Ainneal tomhais co-òrdanachaidh’S e inneal a th’ ann an (CMM) a bhios a’ tomhas geoimeatraidh nithean fiosaigeach le bhith a’ mothachadh phuingean fa leth air uachdar an nì le probe. Bithear a’ cleachdadh diofar sheòrsaichean de phrobaichean ann an CMMan, nam measg meacanaigeach, optaigeach, laser, agus solas geal. A rèir an inneil, faodar suidheachadh a’ phrobe a smachdachadh le làimh le obraiche no faodar a smachdachadh le coimpiutair. Mar as trice bidh CMMan a’ sònrachadh suidheachadh probe a thaobh a ghluasad bho shuidheachadh iomraidh ann an siostam co-òrdanachaidh Cartesian trì-thaobhach (ie, le aisealan XYZ). A bharrachd air a bhith a’ gluasad a’ phrobe air feadh aisealan X, Y, agus Z, leigidh mòran innealan cuideachd le ceàrn a’ phrobe a bhith air a smachdachadh gus leigeil le tomhas uachdaran nach biodh ruigsinneach air dhòigh eile.
Leigidh an CMM “drochaid” 3D àbhaisteach le gluasad probe air trì aisealan, X, Y agus Z, a tha ceart-cheàrnach ri chèile ann an siostam co-òrdanachaidh Cartesian trì-thaobhach. Tha mothachair aig gach axis a bhios a’ cumail sùil air suidheachadh a’ phrobe air an axis sin, mar as trice le mionaideachd micrometer. Nuair a bhios am probe a’ conaltradh (no ga lorg ann an dòigh eile) ri àite sònraichte air an nì, bidh an inneal a’ samplachadh nan trì mothachairean suidheachaidh, agus mar sin a’ tomhas suidheachadh aon phuing air uachdar an nì, a bharrachd air vectar 3-thaobhach an tomhais a chaidh a ghabhail. Thèid am pròiseas seo ath-aithris mar a dh’ fheumar, a’ gluasad a’ phrobe gach turas, gus “neul puing” a thoirt gu buil a tha a’ toirt cunntas air na raointean uachdar a tha inntinneach.
Is e cleachdadh cumanta de CMMan ann am pròiseasan saothrachaidh is co-chruinneachaidh gus pàirt no co-chruinneachadh a dhearbhadh an aghaidh rùn an dealbhaidh. Ann an tagraidhean mar sin, thèid sgòthan puing a chruthachadh a thèid a sgrùdadh tro algairidhean ath-tharraing airson togail fheartan. Thèid na puingean seo a chruinneachadh le bhith a’ cleachdadh probe a thèid a shuidheachadh le làimh le obraiche no gu fèin-ghluasadach tro Smachd Coimpiutair Dìreach (DCC). Faodar CMMan DCC a phrògramachadh gus pàirtean co-ionann a thomhas a-rithist is a-rithist; mar sin tha CMM fèin-ghluasadach na sheòrsa sònraichte de robot gnìomhachais.
Pàirtean
Tha trì prìomh phàirtean ann an innealan tomhais co-òrdanachaidh:
- Am prìomh structar anns a bheil trì ais gluasaid. Tha an stuth a chaidh a chleachdadh gus am frèam gluasadach a thogail air atharrachadh thar nam bliadhnaichean. Chaidh clach-ghràin agus stàilinn a chleachdadh anns na CMM tràtha. An-diugh, bidh a h-uile prìomh neach-saothrachaidh CMM a’ togail frèamaichean bho aloi alùmanum no seòrsa de thoradh agus bidh iad cuideachd a’ cleachdadh ceirmeag gus stiffness an axis Z a mheudachadh airson tagraidhean sganaidh. Is ann ainneamh a bhios luchd-togail CMM an-diugh a’ dèanamh CMM frèam clach-ghràin air sgàth riatanas a’ mhargaidh airson daineamaigs meatreòlais nas fheàrr agus gluasad a tha a’ sìor fhàs gus CMM a stàladh taobh a-muigh an obair-lann càileachd. Mar as trice, chan eil ach luchd-togail CMM ìosal-tomhas-lìonaidh agus luchd-saothrachaidh dachaigheil ann an Sìona agus na h-Innseachan fhathast a’ dèanamh CMM clach-ghràin air sgàth dòigh-obrach ìosal teicneòlais agus inntrigeadh furasta gu bhith na neach-togail frèam CMM. Tha an gluasad a tha a’ sìor fhàs a dh’ionnsaigh sganadh cuideachd ag iarraidh gum bi axis Z an CMM nas stiff agus chaidh stuthan ùra a thoirt a-steach leithid ceirmeag agus carbide silicon.
- Siostam sgrùdaidh
- Siostam cruinneachaidh is lughdachadh dàta — mar as trice bidh rianadair inneil, coimpiutair deasg agus bathar-bog tagraidh ann.
Ri fhaotainn
Faodaidh na h-innealan sin a bhith nan seasamh leotha fhèin, làimhe agus so-ghiùlain.
Cruinneas
Mar as trice, thèid cruinneas innealan tomhais co-òrdanachaidh a thoirt seachad mar fhactar mì-chinnt mar ghnìomh thairis air astar. Airson CMM a bhios a’ cleachdadh probe suathaidh, tha seo a’ buntainn ri ath-aithris a’ phrobe agus cruinneas nan sgèilean loidhneach. Faodaidh ath-aithris àbhaisteach probe leantainn gu tomhasan taobh a-staigh .001mm no .00005 òirleach (leth deicheamh cuid) thairis air an tomhas-tomhais gu lèir. Airson innealan 3, 3+2, agus 5 ais, thèid probes a chalabrachadh gu cunbhalach a’ cleachdadh inbhean a ghabhas lorg agus thèid gluasad an inneil a dhearbhadh le bhith a’ cleachdadh thomhasairean gus dèanamh cinnteach à cruinneas.
Pàirtean sònraichte
Corp inneil
Chaidh a’ chiad CMM a leasachadh le Companaidh Ferranti na h-Alba anns na 1950an mar thoradh air feum dìreach air co-phàirtean mionaideach a thomhas anns na toraidhean armachd aca, ged nach robh ach 2 ais aig an inneal seo. Thòisich a’ chiad mhodalan 3-aiseach a’ nochdadh anns na 1960an (DEA na h-Eadailt) agus nochd smachd coimpiutair tràth anns na 1970an ach chaidh a’ chiad CMM a bha ag obair a leasachadh agus a chur air a’ mhargaidh le Browne & Sharpe ann am Melbourne, Sasainn. (Às dèidh sin, rinn Leitz sa Ghearmailt structar inneal stèidhichte le bòrd gluasadach.)
Ann an innealan an latha an-diugh, tha dà chas aig an structar-mòr seòrsa gantry agus canar drochaid ris gu tric. Bidh seo a’ gluasad gu saor air feadh a’ bhùird chlach-ghràin le aon chas (ris an canar gu tric a’ chas a-staigh) a’ leantainn rèile-treòrachaidh a tha ceangailte ri aon taobh den bhòrd chlach-ghràin. Tha a’ chas eile (gu tric a’ chas a-muigh) dìreach na laighe air a’ bhòrd chlach-ghràin a’ leantainn cumadh an uachdair dhìreach. Is e giùlan adhair an dòigh a thagh thu airson dèanamh cinnteach à siubhal gun suathadh. Anns na h-innealan sin, tha èadhar teann air a sparradh tro shreath de thuill glè bheag ann an uachdar giùlain rèidh gus cluasag adhair rèidh ach fo smachd a thoirt seachad air am faod an CMM gluasad ann an dòigh cha mhòr gun suathadh a dh’ fhaodar a dhìoladh tro bhathar-bog. Tha gluasad na drochaid no an gantry air feadh a’ bhùird chlach-ghràin a’ cruthachadh aon ais den phlèana XY. Tha carbad aig drochaid a’ ghantry a bhios a’ dol eadar na casan a-staigh agus a-muigh agus a’ cruthachadh an ais chòmhnard X no Y eile. Tha an treas ais gluasaid (ais Z) air a thoirt seachad le bhith a’ cur quill no dealgan dhìreach ris a bhios a’ gluasad suas is sìos tro mheadhan a’ charbaid. Tha am probe suathaidh a’ cruthachadh an inneal mothachaidh aig ceann a’ quill. Tha gluasad nan aisealan X, Y agus Z a’ toirt cunntas iomlan air a’ chèis tomhais. Faodar bùird rothlach roghainneil a chleachdadh gus ruigsinneachd a’ phròba tomhais a leasachadh gu pìosan obrach iom-fhillte. Chan eil am bòrd rothlach mar cheathramh axis dràibhidh a’ leasachadh tomhasan an tomhais, a tha fhathast 3D, ach tha e a’ toirt seachad ìre de shùbailteachd. Tha cuid de na proban suathaidh fhèin nan innealan rothlach cumhachdach leis a’ cheann proba comasach air tionndadh gu dìreach tro chòrr air 180 ceum agus tro chuairteachadh slàn 360 ceum.
Tha CMMan rim faighinn a-nis ann an grunn chruthan eile cuideachd. Tha iad sin a’ toirt a-steach gàirdeanan CMM a bhios a’ cleachdadh tomhasan ceàrnach a chaidh a ghabhail aig co-phàirtean a’ ghàirdein gus suidheachadh bàrr an stoidhle obrachadh a-mach, agus faodar an uidheamachadh le proban airson sganadh leusair agus ìomhaighean optigeach. Bithear gu tric a’ cleachdadh CMMan gàirdean mar sin far a bheil an so-ghiùlaineachd na bhuannachd thairis air CMMan leabaidh stèidhichte traidiseanta - le bhith a’ stòradh àiteachan tomhaiste, leigidh bathar-bog prògramaidh cuideachd leis a’ ghàirdean tomhais fhèin, agus an tomhas-tomhais aige, a ghluasad timcheall air a’ phàirt a tha ri thomhas rè cleachdadh tomhais. Leis gu bheil gàirdeanan CMM ag atharrais air sùbailteachd gàirdean daonna, bidh iad cuideachd gu tric comasach air taobh a-staigh phàirtean iom-fhillte a ruighinn nach gabhadh a phrobadh le bhith a’ cleachdadh inneal trì-axis àbhaisteach.
Probe meacanaigeach
Anns na làithean tràtha de thomhas co-òrdanachaidh (CMM), bhiodh probes meacanaigeach air an cur ann an neach-gleidhidh sònraichte aig ceann a’ phinn. Bha probe glè chumanta air a dhèanamh le bhith a’ tàthadh ball cruaidh ri ceann shailean. Bha seo air leth freagarrach airson raon iomlan de uachdaran rèidh, siolandair no cruinn a thomhas. Bhiodh probes eile air an bleith gu cumaidhean sònraichte, mar eisimpleir ceàrnag, gus leigeil le tomhas fheartan sònraichte. Bhiodh na probes sin air an cumail gu corporra an aghaidh a’ phìos obrach leis an t-suidheachadh san fhànais air a leughadh bho leughadh didseatach 3-axis (DRO) no, ann an siostaman nas adhartaiche, air an logadh a-steach do choimpiutair le bhith a’ cleachdadh suidse-coise no inneal coltach ris. Bha tomhasan a chaidh a dhèanamh leis an dòigh conaltraidh seo gu tric mì-earbsach leis gun deach innealan a ghluasad le làimh agus chuir gach obraiche inneil diofar ìrean de chuideam air a’ phrobe no ghabh iad ri diofar dhòighean airson an tomhais.
B’ e leasachadh eile a bh’ ann gun deach motaran a chur ris airson gach ais a dhràibheadh. Cha robh aig luchd-obrachaidh ri suathadh ris an inneal gu corporra tuilleadh ach b’ urrainn dhaibh gach ais a dhràibheadh le bhith a’ cleachdadh bogsa-làimhe le luing-stiùiridh san aon dòigh ri càraichean fo smachd iomallach an latha an-diugh. Dh’fhàs cruinneas agus mionaideachd tomhais gu mòr nas fheàrr le innleachd a’ phròba suathaidh dealain. B’ e Daibhidh McMurtry tùsaire an inneil pròba ùir seo a stèidhich an uairsin na tha a-nis Renishaw plc. Ged a bha e fhathast na inneal conaltraidh, bha peann-stealladh ball stàilinn le earrach (ball ruby nas fhaide air adhart) aig a’ phròba. Mar a bhean am pròba ri uachdar a’ phàirt, thionndaidh an peann-stealladh agus chuir e fiosrachadh co-òrdanachaidh X, Y, Z chun choimpiutair aig an aon àm. Dh’fhàs mearachdan tomhais air adhbhrachadh le luchd-obrachaidh fa leth nas lugha agus bha an t-àrd-ùrlar deiseil airson obrachaidhean CNC a thoirt a-steach agus aois CMMan a thighinn.
Ceann sgrùdaidh fèin-ghluasadach motair le sgrùdaidh suathaidh dealain
’S e siostaman lionsa-CCD a th’ ann am proban optaigeach, a thèid a ghluasad mar an fheadhainn meacanaigeach, agus a tha ag amas air a’ phuing inntinneach, an àite a bhith a’ beantainn ris an stuth. Thèid an ìomhaigh a chaidh a ghlacadh den uachdar a chuairteachadh taobh a-staigh crìochan uinneag tomhais, gus am bi an còrr iomchaidh airson eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar sònaichean dubha is geala. Faodar an lùb roinneadh obrachadh a-mach gu puing, is e sin am puing tomhais a tha a dhìth san fhànais. Tha am fiosrachadh còmhnard air an CCD 2D (XY) agus ’s e an suidheachadh dìreach suidheachadh an t-siostaim probanachaidh iomlan air an Z-drive stand (no co-phàirt inneal eile).
Siostaman probe sganaidh
Tha modailean nas ùire ann aig a bheil proban a bhios a’ slaodadh air uachdar nam puingean togail aig amannan sònraichte, ris an canar proban sganaidh. Tha an dòigh sgrùdaidh CMM seo gu tric nas cruinne na an dòigh àbhaisteach le proban suathaidh agus mar as trice nas luaithe cuideachd.
Tha an ath ghinealach de sganadh, ris an canar sganadh neo-chontact, a tha a’ toirt a-steach triantanachadh puing singilte leusair aig astar luath, sganadh loidhne leusair, agus sganadh solais gheal, a’ dol air adhart gu math luath. Bidh an dòigh seo a’ cleachdadh gathan leusair no solas geal a thèid a phròiseicteadh an aghaidh uachdar a’ phàirt. Faodar mìltean de phuingean a thogail an uairsin agus an cleachdadh chan ann a-mhàin gus meud agus suidheachadh a sgrùdadh, ach gus ìomhaigh 3D den phàirt a chruthachadh cuideachd. Faodar an “dàta sgòthan-puing” seo an uairsin a ghluasad gu bathar-bog CAD gus modail 3D obrach den phàirt a chruthachadh. Bithear gu tric a’ cleachdadh nan sganairean optigeach seo air pàirtean bog no cugallach no gus innleadaireachd cùil a dhèanamh nas fhasa.
- Proban micrometrology
’S e siostaman sgrùdaidh airson tagraidhean meatreòlais air sgèile bheag raon eile a tha a’ tighinn am bàrr. Tha grunn innealan tomhais co-òrdanachaidh (CMM) rim faighinn gu malairteach aig a bheil meanbh-sgrùdaidh air a thogail a-steach don t-siostam, grunn shiostaman sònraichte ann an deuchainn-lannan an riaghaltais, agus àireamh sam bith de àrd-ùrlaran meatreòlais air an togail le oilthighean airson meatreòlais air sgèile bheag. Ged a tha na h-innealan sin math agus ann an iomadh cùis nan àrd-ùrlaran meatreòlais sàr-mhath le sgèilean nanometric, is e am prìomh chuingealachadh aca meanbh-sgrùdaidh/nano earbsach, làidir, comasach.[feum air luaidh]Am measg nan dùbhlain a tha romh theicneòlasan sgrùdaidh air sgèile bheag tha an fheum air probe le co-mheas taobh àrd a leigeas le feartan domhainn, cumhang a bhith ann le feachdan conaltraidh ìosal gus nach dèan iad cron air an uachdar agus le mionaideachd àrd (ìre nanomeatair).[feum air luaidh]A bharrachd air sin, tha proban meanbh-sgèile buailteach do shuidheachaidhean àrainneachdail leithid taiseachd agus eadar-obrachaidhean uachdar leithid stiction (air adhbhrachadh le greamachadh, meniscus, agus/no feachdan Van der Waals am measg feadhainn eile).[feum air luaidh]
Am measg nan teicneòlasan a chleachdar gus sgrùdadh meanbh-sgèile a choileanadh tha dreach nas lugha de sgrùdadh CMM clasaigeach, sgrùdadh optigeach, agus sgrùdadh tonn seasamh am measg feadhainn eile. Ach, chan urrainnear teicneòlasan optigeach gnàthach a sgèileadh beag gu leòr airson feart domhainn, cumhang a thomhas, agus tha rùn optigeach air a chuingealachadh le tonn-fhaid an t-solais. Bheir ìomhaighean X-ghath dealbh den fheart ach chan eil fiosrachadh meatreòlais ri lorg.
- Prionnsabalan fiosaigeach
Faodar proban optaigeach agus/no proban leusair a chleachdadh (mas urrainnear ann an co-bhonn), a dh’atharraicheas CMMn gu miocroscopan tomhais no innealan tomhais ioma-mhothachaidh. Chan eilear a’ gairm innealan tomhais ri siostaman ro-mheasaidh iomaill, siostaman triantanachaidh theodolite no siostaman fad às agus triantanachaidh leusair, ach tha an toradh tomhais mar an ceudna: puing fànais. Bithear a’ cleachdadh proban leusair gus an t-astar eadar an uachdar agus a’ phuing iomraidh aig ceann na slabhraidh cinematic (ie: ceann a’ phàirt Z-drive) a lorg. Faodaidh seo gnìomh eadar-theachdail, atharrachadh fòcas, tionndadh solais no prionnsapal sgàil-ghathan a chleachdadh.
Innealan tomhais co-òrdanachaidh so-ghiùlain
Ged a bhios CMMan traidiseanta a’ cleachdadh probe a ghluaiseas air trì aisealan Cartesian gus feartan corporra nì a thomhas, bidh CMMan so-ghiùlain a’ cleachdadh gàirdeanan co-cheangailte no, a thaobh CMMan optigeach, siostaman sganaidh gun ghàirdeanan a bhios a’ cleachdadh dhòighean triantanachaidh optigeach agus a leigeas le saorsa gluasaid iomlan timcheall an nì.
Tha sia no seachd aisealan aig CMMan so-ghiùlain le gàirdeanan co-cheangailte, agus tha còdairean rothlach orra, an àite aisealan loidhneach. Tha gàirdeanan so-ghiùlain aotrom (mar as trice nas lugha na 20 not) agus faodar an giùlan agus an cleachdadh cha mhòr an àite sam bith. Ach, tha CMMan optigeach gan cleachdadh barrachd is barrachd anns a’ ghnìomhachas. Air an dealbhadh le camarathan sreath loidhneach no maitrís teann (mar an Microsoft Kinect), tha CMMan optigeach nas lugha na CMMan so-ghiùlain le gàirdeanan, chan eil uèirichean annta, agus leigidh iad le luchd-cleachdaidh tomhasan 3D a ghabhail gu furasta de gach seòrsa nì a tha suidhichte cha mhòr an àite sam bith.
Tha cuid de thagraidhean neo-ath-aithriseach leithid innleadaireachd cùil, prototàipeadh luath, agus sgrùdadh mòr-sgèile air pàirtean de gach meud freagarrach airson CMMan so-ghiùlain. Tha iomadh buannachd ann bho CMMan so-ghiùlain. Tha sùbailteachd aig luchd-cleachdaidh tomhasan 3D a ghabhail de gach seòrsa pàirt agus anns na h-àiteachan as iomallaiche/duilich. Tha iad furasta an cleachdadh agus chan fheum iad àrainneachd fo smachd gus tomhasan ceart a ghabhail. A bharrachd air an sin, tha CMMan so-ghiùlain buailteach a bhith nas saoire na CMMan traidiseanta.
Is e an eas-bhuannachd a tha an lùib CMMan so-ghiùlain obrachadh làimhe (feumaidh duine an-còmhnaidh an cleachdadh). A bharrachd air an sin, faodaidh an cruinneas iomlan a bhith beagan nas lugha na cruinneas CMM seòrsa drochaid agus chan eil e cho freagarrach airson cuid de thagraidhean.
Innealan tomhais ioma-mhothachaidh
Bidh teicneòlas CMM traidiseanta a’ cleachdadh proban suathaidh gu tric air a chur còmhla ri teicneòlas tomhais eile an-diugh. Tha seo a’ toirt a-steach mothachairean laser, bhidio no solas geal gus tomhas ioma-mhothachaidh a thoirt seachad.
Àm puist: 29 Dùbhlachd 2021