最新の CNC 機械加工製造のための座標測定機 (CMM) 検査

座標測定機 (CMM) は長い間存在しており、1960 年代に DEA と Ferranti によって最初に市場に導入されました。これらの初期の三次元測定機は、「ハード検出」によって手動で操作され、最終的にはトリガー プローブを備えたコンピューター制御の CNC ユニットに移行しました。三次元測定機は、最新の自動測定技術であり、高精度で高効率の自動測定技術の開発の重要な表れです。

今日、CMM はほぼすべての精密製造会社で使用されています。

過去数十年で、座標測定機はより速く、より正確に、より安価になりました。 CMM メーカーの開発には、従来の温度制御品質実験室以外で使用できるように、構造をより強く、より軽く、熱的に補償することが含まれます。

種類 CMM

三次元測定機は、独自の座標系とプローブを組み合わせて部品の物理的な幾何学的点を測定することにより、ワークを測定する測定ツールです。正確な測定に加えて、CMM には、CMM オペレーターに製造プロセスのステータスに関するリアルタイムの情報を提供するという利点もあります。すべてのグローバル CMM は、ISO 10360 国際測定基準に準拠する必要があり、オペレーターまたはコンピューターによって制御できます。今日の計測で使用されている主な座標測定機は 5 つあります。

カンチレバー:

主に測定ツールや主要部品の測定に使用されます。

ブリッジ:

金型、機械加工、スタンピング市場でのスキャンおよびデジタル化作業で最も人気があります。

ガントリー:

大型金型など、大きくて重い部品の測定に使用されます。

水平アーム:

航空宇宙、防衛、家電、その他の業界で大量の部品を測定するために使用されます。

ポータブル (PCMM):

ハンドヘルド 3D および幾何学的寸法公差 (GD&T) 測定は、ISO 10360 認証にも合格できます。

三次元測定機の測定原理は、部品の表面の3つの座標値を正確に測定することです。一定のアルゴリズムを経て、線、面、円柱、球などの測定要素が適合され、数学的計算によって形状、位置、およびその他の幾何学的量が取得されます。データ。明らかに、パーツの表面点の座標を正確に測定することは、形状や位置などの幾何学的エラーを評価するための基礎となります。

CMM を使用する前のヒント

三次元測定機は高精度な測定機器であり、作業環境に厳しい要求があります。たとえば、温度を 20+/-2℃ に制御し、湿度を 40%-60% に制御し、優れた耐衝撃性を保証する必要があります。

図面を分析し、図面の要件に従って測定する測定を決定し、ベンチマークの選択や測定ポイントのレイアウトなど、測定プロセスの大まかな計画を立てます。

測定する前に、適切なプローブを選択し、プローブ検証を実行して、プローブ ボール半径の値を取得します。プローブのキャリブレーションは、一般的に標準球を基準として使用し、測定点法は少なくとも 5 点法、つまり、標準球の上部から 1 点を取り、赤道上で 4 点を測定します。校正中は、プローブ ヘッド、プローブ、および標準ボールをしっかりと固定し、表面をきれいにする必要があります。プローブのキャリブレーションは、測定の最初のステップであり、測定結果に大きな影響を与えるため、十分に注意する必要があります。

測定中に機械座標系を使用することによる原点復帰エラーを回避するために、測定を開始する前にワーク座標系を確立する必要があります。適切な座標系を確立することは、その後の 3 座標測定機の測定の基礎となります。合理的な座標系は、測定精度と測定効率の向上に役立ちます。さらに、バッチ テストでは、プログラミングで適切な座標系を確立することで、作業負荷を軽減し、測定率を向上させることができます。

CMM の適用

線形表面測定用 CMM

最も単純な測定には、直線または円筒面の公差が含まれます。ほとんどの場合、これらは加工直後に単純なマイクロメーターまたはゲージを使用して機械工によって測定されます。

将来のインダストリー 4.0 を含むすべての最新の産業コンセプトでは、製造プロセスが高度に自動化されており、メカニックがいなくても、追加の動きやタスクを完了することができます。品質管理が良い例です。バッチ内の任意の数の部品に対して同じ操作を実行するように CMM をプログラムできます。

複雑な表面測定用 CMM

三次元測定機の主な目的は、複雑な表面を測定することです。タービン ブレード、飛行機の翼、ポンプ インペラ、およびその他の特殊な表面を持つ部品に使用すると、CMM がその可能性を最大限に発揮できる理由になります。同一部品を大量に製造していて、その部品が非常に精密で、部品ごとにチェックする必要がある場合は、これらの作業の自動化も可能です。ただし、ほとんどの場合、そのような部品は機械工によって手動で測定されます。

複雑な表面を測定するために、メカニックはリモコンを使用して、プローブがメカニックが必要とする部分に触れるまで、プローブを 3 つの軸に沿って手動で動かします。次に、多くの測定の後、ポイントが分析され、パーツの輪郭がスプラインとして接続されます。次に、測定結果をパーツの 3D モデル (許容誤差を含む)、または必要なサイズを示す他のデータと比較します。

関係と正式な逸脱の CMM

ほとんどの高品質部品は、寸法誤差だけでなく、表面形状の精度と相互の相対位置によっても特徴付けられます。これらの偏差は、回転部品の振動を減らし、スムーズな動きを確保するために特に重要です。このような偏差の CMM の測定は、複雑なサーフェスの測定と大差ありません。すべての形式的および関係的逸脱には、比較対象のベースがあります。したがって、精度要件を満たすためには、部品を底面に固定し、必要な部品を測定する必要があります。

CMM 用 表面仕上げ測定

プロファイラーは、表面仕上げ測定に最も広く使用されている機器です。ただし、その優れた精度により、CMM マシンは部品の表面仕上げも測定できます。プローブを特殊な針に交換すると、針が表面に沿って移動し、表面仕上げを形成する微細な凹凸を特定します。

結論

CMM は小規模な店舗での高精度部品の製造を引き続きサポートし、特に主要な医療および航空宇宙産業で監査の役割を果たし続け、迅速かつ正確な部品サイズと表面データを取得します。その柔軟性と精度は、メーカーに多くの機会をもたらしました。機械加工後に CMM を使用したり、既存の部品を測定して再設計したり、自動生産チェーンの一部として使用したりできます。