed probing system

. 12Stylus system

سوزن Stylus

این بخش در تماس مستقیم با قطعه است . نکته بسیار مهم در ساخت یک سوزن استفاده از یک جنس بسیار سخت در نوک سوزن است تا در اثر برخورد فرسوده نشود . جنس هایی مثل : یاقوت .کاربید تنگستن . سرامیک . فولاد و الومینیوم سخت کاری شده .اما معمولا جنس یاقوت است .

از انواع سوزن می توان موارد زیر را در نظر گرفت :

سوزن دیسکی : از این نوع برای کاوش برش ها و شیار ها استفاده می شود که جنسشان ممکن است از آلومینیوم سخت کاری شده باشد

سوزن ستاره ای :

برای پهناهای مختلف از مشخه های هندسی و ابعادی به کار روند

با این نوع سوزن . نیاز به حرکت پراب برای کاوش گوشه ها یا شیارها و.. کم می شود و استفاده از ترکیب های مختلف سوزن کاهش می یابد هر نوک در یک مجموعه سوزن ستاره ای نیاز به شناسایی و توصیف دارد

سوزن استوانه ای

در سوراخ های ورقهای نازک و تعیین موقعیت مراکز قلاویز شده مورد استفاده قرار می گیرند . این سوزن که نوک آن گرد است اجازه توصیف کامل و کاوش در جهت های X.Y.Z را می دهد . جنس این نوع می تواند از یاقوت سبز مصنوعی . فولاد سخت ضد مغناطیس و یا سرامیک باشد

سوزن عقربه ای

این نوع نباید در کاوش در صفحه XY استفاده شوند و می توان برای بازرسی سوراخ های بسیار ریز به کار برد و برای اندازه گیری شکل های دنده ای و نقاط مخصوص با دسترسی کمتر باید از سوزن عقربه ای که در انتها شعاع دارد استفاده می شود.

سوزن کروی توخالی ( شکل C)

برای کاوش عمق و مشخصه های هندسی در جهات X.Y.Z مورد استفاده قرار می گیرند و جنسشان ممکن است از سرامیک و یا آلومینیوم سخت کاری شده باشد.

اسکن لیزری

این سیستم از یک سنسور لیزری که روی یک سیستم دارای کنترل حرکات کامپیوتری 3 تا 6 محوره ایجاد می شوند. همه سیستم های اسکن لیزری از اصل مثلث سازی استفاده می کنند یعنی یک پراب با دوربین دیجیتال وجود دارد که یک پرتو لیزر از دیود وسط آن ساطع می شود و پس از برخورد با سطح کار یک منحنی دو بعدی تشکیل می دهد(پارامترZ) که توسط دوربین ذخیره می شود و پارامتر های X.Yتوسط مختصات ماشین در طول منحنی مذکور ثبت می شوند. و پس از اسکن هزاران پلی لاین موجورد در جسم تمام جسم کامل می شود.(البته اسکن تک تک پلی لاین ها روی مانیتور کنترل دستگاه مشاهده می شود) .

نرم افزار اسکن SSC پراب لیزر را روی سطح جسم مورد نظر حرکت می دهد و نقاط حاصله را با فرمت های ASCII یا IGES ذخیره می کند همچنین این نرم افزار تمام حرکات پراب را کنترل می کند. حتی این امکان وجود دارد که مسیر حرکت پراب به صورت 3 بعدی برنامه ریزی شود و عمل اسکن تحت یک مسیر خاص انجام گیرد . البته این برنامه ریزی نیاز به G -CODE ندارد و به صورت گرافیکی انجام می شود . مزیت مهم این نوع سرعت و غیر تماسی بودن شان است

سازه مكانيكي CMM

بازوها، محورها، ميز دستگاه، ياتاقان ها و... جزء سازه مكانيكي دستگاه مي باشند. مواد تشكيل دهنده محورها و اجزاء اصلي از نظر دمايي مقاوم و پايدار بوده و اجزاء دستگاه حساسيت كمي نسبت به تغييرات دماي دارند.در بسياري از دستگاه هاي سي.ام.ام از آلومينيم به دليل سبكي ،گرانيت و سراميك به علت حساسيت كم دمايي استفاده ميشود.به علاوه اين كه آلومينيم انبساط دمايي در حدود چهار برابر گرانيت دارد و همچنين گرانيت قابليت ميرا نمودن ارتعاشات و صافي سطح بالاي دارد و براي حركت يا تاقانها استاندارد هاي لازم اندازه گيري را دارا مي باشد. با اين وجود گرانيت هم مشكلي دارد و آنهم سنگيني اين ماده مي باشد.عموما" ميز دستگاه سي.ام.ام از جنس گرانيت مي باشد ولي امكان دارد با تو جه به محيط كاري و نوع دستگاه اندازه گيري از ميزهاي با مواد ديگر استفاده شود.در دســـــــتگاه هاي سي.ام.ام از ياتاقانهاي غلـــتكي و بيشتر از Air Bearingها استفاده مي شود. با استفاده از Air Bearingها هيچ نيازي به تماس بين ياتاقان ها در هنگام كار دستگاه نمي باشد و در نتيجه ميزان سايش به صفر مي رسد و چون اين نوع ياتاقان ها هيچ بخش متحركي ندارند ، نتيجتا" صدا و لرزش هم نخواهند داشت.

در ادامه چند نمونه مختصرا داده می شوند :

1- بدنه : معمولا از جنس چدنهای آلیاژی است و گاهی هم دمپرهایی مخصوص جهت مستهلک کردن ارتعاش ها به کار می گیرند .

2- محورها :معمولا جنس آنها از آلیاژهای فولادی و گرانتی است که جدیدا از سرامیک نیز ساخته می شوند. صافی سطح محور ها حدود 0.1 میکرون است

3- صفحه مرجع

جنس گرانیتی دارند و صافی سطح 0.05 دارند.

4- رگلاتور

از آنجایی که دستگاه حساس است باید رگلاتور هایی جهت تنظیم فشار (از 4 تا 6 بار) استفاده شود

5- کمپرسور

کمپرسوری جهت تولید هوای فشرده با فشاری حداقل 8 بار باید وجود داشته باشد

انواع دستگاه های CMM

سازه هاي مختلفي براي CMM وجود دارند كه اين سازه ها در طول ساليان مختلف بر حسب نياز و شرايط موجود طراحي و ساخته شده و به مرور بهبود يافته اند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

:

1- نوع دستی (Manual type CMM)

2- نوع قابل حمل (Portable CMM)

3- نوع کنترل عددی رایانه (Computer Numerical Control type of CMM (CNC)

4- در مقیاس نانو (Nano-CMM)

5- نوع مجازی (Virtual CMM)

6- نوع دروازه‌اي ( Gantry Type)

از نظر طرح:

1- پايه دار با ميز ثابت (Cantilever With Fixed Table)

2- پل متحرك (Moving Bridge)

3- ستوني (Column)

4- بازوي تاشونده (Articulated Arm)

5- بازويي افقي با ميز ثابت (Fixed Table Horizontal Arm)

6- پل ثابت (Bridge Fixed)

7- نوع بازويي یا Contileure Type

8- نوع پل مانند یا Bridge type

نسل هاي مختلف اين دستگاه از آغاز تا کنون را مي توان به صورت زير معرفي کرد:

1- بدون نمايشگر – ورنيه اي

2- نمايشگر ساده – نمايشگر مختصات

3- پردازنده ساده با توانائي محدود

4- کامپيوتر با نرم افزار ساده – سيستم عامل DOS

5- پيشرفته

انواع از نظر بدنه :

1- تک ستونه : که معمولا برای دقت های پایین است و قیمت مناسب تری دارد

2- دو ستونه : برای دقت های بالا مناسب است

واضح است كه تمام موارد ذكر شده به يك اندازه رايج نيستند البته بصورت عام مي توان تمام CMM ها را با يك ديد آزاد ، به دو دسته پایه ای ( افقی) و طرح پلی ( عمودی) تقسيم بندي نمود.

انواع CMM از نظر نوع حرکت

1- CMM Airbring در این سیستم نیروی محرکه در حقیقت فشار هوا و نیروی دست اپراتور می باشد .با استفاده از فشار هوا نیروی اصطکاک بین محور ها و بدنه دستگاه کم می شود و در حقیقت محور ها بر روی بالشتکی از هوا قرار می گیرند و با نیروی دست می توان محور ها را حرکت داد . این نوع معمولا با دقت میکرون کار می کنند

2- CMM Roller Bring

محور ها توسط بلبرینگ روی بدنه دستگاه نصب شده است . توسط دنده شانه ای و چرخ دنده های مربوط به آن به حرکت در می آید .که دقت این نوع در حد صدم می باشد .

در ادامه به شرح چند نوع ازاین دستگاه ها اشاره شده :

نوع طره ای Cantilever Type

دارای یک پراب عمودی در راستای Z است و به وسیله یک بازوی طره ای در راستای Y حرکت می کند

همچنین این بازو عمود بر محور X حرکت می کند . دسترسی به قطعه کارراحت بوده و دستگاه فضای زیادی را نمی گیرد .

نوع پلی Bridge Type

متداول ترین نوع CMM است .دارای یک پل متحرک است .که یک نوع طره ای است زیرا تکیه گاهی برای انتهای بیرونی محورy روی پایه وجود دارد .وجود ساختمان پل مانند باعث افزایش صلبیت ماشین شده ولی باید دقت شود که هر دو انتهای محور Y با هم حرکت کنند

نوع ستونی Column

ساختمانی شبه به ماشین سوراخکاری دقیق دارد و غالبا به نام ماشین اندازه گیری عمومی معروف اند و دارای صلبیت و صحت فوق العاده ای است و معمولا در اتاق های اندازه گیری به کار می روند.

بازويي افقي (Horizontal Arm)

دارای یک بازوی متحرک است و پراب نیز در راستای محور y قرار دارد این ماشین برای قطعات بزرگ مانند قالب های اتومبیل مناسب است . در طرح دیگر پراب به محور y پراب ثابت شده و از یک میز کاری متحرک برای محور y استفاده شده که به این نوع Fixed Arm بازو ثابت گویند

نوعی که در آن هم بازو هم میز متحرک باشند بسیار کم تولید می شود

نوع چهار پایه ای Gantry type

در این نوع تکیه گاه قطعه کار بستگی به محور های X وY ندارد .که هر دوی این محور ها به وسیله چها ستون نگه داشته شده اند اپراتور می تواند همراه با پراب حرکت کند که در قطعات خیلی بزرگ یک مزیت محسوب می شود .

موارد زیادی را می توان با تلفیق این سیستم ها با هم ایجاد کرد .

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

چکيده: پيشرفت هاي روبه جلو درباره استفاده از ماشين هاي بزرگ اندازه گيري مختصات سه بعدي مکانيزم هاي بزرگ آنها در پنج سال گذشته سرعت چشم گيري پيدا کرده است. از آنتجاييکه ماشين هاي اندازه گيري مختصاتي (CMM) وجود ندارد که قادر به اندازه گيري اندازه ها و مکان ها در قطعات بسيار ريز در مقياس نانو باشد؛ از اين رو، ساخت دستگاه هاي CMM جديدي شروع شد که قادر به اندازبه گيري در مقياس نانو مي باشند که نام آنها Nano-CMM مي باشد. Nano-CMM ماشيني است که قادر به اندازه گيري ابعاد و اندازه هاي بسيار ريز ماشين ها و قطعات آنها مي باشد.

این دستگاه قادر است حداکثر با ابعاد

25*25*5 کارمی کند.

ايده هاي اوليه در مورد ماشين Nano-CMM :

دو نوع دستگاه در اندازه گيري برش عمودي وجود دارند (شکل شماره 1). هم اکنون هر دستگاهي داراي يک مرجع از محور ها و پردازش کامپيوتري داده ها مي باشد. بنابراين هر دو نوع، در حقيقت يک ماشين اندازه گيري مختصات(CMM) خواهند بود.

در اندازه گيري برش عمودي AFM (ميکروسکوپ اتمي) و STM )ميکروسکوپ تونل زني پويشي) به عنوان دستگاه هاي اندازه گيري برش عمودي در مقياس نانو استفاده مي شوند. در حاليکه ما هيچ دستگاه اندازه گيري با دقت نانو براي ابعاد سه بعدي قطعات ماشين نداريم. از اين رو، ما نياز به ارتقا ماشين هاي Nano-CMM داريم.

ما موقعيت و هدف يک دستگاه Nano-CMM را به صورت زير بيان کرده ايم: (شکل شماره 2)

- تحول رو به جلوي دستگاه هاي اندازه گيري مختصات از دستگاه هاي برش عمودي و دستگاه هاي اندازه گيري ابعاد به دستگاه هاي اندازه گيري مختصات.

- اهداف اندازه گيري دقيق، محصولاتي با کيفيت بالا براي توليد کننده است.

- نياز به گسترش Nano-CMM ها به جاي AFM.

قطعاتي که جهت اندازه گيري آنها از Nano-CMM ها استفاده مي شود؛ شامل قطعات بسيار ريز ماشين ها، روبات ها و قطعات نوري مي باشند.

پيشرفت هاي فاکتورهاي مختلف ماشين Nano-CMM :

جدول شماره 1 و شکل شماره 3 مختصات يک ماشين Nano-CMM را بيان مي کند. تمام مشخصات يک ماشين Nano-CMM 100/1 يا 1000/1 مشخصات يک ماشين CMM معمولي مي باشد.

ماشين Nano-CMM

ماشين CMM معمولي

(200 mm)3

(2000 mm)3

اندازه ماشين

Kg10

Kg1000

وزن ماشين

mm310

m31

حيطه اندازه گيري

nm 10

1 mµ

دقت

nm 50

5 mµ

صحت

50mµ

mm5

قطر جستجوگر

N

N

نيروي اندازه گيري

nm 10

mµ 1

دقت مقياس

جدول 1: مشخصات ماشين CMM معمولي و ماشين Nano-CMM

ابتدا تصميم بر آن شد که Nano-CMM ساختماني ساده، منظم داشته باشد. بنابراين، سيستم مقياس معمولي (مقياس شيشه اي نوري) و مکانيزم کشويي V انتخاب شدند.

نانو پراب (جستجوگر ماشين Nano-CMM) داراي سيستم هاي دو بعدي و سه بعدي با دقت نانومتر مي باشد. اين مشخصه مهمترين براي پيشرفت و ارتقا يک سيستم نانو پراب مي باشد

ویژگی های اصلي هر فاکتور از يک ماشين Nano-CMM در زير به صورت ليست بيان شده است:

1- مقياس:

· صحت و دقت دقيق و حيطه سنجش بالا

· پايداري و استواري بسيار بالا شامل: سنسورهاي آنالوگ (تماسي) يا مقياسي

· کاليبراسيون و توانايي تعقيب نمودن بالا

· مقياس شيشه اي نوري که دقت را تا 10 نانومتر افزايش مي دهد.

2- محرک:

· حيطه حرکت و دقت بالا باشد

· پس خورد کنترل (فيدبک کنترل) به واسطه مقياس

· فاقد سرعت بالای مکان يابی

· پيچش هاي معمولي

3- ميز:

· حالتي کشويي همراه با مقياس و محرک (شکل شماره 4)

· کشوهاي V مضاعف با پوسته اي نازک از جنس تفلون (PTFE)

4- نانو پراب: (شکل شماره5)

· پراب توپي باشد

· کروي بودن توپي به جهت شيوه اندازه گيري در مقياس نانو

· سنسورهاي دو و سه بعدي

· دقت در حد نانومتر

5- مواد بکار برده شده:

· مواد مجزا باشند .

· انبساط حرارتي پايين باشد

ساختمان ماشين Nano-CMM :

شکل شماره 6 ساختمان اصلي و ابتدايي يک ماشين Nano-CMM را نشان مي دهد.در شکل زیر پایه محور x نشان داده شده

شکل شماره 7 چهار مدل از پايه هاي X را نشان مي دهد. مدل هاي 1 و 2 داراي شکل مثلثي هستند. در حاليکه مدل هاي 3 و 4 داراي شکا و فرم کماني و قوسي مي باشند. از نرم افزارFEM(FINAS) در آناليز تمامي موارد ذکر شده استفاده مي شود.

نتايج:

نتايج زير که از يکسری شبيه سازی هايی که مشخص کننده ساختمان پايه X اين ماشين می باشد توسط نرم افزار FEM به دست آمده که عبارتند از:

1- از آناليز تنش؛ بهترين فرم، مدل پلی با نوع قوسی يا کمانی در داخل می باشد.

2- در آناليز گرمايی؛ آلمينيوم، Zerodur و سيلسيوم بهترين مواد برای ماشين هایNano CMM می باشند.

3- دفرمه شدن حاصل از گرما 100 مرتبه بيشتر و بزرگتر از دفرمه شدن حاصل از نيروها است.

4- در يک ماشين Nano-CMM شرايط گرمايی بسيار مهمتر از نيروهای وارده بر ماشين می باشند.

كاليبراسيون CMM

دستگاه هاي CMM با توجه به نوع و اندازه خود در بازه زماني مشخص كاليبره مي شوند.در صورت تشخيص كاربر عمليات كاليبراسيون زودتر از موعد مقرر انجام مي پذيرد.از معروفترين روشهاي كاليبراسيون اين دستگاه ميتوان از دو روش زير نام برد:

1- استفاده از ليزر

2- استفاده از گيج بلوك

کره مبنا

وسیله ای است که برای کالیبره کردن ومعرفی پراب ها و قطر و موقعیت آنها به کار می رود . لازم است قبل از شروع اندازه گیری و هر بار روشن وخاموش کردن دستگاه ابتدا پراب ها با کره مبنا کالیبره وسپس اقدام به اندازه گیری نمود.

کاربرد های CMM

1. اندازه برداري از نقاط براي دست يافتن به هندسه سطح و شكل ظاهري آن

. 2اندازه برداري از سطح براي اطلاع از زبري سطح.

3- براي اندازه گيري سه بعدي قطعات و يا هر چيزي كه اندازه هاي آن پارامترهايي مانند توازي ، تعامد، زاويه،ابعاد هم محوري دو سوراخ، (اندازه گیری تمامی تلرانس های هندسی ) داشته باشد ودر صنايع مختلفي نظير خودرو سازي ،ماشين سازي،هوا فضا کاربرد دارد

4- قابلیت اندازه گیری پیوسته scaning

5- سنجش و مقایسه اتوماتیک نتایج بازرسی با مقادیر از پیش تعیین شده

6- اندازه گیری المان های اولیه هندسی ( نقطه . خط . صفحه . دایره . استوانه . مخروط و کره )

7- پیدا کردن تقاطع المان های اندازه گیری با یکدیگر ( تقاطع یک خط با خط دیگر و با دایره . صفحه و...)

8- کنترل تلرانس ابعادی

9- انجام میان یابی بین دو نقطه و یا دو خط و ...

Scaning یکی از مهمترین توانایی های این دستگاه است .با یک مثال شرح این قابلین ممکن است.

مثلا : سطوح بادامک ویا سطح یک قالب پرس گلگیر اتومبیل و یا پروانه یک توربین دارای منحنی هایی اند که اندازه گیری این سطوح را Scaning گویند.

به طوری که پراب دستگاه به دو صورت نقطه به نقطه و اسکن پیوسته سطح کار را لمس یا اسکن می کند و در نرم افزار مربوطه یک سطح شبیه سازی می نماید .

مزایای CMM

1- وجود مشخه های متعدد مطلوب برای اندازه گیری

2- کاهش هزینه ناشی از دوباره کاری برای قطعات پیچیده

3- قابلیت اندازه گیری تلرانس های فرم وموقعیت

4- قابلیت برنامه نویسی ( یاد گیری و تکرار )

5- تعریف ریاضی محور به صورت ساده

6- قابلیت تولید برنامه های اندازه گیری

7- کاهش 80 تا 90 درصدی زمان بازرسی

9- اندازه گیری با دقت 5 میکرون

10- قابلیت انتقال و دوران محورهای مختصاتی

11- اندازه گیری در انواع دستگاه های اندازه گیری و تبدیل آنها به هم

12- شناسایی تماس هایی که مشکوک به براده و آلودگی اند و تکرار مجدد آن

طرز استفاده از دستگاه

برای هر قطعه که توسط ماشین اندازه گیری مختصاتی بازرسی می شود باید برنامه خاصی نوشته شود که در کامپیوتر مرکزی FMS قرار داده می شود بعد از عملیات شستشو قطعات توسط یک سیستم حمل و نقل با هدایت اوتماتیک AVG به ایستگاه های بازرسی تحویل داده می شوند برنامه بازرسی قبل از رسیدن پالت آماده اجرا می شوند و بعد از اتمام بازرسی این برنامه ها حذف می گردند نتایج بازرسی تابعی از شماره سریال قطعه کار شده و به طور اتوماتیک از طریق این شماره سریال در کامپیوتر مرکزی ذخیره می شوند .نتایج بدست آمده به طور اتوماتیک با تلرانس ها ی از پیش تعیین شده مقایسه می گردند . اگر یک قطعه منفرد مردود شود پالت حاوی آن به صورت خودکار به ایستگاه بازرسی می روند و پس از مرور نتایج توسط اپراتور دوباره از دستگاه عبور داده می شود . اگر قطعه برای دومین بار هم مردود شود نتایج در یک فایل ذخیره و به کامپیوتر مرکزی می رود و پالت جریان عادی از پیش تعیین شده را طی می کند .

حالت های عملکردی دستگاه

این ماشین ها دارای مد های زیادی اند و لی می توان مد ها را به 4 دسته عمومی تقسیم کرد :

1- دستی

2- دستی به کمک کامپیوتر

3- خودکار به کمک کامپیوتر

4- کنترل مستقیم به وسیله کامپوتر

شرايط محيطي دستگاه CMM

بهتر است دستگاه اندازه گيري در محيطي عاري از هر گونه تغييرات دمائي ،ارتعاشات و گرد و غبار قرار گيرد .عموماً اتاقهائي براي اين دستگاه ها تهيه ميشود تا شرايط خاص اين دستگاه را تامين کند . گستره دمائي اين اتاق بين 20.الي 25 درجه بايد باشد .ارتعاشات هم بايد در حد بسيار کمي نگه داشته شود .شوک براي دستگاه اصلا ًمجاز نمي باشد.آلودگي محيطي و گرد وغبار بايد مقدارکمي باشد (درجه تمیزی محیط باید 10000 باشد).

البته آخرين پيشرفتها در زمينه ساخت اين دستگاه باعث شده که گستره دمائي اين دستگاه بيشتر و سختي شرايط را کمتر نمايد براي اينکار به بازوها و قسمت هاي مهم دستگاه سنسورهاي حرارتي نصب شده است که خطاهاي تغييرات دمائي در محاسبه مقدار اندازه گيري لحاظ شود .

فنداسیون

ای دستگاه در دو نوع کارگاهی و مخصوص Air Bring-Roiler Bring ساخته می شود که نوع کارگاهی آن به چند سانتی متر بتون جهت پی نیاز دارد و نوع مخصوص آن نیاز یه فنداسیونی شامل سیمان و لاستیک و.. دارد

برق این دستگاه نیز تک ولت 220 است.

تعمیر و نگهداری ( نت )

طول عمر این دستگاه بالقوه بی نهایت است ولی برای افزایش کارایی قطعات مکانیکی مثل سیستم های هدایت سیستم های اهرم . ترازهای شمارنده و قرقره ها ی آن نیاز به تعویض دارند و همچنین نرم افزار های دستگاه هم هر 2 سال یک بار باید به روز شوند .

امروزه شرکتهاي دارنده CMMبه نوعی با بحث نگهداری و تعمیرات دستگاه خود با سه راهکار مشخص روبرو هستند.

1.انجام کلیه امور نگهداری و تعمیرات را خود به عهده بگیرند.

2. نجام کلیه امور نگهداری و تعمیرات را به پیمانكار بگذارند.

3. بر اساس ترکیبی از دو روش بالا عمل نمایند.

انواع رایج سیاستها و روشهای سرویس و نگهداری (تعمیرات) در دنیای صنعت :

1) نگهداری و تعمیرات اضطراری یا Emergency Maintenance به اختصار EM:

در این روش , تعمیر ات بلا فاصله بعد از اولین خرابی كه منجر به توقف دستگاه شده صورت می‌‌گیرد.

2) نگهداری و تعمیرات اصلاحی یا Corrective Maintenance به اختصار CM:

در این روش , بعد از مشاهد علائمی از خرابي که منجر به توقف دستگاه نشده برنامه ریزی خاصی صورت می‌گیرد تا در زمان مناسب دستگاه رفع عیب شده و به حالت اولیه خود باز گردد.

3) نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه یا Preventive Maintenance به اختصار PM:

در این روش , نگهداری از تجهیزات در بازه زمانی خاص و بر اساس زمانبندی مشخصي مورد بازرسي و عيب يابي يا تعمیر قرار می‌‌گیرد.

4) نگهداری و تعمیرات پیشگویانه یا Predictive Maintenance به اختصار PDM:

در این روش , فاصله زمانی نگهداری از تجهیزات بر اساس آناليز وتحلیل اطلاعات به دست آمده از طول عمرمفيد قطعات دستگاه محاسبه ميگردد.

5)نگهداری و تعمیرات بهره ور فراگیر یا Total Productive Maintenance به اختصار TPM:

در این روش , نگهداری و تعمیر دستگاه فقط به عهده تعمیر کار نبوده بلکه قسمتی از فعالیتهای نگهداری روزانه به اپراتورها واگذار می‌شود.

می توان ادعا نمود شرکت (سنجش لکسر)تنها شرکتی است که در ایران در زمینه سرویس و نگهداری (تعمیرات) دستگاه های (DEA) C. M. M پنج روش رایج تعميرات و نگهداري در دنیا را دنبال میکند و بکار میبرد.

هدف اصلياز ايجاد يك سيستم صحيح تعميرات و نگهداري عبارتست از :

1- بیشترکردن طول عمر مفید ماشین آلات CMM .

2- بیشتر کردن قابلیت اطمینان ماشین آلات CMM و جلو گيري از وقفه در عمليات توليد وكنترل كيفيت از طريق تعويض قطعات فرسوده قبل از توقف طولاني دستگاه

3- کم کردن تعمیرات اتفاقی ماشین آلات CMM.

4- کم کردن هزینه‌های توقفات خطوط كنترول كيفيت وجلوگيري از زيانهاي ناشي از وقفه در كار بر اثر خرابیهای دستگاه.

نرم افزار های کنترل کننده

مشخصاتی که نرم افزار جهت شناسایی یک پراب به آن نیاز دارد عبارت اند از:

1- قطر پراب

مختصات مرکز کره پراب -2

نرم افزار CMM قادر به مديريت حركات ، محاسبات ، برنامه ريزي ، ارتباط بين CMM و دنياي بيرون مي باشد . نرم افزار CMM مكانيزمي براي جمع آوري اطلاعات اشكال دارد. تمام CMM ها از يک زبان برنا مه نويسي بهره مي برند که DMIS نام دارد .از نرم افزار هاي معروف CMM ها ميتوان از PC DMIS - ACE-KUM- SAM- UMESS- Prelloud- Axel l- Metrolog نام برد.

Axell قابلیت های

1- تغییر زاویه دید

2- خواندن error map

3- اصلاح خطاهای دستگاه براساس اطلاعات زمان کالیبراسیون

SAM : جهت بدست آوردن اطلاعات آماری در تولید ات انبوه

ACE

به کمک این نرم افزار می توان برنامه قطعات دیگر را زمانی که دستگاه مشغول کار است را بنویسیم

KUM

با این نرم افزار می توان تصاویر 2 بعدی و 3 بعدی منحنی های مشخص و نامشخص را توسط پلاتر رسم کرد .

G-RAM.G-AGE.GON

جهت اندازه گیری کلیه چرخ دنده ها اعم از مارپیچ . مخروطی و.. به کار می رود .

DMIS , IGES ,HAHVI , VN فرمت فایل ها:

یک نرم افزار قوی جهت آنالیز داده ها ومقایسه با مدل اصلی GEOMAGIC QUALIFY نرم افزار

است که سرعت کارا را نسبت روش های معمول اندازه گیری 1000برابر می کند .

نرم افزار هایی استفاده کننده از ابر نقاط

قوی ترین نرم افزار در این مورد Geomagic Studio است. که مخصوص کار با ابر نقاط بوده و محیط کاملی دارد . از سایر نرم افزار ها که قابلیت ویرایش و کار بر روی ابر تقاط را دارند می توان : –solidworks- catia - pro-e/wildfire و.. را نام برد .

[spow 44197]

سلام دوستان عزیزبا توجه به اهمیت بالای اندازه گیری وابزار دقیق فایل زیر تقدیم حضورتون میشه

دانلود چندمقاله اموزشی درمورد CMM یا دستگاههای اندازه گیری سه بعدی

موفق باشید

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[EN-EZEL 13039]

كلمه CMM مخفف عبارت Coordinate Measuring Machine‌ مي باشد. يعني سيستم هاي اندازه گيري سه بعدي مختصات. با استفاده از اين دستگاه ها امكان اندازه برداري از روي سطوح قطعات پيچيده با دقت بسيار بالا امكان پذير است. از آنجايي كه در سيستم‌هاي مختصات، هر نقطه مشخص فقط يك مختصات دارد و هر مختصات مشخص فقط مربوط به يك نقطه مي‌باشد، مي‌توان از اين هويت مشخص براي هر نقطه، استفاده كرد و با دقت بالا، به آن دسترسي پيدا كرد. كاري كه دستگاه CMM انجام مي‌دهد همين‌گونه است. اين دستگاه امكان حركت در راستاي سه محور مختصات كه اين محورها، تشكيل‌دهنده محورهاي مختصات دكارتي هستند را دارد. در اين دستگاه سه موتور الكتريكي براي حركت دادن سر دستگاه در راستاي سه محور مختصات و همچنين وسيله‌اي خاص در سر دستگاه براي اينكه هنگام تماس آن با سطح قطعه كار سيگنالي براي موتورها فرستاده و آنها را از حركت باز دارد و سيگنالي براي خط ‌كش نوري فرستاده و توسط آنها مختصات نقطه تماس را بدست آورد وجود دارد.

از مهمترين كاربردهاي دستگاههاي CMM مي توان به دو مورد زير اشاره كرد:

1. اندازه برداري از نقاط براي دست يافتن به هندسه سطح و شكل ظاهري آن.

2. اندازه برداري از سطح براي اطلاع از زبري سطح.

از لحاظ ابعاد كاري نيز مي‌توان آنها را به چهار دسته زير تقسيم كرد:

1. نوع قابل حملportable

۲.نوع دروازه‌اي contray type

3. نوع بازويي contileure type

۴. نوع پل مانند Bridge type

و همچنين در مورد جايگاه CMM در سيستم‌هاي توليدي مي‌توان به سه مورد زیر اشاره كرد:

1. در مرحله كنترل كيفيت و تست ابعادي قطعه توليد شده

2. در مهندسي معكوس و براي نقطه برداري از قطعه مرجع و استفاده از ابر نقاط بدست آمده در سيستم‌هاي

cad/com. 3.

استفاده از اطلاعات خروجي ماشينهايCMM به عنوان شاخصهاي تصميم‌گيري مديريت طراحي، ساخت و كنترل كيفيت. اين خلاصه‌اي بود از چگونگي كاركرد دستگاه CMM و انواع كاربردهاي آن در صنعت.