Inspección de máquinas de medición por coordenadas (CMM) para la fabricación moderna de mecanizado CNC

Las máquinas de medición por coordenadas (CMM) han existido durante mucho tiempo, introducidas por primera vez en el mercado por DEA y Ferranti en la década de 1960. Estas primeras máquinas de medición de coordenadas fueron operadas manualmente por "detección dura" y finalmente migraron a unidades CNC controladas por computadora con sondas de disparo. La máquina de medición por coordenadas es una tecnología de medición automática moderna y una manifestación importante del desarrollo de la tecnología de medición automática de alta precisión y eficiencia.

Hoy en día, CMM se puede encontrar en casi todas las empresas de fabricación de precisión en el mundo y es el núcleo de la mayoría de los procesos de control de calidad.

En las últimas décadas, las máquinas de medición por coordenadas se han vuelto más rápidas, precisas y económicas. El desarrollo de los fabricantes de CMM incluye hacer que la estructura sea más fuerte, más liviana y térmicamente compensada para su uso fuera del laboratorio de calidad de control de temperatura tradicional.

Tipos de CMM

La máquina de medición por coordenadas es una herramienta de medición que mide la pieza de trabajo combinando su propio sistema de coordenadas con una sonda para medir los puntos geométricos físicos de la pieza. Además de mediciones precisas, CMM también tiene la ventaja de proporcionar a los operadores de CMM información en tiempo real sobre el estado del proceso de fabricación. Todas las CMM globales deben cumplir con los estándares de medición internacionales ISO 10360 y pueden ser controladas por operadores o computadoras. Hay cinco máquinas principales de medición por coordenadas que se utilizan en la metrología actual:

Voladizo:

se utiliza principalmente para medir herramientas de medición y piezas principales.

Puente:

El más popular en trabajos de escaneo y digitalización en los mercados de moldes, mecanizado y estampado.

Pórtico:

se utiliza para medir piezas grandes y pesadas, como moldes grandes.

Brazo horizontal:

se utiliza para medir grandes cantidades de piezas en la industria aeroespacial, de defensa, electrodomésticos y otras industrias.

Portátil (PCMM):

La medición manual de tolerancia y dimensión geométrica y 3D (GD&T) también puede pasar la certificación ISO 10360.

El principio de medición de la máquina de medición por coordenadas es medir con precisión los tres valores de coordenadas de la superficie de la pieza. Después de un determinado algoritmo, se ajustan los elementos de medición, como líneas, superficies, cilindros y esferas, y se obtienen la forma, la posición y otras cantidades geométricas mediante cálculos matemáticos. datos. Obviamente, medir con precisión las coordenadas de los puntos de la superficie de las piezas es la base para evaluar errores geométricos como la forma y la posición.

Consejos antes de usar CMM

La máquina de medición por coordenadas es un equipo de medición de alta precisión, que tiene requisitos estrictos en el entorno de trabajo. Por ejemplo, la temperatura debe controlarse a 20+/-2 ℃, la humedad debe controlarse a 40%-60% y una buena garantía a prueba de golpes.

Analice los dibujos, determine la medida que se medirá de acuerdo con los requisitos de los dibujos y planifique aproximadamente el proceso de medición, como la selección de puntos de referencia y el diseño de los puntos de medición.

Antes de medir, seleccione una sonda adecuada y realice la verificación de la sonda para obtener el valor del radio de la bola de la sonda. La calibración de la sonda generalmente usa una bola estándar como referencia, y el método de punto de medición es al menos un método de cinco puntos, es decir, se toma un punto desde la parte superior de la bola estándar y se miden cuatro puntos en el ecuador. Durante la calibración, el cabezal de la sonda, la sonda y la bola estándar deben estar bien fijados y la superficie limpia. La calibración de la sonda es el primer paso en el inicio de la medición, que tiene un mayor impacto en los resultados de la medición, por lo que debe prestar suficiente atención.

Para evitar el error de retorno a cero causado por el uso del sistema de coordenadas de la máquina durante la medición, es necesario establecer el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo antes de iniciar la medición. El establecimiento de un sistema de coordenadas adecuado es la base para la posterior medición de una máquina de medición de tres coordenadas. Un sistema de coordenadas razonable ayudará a mejorar la precisión de la medición y la eficiencia de la medición. Además, cuando se realizan pruebas por lotes, establecer un sistema de coordenadas adecuado en la programación puede reducir la intensidad del trabajo y mejorar la tasa de medición.

Aplicación de CMM

CMM para medición lineal de superficies

Las medidas más simples incluyen tolerancias en superficies lineales o cilíndricas. En la mayoría de los casos, estos son medidos por un maquinista usando un micrómetro simple o calibre inmediatamente después del procesamiento.

Todos los conceptos industriales modernos, incluida la futura Industria 4.0, tienen un alto grado de automatización en el proceso de fabricación, incluso sin un mecánico, pueden completar movimientos y tareas adicionales. El control de calidad es un buen ejemplo. Puede programar la CMM para realizar la misma operación en cualquier cantidad de piezas en el lote.

CMM para mediciones de superficies complejas

El objetivo principal de las máquinas de medición por coordenadas es medir superficies complejas. Cuando se usa en palas de turbinas, alas de aviones, impulsores de bombas y otras partes con superficies inusuales, la razón por la cual CMM alcanzará todo su potencial. Si está fabricando una gran cantidad de piezas idénticas, y estas piezas son tan precisas que tiene que comprobar cada pieza, entonces también es posible la automatización de estas operaciones. Sin embargo, en la mayoría de los casos, los mecánicos miden manualmente dichas piezas.

Para medir superficies complejas, el mecánico usará el control remoto para mover manualmente la sonda a lo largo de tres ejes hasta que la sonda toque la pieza que necesita el mecánico. Luego, después de muchas mediciones, se analizan los puntos y los contornos de las piezas se conectan como splines. Luego, compare los resultados de la medición con el modelo 3D de la pieza (incluidas las desviaciones aceptables) o con otros datos que muestren el tamaño requerido.

CMM para relación y desviación formal

La mayoría de las piezas de alta calidad se caracterizan no solo por sus errores dimensionales, sino también por la precisión de las formas de sus superficies y sus posiciones relativas entre sí. Estas desviaciones son especialmente importantes para reducir la vibración de las piezas giratorias y garantizar un movimiento suave. La medición de CMM de tales desviaciones no es muy diferente de la de superficies complejas. Todas las desviaciones formales y relacionales tienen una base para comparar. Por lo tanto, para cumplir con los requisitos de precisión, debe sujetar las piezas en la superficie inferior y medir las piezas requeridas.

MMC Para Medición de acabado de superficie

El perfilador es el instrumento más utilizado para la medición del acabado superficial. Sin embargo, debido a su excelente precisión, las máquinas CMM también pueden medir el acabado superficial de las piezas. Reemplace la sonda con una aguja especial y luego la aguja se moverá a lo largo de la superficie y determinará cualquier irregularidad microscópica que forme el acabado de la superficie.

Conclusión

CMM continuará respaldando la producción de piezas de alta precisión en tiendas pequeñas y seguirá desempeñando un papel de auditoría, especialmente en las industrias médica y aeroespacial clave, para obtener datos rápidos y precisos sobre el tamaño y la superficie de las piezas. Su flexibilidad y precisión han brindado muchas oportunidades a los fabricantes. Puede utilizar CMM después del mecanizado o medir piezas existentes para rediseñarlas, o utilizarlo como parte de una cadena de producción automatizada.