دستگاه های اندازه گيری سه بعدی CMM

دستگاه های اندازه گيري مختصات (CMM) از وسايل مترولو‍‍‍ژيكي بسيار قوي هستند كه بااستفاده از اين ماشينها مي توان مختصات سه بعدي كامل يك قطعه  را به دست آورد. وقتي كه يك كامپيوتر به ماشين (CMM) وصل شود مي توان بطور اتوماتيك اندازه گيري هاي پيچيده را انجام داد وآنها را با مشخصه هاي مورد انتظار از قطعه كارمقايسه نمود .

به جاي انجام  اندازه گيري  با وسايل اندازه گيري تك محوره ( ميكرومترها ، كوليسهاي ، ارتفاع سنج و….)كه وقت زيادي را هم مي گيرند ميتوان  با استفاده از ماشينهاي(CMM ) قطعه كارهاي پيچيده را با دقت وسرعت اندازه گيري نمود . همچنين براي آناليز ها يا مقايسه هاي بعدي مي توان داده هاي بدست آمده را ذخيره کرد . هرقدر كه پيچيدگي قطعه كار زياد شود مزيت استفاده ازCMM نيز زيادتر مي شود .

امروزه اين ماشين ها كاربردهاي زيادي در صنعت دارند ولي آنچه براي مترولوژيست ها مهم است اين است كه تمامي اصول اساسي لازم براي اندازه گيري قابل اطمينان  در CMM تركيب شده است . اصطلاح دستگاه های اندازه گيري (MeasuringMachines ) غالبا” به تجهيزات اندازه گيري تك محوره گفته مي شوند كه معمولا ماشين اندازه گيری هستند وبراي افزايش قابليت اطمينان يا سهولت روي ميزها نصب مي شوند (مثل ULM ) .

مترولوژيست ها به وسايلي كه در دو محور اندازه گيري مي كنند ماشين ها ي اندازه گيري مختصات مي گويند ولي عموما”‌از همين اصطلاح نيز براي وسايلي كه در هر سه جهت اندازه گيري مي كنند استفاده مي شود.

پيشرفت دستگاه های اندازه گيري مختصات

 مشكل است كه بتوان گفت از چه موقعي ماشين هاي اندازه گيري مختصات به عنوان وسايل اندازه گيري مجزا به كاررفته اند ولي وقتي كه C.E. Johansson و F.H.Rolt  در مورد ماشينهايي صحبت كردند كه مي توانستند در سه محور اندازه گيري كنند استفاده از چنين تكنيك هايي پيشرفت نمود . دستگاههايي كه اين مترولوژيست ها پيشنهاد كرده بودند  دستگاههاي خاصي بودند  ولي دستگاههاي CMM امروزي كه به كامپيوتر نيز وصل شده اند قابليت هاي اندازه گيري بيشتری دارند .

همچنين هنگام اندازه گيري نقطه با ابزارهای اندازه گيري تستي بايستي از هم محوري صحيح وسايل اندازه گيري و قطعه كار مطمئن باشيد پس مجبور هستيد كه اندازه گيري را از داده هاي بدست آمده محاسبه كنيد . در حاليكه در دستگاه های CMM  به راحتي مي توانيد روابط هندسي را بدست آوريد .درسال1960 دستگاه های CMM به عنوان ابزارهاي قوي مطرح شدند سپس با ظهور ميكروپروسسورها سازندگان به قدرت واقعي دستگاه های CMM پي بردند . تركيب CMM وتوانايي كامپيوتر در پردازش داده ها باعث مي‌شود كه بتوان از اين سيستمها درموارد مختلف به صورت مناسب وموثر استفاده كرد .

نقش CMM در اندازه گيري

علت اينكه توليد كنندگان علاقه زيادي به ماشين هاي CMM نشان ميدهند كاهش زمان بازرسي  در حدود%80 ،افزايش دقت اندازه گيری به علت کاهش خطاهای محاسباتی و عدم دخالت اپراتور در ارايه گزارش مي باشد  بعضي ها پيش بيني مي كنند كه دستگاه های CMM جايگزين ديگر روش هاي بازرسي درصنعت خواهند شد . ولي اين بازرسيها نيز درحالتهاي خاصي خواهند بود .

اكثر كاربردهاي CMM محدود به كاربردهاي خاصي ازروش هاي اندازه گيري درخطوط  توليد هستند . اكثر وسايل اندازه گيري قبلا” علاوه بركاربردي كه در ساخت و توليد دارند در تحقيقات علمي وصنايع دستي نيز كاربرد دارند . ماشين هاي CMM اكثرا” در ساخت و توليد به كارمي روند   مخصوصا”درجاهايي كه تركيبي از معيارهاي زير لازم باشد :

1- زمان كاري كوتاه :‌

     ممكن است لازم باشد از يك قطعه به تعداد صدها يا حتي هزاران مورد توليد شود ولي زمان

     توليد براي توجيه هزينه ابزار هاي بازرسي كافي نباشد .

2- وجود مشخصه هاي متعدد :

وقتي كه مشخصه هاي زيادي اعم از ابعادي وهندسي بايستي كنترل شوند CMM وسيله اي خواهد بود كه مي تواند كنترل اين مشخصه ها را براحتي و بطور اختصاصي انجام دهد .

3-  قابليت انعطاف :

بدون وجود اين قابليت استثنايي قابليت هاي  شماره 1و2 ممكن نخواهد بود .

4- هزينه هاي بالا :

درمواردي كه دوباره كاري يا معيوب شدن قطعه كار هزينه هاي زيادي را داشته باشد ماشين هاي CMM به  طور موثري باعث افزايش قطعات قابل قبول خواهند شد .

5- وقفه در توليد :‌

 وقتي كه مجبور هستيد قبل از اينكه عمل ماشينكاري بعدي را روي قطعه كار انجام دهيد آن راكنترل كنيد بهتر خواهد بود كه از ماشين هاي CMM استفاده كنيد زيرا باعث كاهش زمان تلف شده ، افزايش دقت و در نتيجه صرفه جويي در هزينه ها خواهد شد.

مشخصه هاي مترولوژيكي

CMM ها باعث كاهش خطاي محاسباتي مي شوند ولي چنين كاهشي بايستي باهر گونه خطايي كه ممكن است در برنامه نويسي ايجاد شود به تعادل برسد. وقتي كه از روش هاي اندازه گيري دستي استفاده مي كنيد خطاي سيستماتيك به اندازه گيري مورد نظر اضافه خواهد شد اگر چه ممكن است خطاها راتشخيص ندهيد . درCMM مي توانيد روش مورد اندازه گيري را بدون قطعه كار كنترل كنيد كه باعث اشكار شدن خطاها قبل از انجام واقعي اندازه گيري خواهد شد .

محور دستگاه های CMM به دليل ضريب انبساط طولی، معمولا از گرانيت ساخته می شوند كه يك رساناي ضعيف است . علاوه برآن به خاطر اينكه CMM ها غالبا”‌بزرگ هستند ممكن است قسمتي از ماشين تحت وزش باد(کولر )  ويا نور خورشيد قرار گيرد بنابراين لازم است كه حتما كار باCMM  مطابق شرايط محيطي تعريف شده براي دستگاه انجام شود .

اختلاف اساسي بين استفاده از وسايل اندازه گيري معمولي وCMM اين است كه در وسايل اندازه گيري معمولي بايستي اپراتور مطمئن شود كه خط اندازه گيري دقيقا” موازي بامحور استاندارد مي باشد اما در CMM  لازم نيست كه اپراتور به اين موضوع توجه كند شما به سادگي مي توانيد با استفاده از نرم افزار دستگاه CMM محور ماشين را منطبق برمحور قطعه نمائيد .

ارزش CMM وقتي آشكار خواهد شد كه بخواهيد مشخصه هايي از قطعه كار را اندازه بگيريد كه نسبت به هم زاويه دارهستند . دروسايل اندازه گيري معمولي خطا در صفحه اي كه قطعه كار رانگه داشته ، ممكن است بعنوان خطا در زاويه مشخصه مورد اندازه گيري در نظر گرفته شود . چنين اشتباهي دريك  CMMنمي تواند اتفاق بيافتد زيرا يك CMM داراي سه محور عمود برهم مي باشد.  درصورت استفاده از ماشين اندازه گيري مختصات مي توانيد تغيير شكل قطعه كار را بهتر از حالتي كه از چندين وسيله اندازه گيري معمولي استفاده مي كنيد كنترل كنيد .

انواع دستگاه هایCMM:

1.      دستگاهCMMدروازه ای( (Bridge CMM:  

ماشين های CMMدروازهای برای اندازه گيری سه بعدی و تلرانس های هندسی قطعات،گيج وفيکسچرهای دقيق  استفاده می شود اين نوع ماشين ها به دو صورت دستی(manual)و اتوماتيک(CNC)می باشند.

گستره اندازه گیری این نوع دستگاه ها معمولا از 400 میلیمتر تا 4000 میلیمتر می باشند.

2.     دستگاهCMMاتاقی ( (Gantry CMM:

ماشين هایCMMاتاقی برای اندازه گيری سه بعدی و تلرانسهای هندسی قطعات،گيج وفيکسچرهای بزرگ وخيلی سنگين استفاده می شود.

فرق بزرگ اين ماشين ها در مقايسه با ماشين های دروازه ای در قراردادن قطعه کار بر روی صفحه ای که برروی زمين نصب است می باشد که مناسب اندازه گيری قطعات سنگين می باشد و آسيبی

به محور های ماشين نمی رساند و همچنين با توجه به بزرگ بودن استراکچرCMM  ، درستی ماشين کمتر از ماشين های دروازهای می باشد.

اين نوع ماشين ها فقط به صورت CNCعرضه می شوند.

گستره اندازه گیری این نوع دستگاه ها معمولا از 3000 میلیمتر تا 8000 میلیمتر می باشند.

3.     دستگاهCMMتک بازو يا دو بازو (      : (Horizontal Arm CMM

ماشين هایCMMتک بازو برای اندازه گيری و بازرسی قطعات بزرگ (sheet metal) در صنايع  خودرو سازی،هوا فضا،کشتی سازی و صنايع ريلی استفاده می شود.

 يکی از معايب اين نوع ماشين ها اين است که وزن محور Yبر روی محور  Zمی باشدکه برروی درستی ماشين تاثير می گذارد.

در صورت انتخاب دو عدد CMMتک بازو(دو بازو) زمان اندازه گيری وبازرسی کاهش پيدا می کند.

اين نوع ماشين ها به دو صورت دستی(manual)و اتوماتيک(CNC)می باشند.

گستره اندازه گیری این نوع دستگاه ها معمولا از 3000 میلیمتر تا 8000 میلیمتر می باشند.

4.     دستگاهCMMپرتابل ( (Portable CMM:

ماشين هایCMMپرتابل برای اندازه گيری سه بعدی و تلرانسهای هندسی قطعات،قالب ها ،گيج وفيکسچرهای بزرگ وغير قابل حمل در سايت مشتری وهمچنين اسکن قطعات برای استفاده در مهندسی معکوس استفاده می شود

با توجه به مکانيزم اندازه گيری و پرتابل بودن اين نوع ماشين هادرستی آنها پايين تر از ديگر ماشين هایCMM می باشد.

گستره اندازه گیری این نوع  دستگاه ها معمولا از 1200 میلیمتر تا 4500 میلیمتر می باشند.

چگونه دستگاه CMM  خود را انتخاب کنيم

برای انتخاب دستگاه CMM  خريدار بايد با توجه به نياز خود و بودجه در نظر گرفته شده ، سيستم مکانيکی و الکترونيکی مناسب را از ميان مدل های CMM انتخاب نمايد.

عوامل موثر و مهم که در هنگام انتخاب دستگاه CMM  بايد مورد توجه قرار بگيرند عبارتند از :

1-ابعاد دستگاه :

باتوجه به ابعاد قطعه هايی که به وسيله دستگاه CMM مورد نظر بايد اندازه گيری شوند ونياز خريدار می توان دستگاه هايی با ابعاد مختلف و مدل های مختلف انتخاب کرد.

اطلاعات مربوط به ابعاد و مدل ها در قسمت های بالا توضيح داده شده است .

2-هد اندازه گيری :

هد اندازه گيری در مدل های موتور دار (اتوماتيک) مانند (PH10 ) ، نيمه اتوماتيک مانند (RTP20 ) ، دستی و ثابت مانند (MH8  ياTP8 ) تقسيم می شوند که تفاوت آنها درنحوه تغيير زاويه هد ، سرعت و دقت آنها می باشد.

به طور کلی  در دستگاه های CNC معمولا از هد های اتوماتيک و نيمه اتوماتيک و دردستگاه های Manual  از هد های دستی و ثابت استفاده می شود.

3-پراپ :

پراپ ها به سه دسته کلی تقسیم می شوند:

الف: Touch –trigger : اين دسته از پراپ ها برای اندازه گيری به صورت نقطه ای استفاده

می شوند و المان هايی مانند دايره ، صفحه ،خط و … را با استفاده از اندازه گيری چند نقطه محدود اندازه گيری می کنند.

ب: Scanning probe : از اين دسته از پراب ها برای اندازه گيری نقاط به صورت پيوسته استفاده می شود که به خريدار اين امکان را  می دهد تا به صورت لمسی پروفيل های مختلفی از قطعه را به صورت اسکن استخراج و در مهندسی معکوس از آن استفاده نمايد .

ج: Laser scanner probe : با اين پراب خريدار می تواند باسرعت بسيار زياد قطعات

  Free Form  و معمولی را اسکن نمايد و با تعداد نقاط بسيار زياد،ابر نقاط قطعه را تهيه و به صورت کامل ،امکان انجام مهندسی معکوس را بر روی قطعه فراهم می سازد.

4-کنترلر:

کليه حرکت ها و اندازه گيری های دستگاه به وسيله سيستم کنترلرآن بررسی ، تجزيه وتحليل و اجرا می گردد. اين سيستم ها معمولا” از 2 قسمت کلیAmplifier  و CNC Drive  تشکيل شده و مواردی از قبيل :

فرمان های اپراتور ، حرکت موتورها ، اعداد خط کش ، اطلاعات ارسالی هد و … را کنترلر می کند.

در برخی از مدلهای کنترلر امکان اصلاح خطاهای دستگاه نيز وجود دارد که به وسيله آن می توان از تنوع بيشتر در انتخاب نرم افزار ها بهره مند شد .

5-نرم افزار:

نرم افزار از مهترين اجزای دستگاه CMM می باشد که بايستی با مطالعه کافی و کامل انتخاب گردد. نرم افزارها دارای خصوصيات مختلفی هستند که بعضا به صورت آپشن برروی نرم افزارها هستند و خريدار با توجه به نياز خود می تواند آنها را انتخاب نمايد.

 اين خصوصيات عبارتند از:

■ قابليت وارد کردن فايل های CAD با فرمت های :

 VDACatia SolidworkUnigraphicsSTP

     در صورت داشتن آپشن CAD  مدل در نرم افزار CMMمی توان فيکسچر های کنترلی(CF)  وقطعات را به صورت مقايسه ای باCAD  مدل اندازه گيری نمودو گزارش نتايج ها را به صورت گرافيکی ارائه کرد .

  قابليت اسکن نقطه ای (Scanning touch probe ):

در صورت داشتن آپشن  Scanning touch probe در نرم افزار می توان در مهندسی معکوس و يا اندازه گيری قطعات  )Free formمانندBlade ( از اين آپشن استفاده نمود

■ قابليت اصلاح دما :

در صورت داشتن آپشن اصلاح دما در نرم افزار،دماهای محور های دستگاهCMMوهمچنين

قطعه کار توسط سنسورهای دما قرائت و نسبت  به نوع جنس آنها با توجه به ضريب انبساط طولی نسبت دمای20درجه توسط نرم افزار دستگاه اصلاح ونتايج اندازه گيری به صورت اتوماتيک محاسبه می گردد.

6-خدمات پس ازفروش:

از تمام 5 مورد بالا مهمتر بحث خدمات پس از فروش دستگاه CMMمی باشد.

با توجه به اينکه اين قبيل دستگاه ها در ليست تجهيزات تحريم شده از طرف کشورهای غربی می باشند ، دريافت خدمات پس از فروش از قبيل تهيه لوازم و قطعات يدکی ، تنظیمات نرم افزاری و پشتیبانی خدمات درايران بسيار مشکل داشته و تعداد بسيار زيادی از دستگاه های CMM موجود در ايران هم اکنون به دليل همين محدوديت ها بلا استفاده می باشد

 پس درزمان خريد بايد حتما” خريدار اطمينان داشته باشد که می تواند خدماتی مناسب و بدون محدوديت را برای دستگاه CMM خود از طريق نمايندگی های کارخانه توليد کننده دريافت نمايد.

شرکت مهندسی مهر هم اکنون نمايندگی 6 کارخانه معتبر CMM سازی اروپايی و آسيايی را دارد و با بهره مندی از تجهيزات به روز و مهندسين دوره ديده در شرکت های سازنده اطمينان خريدی مناسب را به شما ارائه می دهد.

 برخی از سوابق خدمات پس از فروش و خدمات فنی شرکت مهندسی مهر عبارتند از:

  *  ارائه خدمات حرفه اي کاليبراسيون دستگاه هایCMM به بيش از 500 شرکت و مرکز صنعتي در کشور.

  *  همکاري با بيش از 36 شرکت ، سازمان و مرکز معتبر اروپايي و آسيايي در زمينه ساخت و کاليبراسيون تجهيزات اندازه گيري        دقيق و مراجع استاندارد.

  *  آموزش بيش از 2500 کارشناس مترولوژي و کاليبراسيون در مراکز صنعتي و آموزشي کشور.

  *  شرکت مگا موتور : تعويض Scale ، Reader Head ، راه اندازی ،کاليبراسيون و تنظيم دستگاه CMM ساخت ZEISS آلمان.

  *  شرکت ايران خودرو : گارانتی ساليانه (ارائه کليه خدمات تنظيم ،سرويس،بازديد دوره ای،کاليبراسيون )   2 دستگاه CMM               ساخت LK انگلستان.

  *  شرکت سايپا : ارائه خدمات ساليانه جهت تنظيم و کاليبراسيون 2 دستگاه CMM ساخت POLI ايتاليا.

  *  شرکت موادکاران (مپنا) : خدمات نصب ، راه اندازی ، تنظيم و کاليبراسيون دستگاه CMM ساخت DEA ايتاليا.

    و بسياری از شرکتهای صنعتی ديگر.

امکانات و تجهيزات  شرکت مهندسی مهر:

·     شرکت مهندسی مهر  با بهره گيری از پرسنل مجرب و دوره ديده در کمپانی های سازنده دستگاه ها وبا سابقه طولانی در ارائه خدمات آزمايشگاهی بهترين و به روزترين خدمات را با توجه به نيازهای مشتری ارائه می کند اين خدمات به صورت تخصصی فقط مربوط به تجهيزات آزمايشگاهی ابعادی با استفاده از تجهيزاتی صورت ميگيرد که در ايران مختص شرکت مهر ميباشد.

·     اين تجهيزات دقيق ترين،با کيفيت ترين و به روزترين تکنولوژی های موجود در جهان میباشد که بسياری از آنها فقط در چند کشور صنعتی و معتبر دنيا يافت ميشود اما با توجه به خط مشی شرکت مهندسی مهر  که همواره سعی در پيشرو بودن دارد با تلاش فراوان موفق شده برای اعتلای صنعت کشور با بهره گيری از اين امکانات بالاترين سطح خدمات را در ايران و خاورميانه ارائه نمايد مانند پيشرفته ترين دستگاه اندازه گيری  ليزر اينترفرومتری موجود در ايران ،ساخت شرکت  Renishaw  انگلستان مدل XL-80  جهت تست و گزارش خطای دستگاهها. لازم به ذکر است دستگاه ليزر XL-80  قادر است تا گستره 80 متر را اندازه گيری نمايد و گزارش خطا را پس از تصحيح شرايط محيطی(دما-رطوبت-فشار) توسط دستگاه XC-80  در محل نصب دستگاه و پس از اعمال اصلاحات نسبت به دمای استاندارد ˚C20  ارائه نمايد. اين دستگاه انحصارا در ايران فقط در اختيار شرکت مهندسی مهر میباشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *