Dè a th’ ann an inneal tomhais co-chomharran?

Ainneal tomhais co-òrdanachaidh(CMM) na inneal a bhios a’ tomhas geoimeatraidh nithean corporra le bhith a’ mothachadh puingean air leth air uachdar an nì le probe.Bithear a’ cleachdadh diofar sheòrsaichean de probes ann an CMMn, a’ gabhail a-steach solas meacanaigeach, optigeach, leusair agus geal.A rèir an inneil, faodaidh gnìomhaiche smachd a chumail air suidheachadh an sgrùdaidh no faodaidh e a bhith fo smachd coimpiutair.Mar as trice bidh CMMn a’ sònrachadh suidheachadh probe a thaobh a bhith ga ghluasad bho shuidheachadh iomraidh ann an siostam co-òrdanachaidh trì-thaobhach Cartesianach (ie, le tuaghan XYZ).A bharrachd air a bhith a’ gluasad an probe air na tuaghan X, Y, agus Z, tha mòran innealan cuideachd a’ leigeil le smachd a chumail air ceàrn an sgrùdaidh gus an tèid uachdar a thomhas a bhiodh neo-ruigsinneach air dhòigh eile.

Tha an “drochaid” 3D àbhaisteach CMM a’ ceadachadh gluasad probe air trì tuaghan, X, Y agus Z, a tha orthogonal ri chèile ann an siostam co-òrdanachaidh Cartesian trì-thaobhach.Tha sensor aig gach axis a bhios a’ cumail sùil air suidheachadh an probe air an axis sin, mar as trice le mionaideachd micrometer.Nuair a bhios an probe a’ conaltradh (no a’ lorg eile) àite sònraichte air an nì, bidh an inneal a’ samplachadh nan trì mothachairean suidheachaidh, mar sin a’ tomhas suidheachadh aon phuing air uachdar an nì, a bharrachd air an vectar 3-mheudach den tomhas a chaidh a ghabhail.Bidh am pròiseas seo air ath-aithris mar a dh’ fheumar, a’ gluasad an probe gach turas, gus “sgòth puing” a dhèanamh a bheir cunntas air na raointean uachdar inntinneach.

Tha cleachdadh cumanta de CMMn ann am pròiseasan saothrachaidh agus cruinneachaidh gus deuchainn a dhèanamh air pàirt no co-chruinneachadh an aghaidh rùn dealbhaidh.Ann an leithid de thagraidhean, thèid sgòthan puing a chruthachadh a thèid an sgrùdadh tro algoirmean ais-tharraing airson feartan a thogail.Tha na puingean sin air an cruinneachadh le bhith a’ cleachdadh probe a tha air a shuidheachadh le làimh le gnìomhaiche no gu fèin-ghluasadach tro Direct Computer Control (DCC).Faodar CMMn DCC a phrògramadh gus pàirtean co-ionann a thomhas a-rithist;mar sin tha CMM fèin-ghluasadach na sheòrsa sònraichte de inneal-fuadain gnìomhachais.

Pàirtean

Tha trì prìomh phàirtean anns na h-innealan tomhais co-òrdanachaidh:

  • Am prìomh structar anns a bheil trì làmhagan gluasad.Tha an stuth a chaidh a chleachdadh airson frèam gluasadach a thogail air a bhith eadar-dhealaichte thar nam bliadhnaichean.Chaidh clach-ghràin agus stàilinn a chleachdadh anns na CMMan tràth.An-diugh bidh a h-uile prìomh neach-saothrachaidh CMM a’ togail frèamaichean bho alùmanum alloy no cuid de thoraidhean agus cuideachd a’ cleachdadh ceirmeag gus stiffness an axis Z àrdachadh airson sganadh thagraidhean.Is e glè bheag de luchd-togail CMM an-diugh a tha fhathast a’ saothrachadh frèam clach-ghràin CMM air sgàth riatanas margaidh airson daineamaigs meata-eòlais nas fheàrr agus gluasad a tha a’ sìor fhàs gus CMM a chuir a-steach taobh a-muigh an obair-lann càileachd.Mar as trice chan eil ach luchd-togail CMM meud ìosal agus luchd-saothrachaidh dachaigheil ann an Sìona agus na h-Innseachan fhathast a’ saothrachadh clach-ghràin CMM mar thoradh air dòigh-obrach teicneòlais ìosal agus inntrigeadh furasta gu bhith nan neach-togail frèam CMM.Tha an gluasad a tha a’ sìor fhàs a dh’ionnsaigh sganadh cuideachd ag iarraidh gum bi an axis CMM Z nas cruaidhe agus chaidh stuthan ùra a thoirt a-steach leithid ceirmeag agus carbide sileaconach.
  • Siostam sgrùdaidh
  • Siostam cruinneachadh is lughdachadh dàta - mar as trice a’ toirt a-steach rianadair inneal, coimpiutair deasg agus bathar-bog tagraidh.

Ri fhaotainn

Faodaidh na h-innealan sin a bhith nan seasamh leotha fhèin, inneal-làimhe agus so-ghiùlain.

Cruinneas

Mar as trice tha cruinneas innealan tomhais co-òrdanachaidh air a thoirt seachad mar fheart mì-chinnt mar ghnìomh thar astar.Airson CMM a’ cleachdadh probe suathaidh, tha seo co-cheangailte ri ath-aithris an probe agus neo-mhearachdachd nan lannan sreathach.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 axis, bidh probes air an calibadh gu riaghailteach a’ cleachdadh inbhean a ghabhas lorg agus tha gluasad an inneil air a dhearbhadh le bhith a’ cleachdadh gasaichean gus dèanamh cinnteach gu bheil iad ceart.

Pàirtean sònraichte

Corp inneal

Chaidh a’ chiad CMM a leasachadh le Companaidh Ferranti na h-Alba anns na 1950n mar thoradh air feum dìreach air pàirtean mionaideach a thomhas anns na toraidhean armachd aca, ged nach robh ach dà thuagh aig an inneal seo.Thòisich a’ chiad mhodalan 3-axis a’ nochdadh anns na 1960n (DEA na h-Eadailt) agus chaidh smachd coimpiutair a dheasbad tràth anns na 1970n ach chaidh a’ chiad CMM obrach a leasachadh agus a chuir air a reic le Browne & Sharpe ann am Melbourne, Sasainn.(An uairsin rinn Leitz Germany structar inneal stèidhichte le clàr gluasadach.

Ann an innealan an latha an-diugh, tha dà chas aig an àrd-structar seòrsa gantry agus gu tric canar drochaid ris.Bidh seo a 'gluasad gu saor air a' bhòrd clach-ghràin le aon chas (ris an canar gu tric a 'chas a-staigh) a' leantainn rèile treòrachaidh ceangailte ri aon taobh den chlàr clach-ghràin.Tha a’ chas mu choinneamh (gu tric a’ chas a-muigh) dìreach na laighe air a’ bhòrd clach-ghràin a’ leantainn cumadh uachdar dìreach.Is e giùlan adhair an dòigh a chaidh a thaghadh airson siubhal gun suathadh.Annta sin, thathas a’ sparradh èadhar teann tro shreath de thuill glè bheag ann an uachdar còmhnard còmhnard gus cuisean èadhair rèidh ach fo smachd a sholarachadh air an urrainn don 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 a 'bhòrd clach-ghràin a' cruthachadh aon axis den phlèana XY.Ann an drochaid an gantry tha carbad a tha a 'dol eadar na casan a-staigh agus a-muigh agus a' cruthachadh an axis chòmhnard X no Y eile.Tha an treas axis gluasaid (Z axis) air a sholarachadh le bhith a’ cur cuibhle no dealgan dìreach ris a ghluaiseas suas is sìos tro mheadhan a’ charbaid.Bidh an probe suathaidh a’ cruthachadh an inneal mothachaidh aig deireadh a’ chuilc.Tha gluasad nan tuaghan X, Y agus Z a’ toirt làn mhìneachadh air a’ chèis tomhais.Faodar bùird rothlach roghainneil a chleachdadh gus ruigsinneachd an probe tomhais gu pìosan obrach iom-fhillte a neartachadh.Chan eil an clàr rothlach mar cheathramh axis dràibhidh ag àrdachadh na tomhasan tomhais, a tha fhathast 3D, ach tha e a’ toirt seachad ìre de shùbailteachd.Tha cuid de sgrùdairean suathaidh nan innealan rothlach le cumhachd iad fhèin leis an tip probe comasach air gluasad gu dìreach tro bharrachd air 180 ceum agus tro chuairteachadh làn 360 ceum.

Tha CMMan a-nis rim faighinn ann an grunn chruthan eile.Tha iad sin a’ toirt a-steach gàirdeanan CMM a bhios a’ cleachdadh tomhasan ceàrnach a chaidh a thogail aig joints a’ ghàirdean gus suidheachadh tip an stoidhle obrachadh a-mach, agus faodar a chuir a-mach le probes airson sganadh laser agus ìomhaighean optigeach.Bithear a’ cleachdadh a leithid de CMM gàirdean gu tric far a bheil an comas giùlain na bhuannachd thairis air CMMan leabaidh stèidhichte traidiseanta - le bhith a’ stòradh àiteachan tomhaiste, bidh bathar-bog prògramaidh cuideachd a’ ceadachadh a’ ghàirdean tomhais fhèin a ghluasad, agus an tomhas-lìonaidh aige, timcheall air a’ phàirt a thèid a thomhas rè cleachdadh tomhais.Leis gu bheil gàirdeanan CMM ag atharrais air sùbailteachd gàirdean daonna bidh iad gu tric comasach air taobh a-staigh phàirtean iom-fhillte a ruighinn nach gabhadh an sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh inneal àbhaisteach trì axis.

Sgrùdadh meacanaigeach

Anns na làithean tràtha de thomhas co-òrdanachaidh (CMM), chaidh probes meacanaigeach a chuir a-steach do neach-gleidhidh sònraichte aig deireadh a ’chuilbheart.Bhiodh probe gu math cumanta air a dhèanamh le bhith a’ sàthadh ball cruaidh gu ceann cas.Bha seo air leth freagarrach airson a bhith a’ tomhas raon iomlan de dh’ aghaidh còmhnard, uachdar siolandair no spherical.Chaidh probes eile a chur gu cumaidhean sònraichte, mar eisimpleir ceathramh, gus feartan sònraichte a thomhas.Chaidh na probes sin a chumail 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 tionndadh coise no inneal coltach ris.Gu tric bha tomhasan a chaidh a ghabhail leis an dòigh conaltraidh seo neo-earbsach leis gu robh innealan air an gluasad le làimh agus chuir gach gnìomhaiche inneal diofar ìrean de chuideam air an probe no ghabh iad ri dòighean eadar-dhealaichte airson an tomhais.

B’ e leasachadh eile motaran a chuir a-steach airson gach axis a dhràibheadh.Cha robh aig luchd-obrachaidh ri suathadh gu corporra ris an inneal tuilleadh ach b’ urrainn dhaibh gach axis a dhràibheadh ​​​​a ’cleachdadh bogsa-làimhe le bataichean gàirdeachais san aon dòigh ri càraichean ùra le smachd iomallach.Thàinig piseach mòr air cruinneas tomhais agus mionaideachd le innleachd an inneal suathaidh dealanach.B’ e tùsaire an inneal sgrùdaidh ùr seo Dàibhidh McMurtry a chruthaich an-diugh Renishaw plc.Ged a bha e fhathast na inneal conaltraidh, bha stoidhle ball stàilinn làn earrach (ball ruby ​​​​nas fhaide air adhart) aig an probe.Mar a bha an probe a’ suathadh ri uachdar na h-earrainn chuir an stylus air falbh agus aig an aon àm chuir e am fiosrachadh co-òrdanachaidh X,Y,Z chun choimpiutair.Dh’ fhàs na mearachdan tomhais a dh’ adhbhraich luchd-obrachaidh fa-leth nas lugha agus chaidh an ìre a shuidheachadh airson gnìomhachd CNC a thoirt a-steach agus CMM a’ tighinn gu aois.

Ceann probe fèin-ghluasadach le motair le probe brosnachaidh suathaidh dealanach

Is e siostaman lionsa-CCD a th’ ann an probes optigeach, a tha air an gluasad mar an fheadhainn meacanaigeach, agus a tha ag amas air an àite inntinneach, an àite a bhith a’ suathadh ris an stuth.Bidh an ìomhaigh a chaidh a ghlacadh den uachdar dùinte ann an crìochan uinneag tomhais, gus am bi am fuigheall iomchaidh airson a bhith eadar-dhealaichte eadar sònaichean dubh is geal.Faodar an lùb roinneadh a thomhas gu puing, is e sin am puing tomhais a thathar ag iarraidh san fhànais.Is e am fiosrachadh còmhnard air an CCD 2D (XY) agus is e an suidheachadh dìreach suidheachadh an t-siostam dearbhaidh iomlan air an stand Z-drive (no pàirt inneal eile).

A ' sganadh siostaman sgrùdaidh

Tha modalan nas ùire ann le probes a bhios a’ slaodadh sìos uachdar a’ phàirt a’ gabhail puingean aig amannan sònraichte, ris an canar sgrùdairean sganaidh.Tha an dòigh sgrùdaidh CMM seo gu tric nas cruinne na an dòigh àbhaisteach suathaidh-dearbhaidh agus mar as trice nas luaithe cuideachd.

Tha an ath ghinealach de sganadh, ris an canar sganadh neo-conaltraidh, a tha a’ toirt a-steach triantanachadh aon phuing laser àrd-astar, sganadh loidhne laser, agus sganadh solais geal, a’ tighinn air adhart gu math luath.Bidh an dòigh seo a’ cleachdadh an dàrna cuid sailean laser no solas geal a thathar an dùil an aghaidh uachdar na pàirt.Faodar an uairsin mìltean de phuingean a ghabhail agus a chleachdadh chan ann a-mhàin airson meud agus suidheachadh a sgrùdadh, ach airson ìomhaigh 3D den phàirt a chruthachadh cuideachd.Faodar an “dàta puing-sgòthan” seo an uairsin a ghluasad gu bathar-bog CAD gus modal obrach 3D den phàirt a chruthachadh.Bidh na sganaran optigeach seo gu tric air an cleachdadh air pàirtean bog no fìnealta no gus innleadaireachd cùil a dhèanamh comasach.

Deuchainnean micrometrology

Tha siostaman sgrùdaidh airson tagraidhean meatrach-eòlas microscale na raon eile a tha a’ tighinn am bàrr.Tha grunn innealan tomhais co-òrdanachaidh rim faighinn gu malairteach (CMM) aig a bheil microprobe fhilleadh a-steach don t-siostam, grunn shiostaman sònraichte aig deuchainn-lannan riaghaltais, agus àireamh sam bith de àrd-ùrlaran meatrach a chaidh a thogail le oilthigh airson meata-eòlas microscale.Ged a tha na h-innealan sin math agus ann an iomadh cùis àrd-ùrlaran meatrach sàr-mhath le lannan nanometrig, is e am prìomh chuingealachadh aca sgrùdadh micro / nano earbsach, làidir, comasach.[luaidh a dhìth]Tha dùbhlain airson teicneòlasan sgrùdaidh microscale a’ toirt a-steach an fheum air probe co-mheas àrd a bheir comas faighinn gu feartan domhainn, cumhang le feachdan conaltraidh ìosal gus nach dèan iad cron air an uachdar agus mionaideachd àrd (ìre nanometer).[luaidh a dhìth]A bharrachd air an sin tha probes microscale buailteach do shuidheachadh àrainneachd leithid taiseachd agus eadar-obrachaidhean uachdar leithid steigeadh (air adhbhrachadh le adhesion, meniscus, agus / no feachdan Van der Waals am measg feadhainn eile).[luaidh a dhìth]

Tha teicneòlasan gus sgrùdadh microscale a choileanadh a’ toirt a-steach dreach nas lugha de probes CMM clasaigeach, probes optigeach, agus probe tonn seasmhach 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-tonn an t-solais.Tha ìomhaighean X-ray a’ toirt dealbh den fheart ach chan eil fiosrachadh meata-eòlais ri lorg.

Prionnsabalan corporra

Faodar probes optigeach agus / no probes laser a chleachdadh (ma ghabhas sin dèanamh còmhla), a dh’ atharraicheas CMM gu miocroscopan tomhais no innealan tomhais ioma-mhothachaidh.Chan e innealan tomhais a chanar ri siostaman ro-mheasadh iomaill, siostaman triantachaidh theodolite no siostaman fad às agus triantanach laser, ach tha an toradh tomhais mar an ceudna: puing fànais.Bithear a’ cleachdadh probes laser gus an astar eadar an uachdar agus an t-àite iomraidh aig deireadh an t-sreath cinematic a lorg (ie: deireadh a’ phàirt Z-drive).Faodaidh seo gnìomh interferometrical, atharrachadh fòcas, sèididh solais no prionnsapal sgàileadh beam a chleachdadh.

Innealan tomhais co-òrdanachaidh so-ghiùlain

Fhad ‘s a bhios CMMn traidiseanta a’ cleachdadh probe a ghluaiseas air trì tuaghan Cartesianach gus feartan corporra nì a thomhas, bidh CMMan so-ghiùlain a’ cleachdadh an dàrna cuid gàirdeanan altach no, a thaobh CMMan optigeach, siostaman sganaidh gun ghàirdean a bhios a’ cleachdadh dòighean triantanachaidh optigeach agus a’ comasachadh saorsa gluasaid iomlan. timcheall an nì.

Tha sia no seachd tuaghan aig CMMan so-ghiùlain le gàirdeanan altach a tha uidheamaichte le còdairean rothlach, an àite tuaghan sreathach.Tha gàirdeanan so-ghiùlain aotrom (mar as trice nas lugha na 20 not) agus faodar an giùlan agus an cleachdadh faisg air àite sam bith.Ach, tha CMMan optigeach gan cleachdadh barrachd is barrachd sa ghnìomhachas.Air a dhealbhadh le camarathan sreathach sreathach no matrix (mar an Microsoft Kinect), tha CMMan optigeach nas lugha na CMMn so-ghiùlain le gàirdeanan, gun uèirichean annta, agus a’ toirt cothrom do luchd-cleachdaidh tomhas 3D a ghabhail gu furasta de gach seòrsa rud a tha suidhichte cha mhòr àite sam bith.

Tha cuid de thagraidhean neo-ath-aithriseach leithid innleadaireachd cùil, prototyping luath, agus sgrùdadh mòr air pàirtean de gach meud air leth freagarrach airson CMMn so-ghiùlain.Tha buannachdan CMM so-ghiùlain ioma-fhillte.Tha sùbailteachd aig luchd-cleachdaidh ann a bhith a’ gabhail tomhais 3D 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 tomhas ceart a dhèanamh.A bharrachd air an sin, tha CMMan so-ghiùlain buailteach a bhith a’ cosg nas lugha na CMMan traidiseanta.

Is e obrachadh làimhe a th’ anns na malairtidhean gnèitheach de CMMn (bidh iad an-còmhnaidh ag iarraidh air duine an cleachdadh).A bharrachd air an sin, faodaidh an cruinneas iomlan aca a bhith beagan nas neo-mhearachdach na ìre drochaid CMM agus chan eil e cho freagarrach airson cuid de thagraidhean.

Innealan tomhais multisensor

Bidh teicneòlas CMM traidiseanta a’ cleachdadh probes suathaidh gu tric air a chur còmhla ri teicneòlas tomhais eile.Tha seo a’ toirt a-steach mothachairean leusair, bhidio no solais geal gus an rud ris an canar tomhas multisensor a thoirt seachad.


Ùine puist: Dùbhlachd-29-2021