امتیاز موضوع:
  • 68 رأی - میانگین امتیازات: 2.93
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
از سیر تا پیاز CMM ( ماشین های اندازه گیری مختصات )
#1
[تصویر:  download.php?img=1134]
.: مــاشــیــن های انــدازه گــیــری دقـــیــق :.

CMM


Coordinate Measuring Machines


یک مقاله کامل به همراه فیلم و پاورپوینت معرفی CMM

تاریخچه :
mall">« در سال1950 دو پيشرفت در عرصه اندازه گيري روي داد . يكي از آنها سيستم شبكه هاي انكساري ( Diffraction Gratings ) بود كه توانست اندازه گيري حركت محورها را با دقت بالايي انجام دهد و ديگري به كار بردن ياتاقان هاي خطي بدون اصطكاك در محور ماشين ها و كنترل اتوماتيك آن ها بود . اين مسأله به طراحي CMM ها انجاميد .ماشين هايي كه ميز آن ها قابليت حمل قطعات بزرگ را دارند و اندازه گيري را در سه محور متعامد انجام مي دهند . ماشين هاي اوليه يك گلويي داشتند كه يك Probe با دماغه مخروطي در آن نصب مي شد . محورها حركت مي كردند تا Probe روي سوراخي كه مختصات آن اندازه گيري مي شد قرار گيرد . سپس داخل سوراخ رانده مي شد و نيرويي كه توسط مخروط وارد مي شد به اندازه اي بود كه محورهاي كم اصطكاك امكان مركز شدن را مي يافتند . به اين ترتيب موقعيت سوراخ نسبت به مبدأ مشخص مي گرديد و بر روي شمارنده دكاتروني نمايش مي يافت . اين شمارنده بعدها با ديودهاي نوري تعويض گشت . همچنين پيشرفت هاي ديگري بر كارايي CMM هاي بزرگ افزود . يكي تعويض پراب هاي قبلي با پراب هاي تماسي (Touch Trigger) و ديگري كاربرد كامپيوتر در كنترل ، ثبت و پردازش حركت محورها بود . ماشين هاي امروزي از همان اصول پيروي مي كنند .

چكيده:
امروزه با توجه به نقش علم اندازه شناسي و اندازه گيري در تمامي علوم و از جمله مباحث كيفيت اكثر آزمايشگاهها، مراكز و صنايع توليدي كه به نحوي با تجهيزات اندازه گيري و يا ماشين آلات توليدي درگير مي باشند به منظور ارائه خدمات خرسند ساز و يا توليد محصولات با كيفيت سعي بر اين دارند تا همواره از ابزارهاي اندازه گيري مدرن و پيشرفته بهره گيري نمايند. از طرفي کيفيت ارقام حاصله از اندازه گيري بطور مستقيم به اندازه گيري هايي بستگي دارد که از سيستم هاي اندازه گيري (ابزار دقيق) گرفته مي شود. واقعيت آنست كه عملكرد موفق هر فرايند بستگي به صحت كاركرد هر يك از وسايل اندازه گيري در مدار كنترل وسلامت اندازه گيري با آن مي باشد. شناخت كامل اين وسايل، اين اطمينان را فراهم مي سازد كه نتايج حاصله از اندازه گيري به نحو مطلوبي در ارتقا كيفيت و محصول نهايي موثر واقع گردد. در اين مقاله سعي بر اين است که درک صحيحي از عملکرد، بخش هاي مختلف يک CMM ، شرايط محيطي و کاليبراسيون يک دستگاه CMM ارائه گردد.

1. مقدمه
[1] CMMيا Coordinate Measuring Machine وسيله اي است براي اندازه گيري سه بعدي قطعات يا هر وسيله اي كه اندازه هاي آن يا پارامترهايي مانند توازي، تعامد، زاويه و ...... در آن بايد به صورت سه بعدي اندازه گيري يا محاسبه شوند. [1].
بطور كلي اساس كار يك CMM به خط كشهاي دقيق اندازه گيري (نوري يا مغناطيسي) بستگي دارد واين خط كشها هستند كه توسط (Reader Head) هايي كه روي آنها نصب شده اطلاعات را به نمايشگر كه خود مي تواند تنها يك نمايشگر ساده (DRO) Digital Readd Out يا يك كامپيوتر با نرم افزاري پيچيده باشد، ارسال مي كنند و مي توان بر اساس اين اطلاعات ارسال شده موقعيت لحظه اي اندازه گيري (probe) را در فضا شناسايي كرد.

2. شكل ظاهريCMM
با توجه به ماهيت CMM كه بايد قادر باشد قطعات را به صورت سه بعدي و در فضا اندازه گيري نمايد CMM ها بايد بتوانند محل اندازه گيري را بدون آنكه قطعه حركت داده شود در تمام جهات حس كنند و به همين منظور بازوهاي CMM مي توانند در سه جهت X و Yو Z يعني طول، عرض و ارتفاع بطور همزمان حركت نمايند.
در ضمن به منظور آنكه قطعه كار مورد اندازه گيري در فضاي قابل دسترسي CMM بصورتي مناسب قرار داده شود معمولاً ميزي تعبيه مي گردد تا بازوهاي CMM روي آن حركت نمايند وقطعه مورد نظر روي آن قرار گيرد، اگر چه بعضي از مدلهاي CMM مي توانند بدون ميز نيز باشند. جدا از قسمت مكانيكي CMM ، قسمت هاي الكترونيكي كه شامل رابطها Interface وكامپيوتر يا نمايشگر(DRO) هستند نيز در كنار آن قرار دارند تا به سهولت بتوان هنگام اندازه گيري، از نتيجه امر مطلع شد.

3. انواعCMM
با توجه به اينكه بازوهاي CMM مي توانند حالتهاي مختلفي در فضا داشته باشند نوع CMM ها از نظر شكل ظاهري تفاوت مي كند. گرچه نحوه اتصال بازوها به يكديگر و ميز مي تواند حالتهاي بسياري داشته باشد اما بطور كلي به دو گروه تقسيم مي شوند:
1- مدلهاي بازويي: در اين نوع از CMM ها به دليل آنكه قسمت اندازه گير (probe) دستگاه روي يكي از بازوهاي CMM قرار گرفته و اين محور مانند بازويي روي ميز دستگاه در حركت است به آن مدل بازويي اطلاق مي گردد.


2- مدل دروازه اي: اين مدل همانطور كه از شكل آن مشخص است حالت دروازه اي را دارد كه بر روي ميز در حركت است.


توضيح: معمولاً مدلهاي دروازه اي از دقت و طبعاً قيمت بالاتري نسبت به مدلهاي بازويي برخوردارند.


4. حركت بازوها
به منظور حركت دادن بازوها مي توان از دو روش سود جست:
1- روش دستي Manual كه در آن حركت بازوها توسط دست انسان صورت مي گيرد.


2- روش خودكار CNC كه در آن حركت بازوها توسط موتور انجام گرفته و فرامين توسط كامپيوتر و Interface صادر مي شود.


به منظور سهولت در حركت بازوها از بلبرينگ و چرخ يا بالشتكهاي هوا كه بيشتر در مدلهاي CNC كاربرد دارند، استفاده مي شود.
توضيح: معمولاً مدلهاي خودكار از دقت و طبعاً قيمت بالاتري نسبت به مدلهاي دستي برخوردارند.

5. خط كشها
اصلي ترين قسمت يك CMM كه در حقيقت كار اندازه گيري توسط آن صورت مي پذيرد خط كشهاي نصب شده روي بازوها است. اين خط كشها مي توانند مغناطيسي يا نوري باشند. طبعاً مدلهاي نوري از دقت بالاتري برخوردارند ولي در مقايسه با مدلهاي مغناطيسي شرايط نگهداري آنها نيز خاص تر بوده و يا بايد با دقت بيشتري انجام پذيرد.


6. اندازه گير( probe )
بخشي از CMM كه با حركت بازوها به محل اندازه گيري نزديك مي شود وبا تماس به محل مورد نظر كار اندازه گيري را انجام مي دهد ( در حقيقت باعث مي شود تا فرمان ارسال موقعيت X و Yو Z خط كشها به كامپيوتر يا DRO ارسال شود ) به نام probe شناخته مي شود.

پراب ها نيز مي توانند مدلهاي مختلفي داشته باشند از انواع دستي Manual تا كاملاً خودكار Motorized گرفته و همچنين با اندازه ها و اشكال مختلف.


7. ميزCMM
محلي كه به منظور قرار دادن وسايل مورد اندازه گيري در نظر گرفته مي شود معمولاً ميزي است كه از جنس چدن يا گرافيك. ميزهاي گرانيتي از دقت بالاتري نسبت به مدلهاي چدني برخوردارند ولي به دليل آنكه ظريف تر نيز هستند براي قرار دادن قطعات بسيار سنگين و خشن چندان مناسب نيستند.



8. اينترفيس( Interface)
بخشي از دستگاه كه وظيفه ارتباطي بين CMM (پراب، خط كشها و موتورها ) وقسمت محاسباتي دستگاه (DRO يا كامپيوتر ) را بر عهده دارد Interface ناميده مي شود. اين قسمت در ساده ترين نوع، مربوط به CMM هاي دستي Manual با پراب دستي و در پيچيده ترين نوع مربوط به مدلهاي خودكار CNC با پراب مكانيزه Motorized است .

9. نمايشگر
در ساده ترين حالت، يك CMM تنها موقعيت اندازه گير probeرا در فضاي سه بعدي X و Yو Z نمايش مي دهد و انجام كليه محاسبات و تحليل ها به عهده كاربر دستگاه است.
در حالتي پيچيده تر اين بخش از ماشين پاره اي از عمليات محاسباتي را نيز مي تواند انجام دهد. اين عمليات ساده مي تواند محاسبه فاصله بين دو نقطه، محاسبه يك زاويه و.......... باشد.


در كاملترين نوع CMM كليه اطلاعات مربوط به بازوها و پراب به كامپيوتر ارسال مي شود.و تحليل و استخراج هر اندازه يا هر اطلاعات توسط يك كامپيوتر و نرم افزار صورت مي گيرد.

10. دقت CMM
بحث دقت، صحت و توان تفكيك از مباحثي است كه معمولاً باعث اشتباه مي گردد. آنچه كه در يك اندازه گيري اهميت دارد صحت اندازه گيري (Accuracy)( به غلط بسياري از مواقع با دقت يا توان تفكيك اشتباه مي شود) است و آنچه كه در يك CMM نيز اهميت دارد اين فاكتور است نه آنچه كه بسياري از نرم افزارها يا نمايشگرها نشان مي دهند. ( توان تفكيك Resolution )
دقت دستگاههاي CMMمعمولاً بر اساس يك فرمول اعلام مي شود كه اين مقدار رابطه مستقيم با طول مورد اندازه گيري دارد. اين مقدار بايد كتباً در گواهينامه دستگاه ذكر شده باشدو فروشنده اي كه نتواند روي دستگاه گواهينامه معتبري صادر نمايد بدون شك نتوانسته به صحت اظهار داشته برسد.


11. گواهينامه كاليبراسيون CMM
طبعاً هر CMM نيز نظير ديگر وسايل اندازه گيري بايد كاليبره شود. دستگاهي كه بنا به گفته سازنده از بالاترين دقت برخوردار است و قويترين نرم افزار را نيز داراست اما اندازه هايي كه نشان مي دهد توسط مرجع بالاتري تاييد نشده باشد و هنگام نصب خطاهاي ذاتي در آن اعمال نشده باشند به هيچ وجه نيازهاي كاربر را بر آورده نمي كند و نمي توان به آن اعتماد كرد.
منظور از تاييد CMM توسط مرجع بالاتر مقايسه اندازه هاي نشان داده شده توسط CMM با وسيله اي است كه از دقتي بالاتر از آن و در حدود 10 برابر آن برخوردار است.
هر دستگاه CMM بدون وجود گواهينامه كاليبراسيون در حكم مجموعه اي از وسايل است كه اندازهاي نشان داده شده توسط آنها هيچ اعتباري ندارند. در گواهينامه كاليبراسيون بايد صحت، خطاها، ذكر مرجع، روش و استاندارد كاليبراسيون و ..... ذكر گردد.


12. نرم افزار
پس از آنكه اطلاعات از CMM و توسط Interface به كامپيوتر ارسال شد در اين حالت تحليل اطلاعات به عهده كامپيوتر است.
كامپيوتر ضمن آنكه اطلاعات گرفته شده از CMM را اصلاح مي نمايد ( بحث اصلاح اطلاعات و Map Error در بخش كاليبراسيون آمده است ) محاسبه كليه موارد مورد نظر كاربر را نيز به عهده دارد.
در حقيقت پس از دقت يك CMM مهمترين فاكتور قدرت نرم افزار آن است. سادگي كار، امكانات زياد، امكان ارتباط با نرم افزار هاي طراحي نظير Cad Auto ، اصلاح خطاها و گزارشهاي كامل از نكاتي است كه در انتخاب نرم افزار بايد در نظر گرفته شود.



13. خطاهاي CMM
در هر CMM 5 نوع خطا مي تواند اتفاق بيافتد.
1- Linear
2- Angularity
3- Straightness
4- Squareness
5- Flatness
ميزان اين خطاها بايد هنگام نصب دستگاه توسط روشهاي استاندارد اندازه گيري شده و به حداقل رسانيده شود. در ابتدايي ترين روش، اين خطاها توسط اصلاحات مكانيكي كاهش مي يابد و در نهايت به وسيله اعمال اين خطاها در نرم افزار Map Error باعث خواهيم شد تا نرم افزار در هنگام محاسبه يا نمايش اطلاعات اصلاحات را انجام داده مقدار واقعي را نمايش دهد.
بهترين روش براي بدست آوردن خطاها استفاده از دستگاه ليزر اينترفرومتر است كه از دقتي در حد 0.001 ميكرو متر برخوردار است.

14. نصب وشرايط كاربا CMM
محل استقرار CMM بايد به گونه اي باشد تا از لرزش و رطوبت و تغييرات دما در امان بماند و همگي اين موارد مطالبي است كه يك فروشنده CMM بايد به آنها آشنايي كامل داشته و هنگام نصب دستگاه در نظر بگيرد. در نظر گرفتن فضاي كافي براي دستگاه CMM ، نحوه پي ريزي فوندانسيون دستگاه، ارتفاع اطاق، كنترل شرايط دمايي، و نصب دستگاه توسط افرادي كه صلاحيت اين كار را داشته باشند، تا هنگام نصب آسيب و صدمه اي به هيچ يك از قطعات مكانيكي يا الكترونيكي نرسد نيز از نكات ديگر است.
طبعاً كار با دستگاه CMM شرايط خاصي را مي طلبد كه بايد هر كاربر با آنها آشنايي كامل داشته باشد. از مهمترين شرايط، دماي محل اندازه گيري است كه در بهترين حالت بايد ثابت و حدود 20 درجه سلسيوس باشد. [2].
در صورتيكه فراهم آمدن شرايط مشكل يا غير ممكن باشد نيز روشهايي براي اصلاح خطاها وجود دارد كه بايد آموزش داده شود.
طبعاً دستگاهي كه با بهترين شرايط و دقت نصب شده باشد و پس از كاليبراسيون، خطاهاي آن نيز به حداقل رسيده باشد آماده است تا از تمام قابليت هاي آن استفاده شود. در صورتيكه پرسنل از تمام امكانات نرم افزار يا سخت افزار دستگاه استفاده ننمايند هزينه صرف شده براي خريد چنين دستگاهي زير سوال خواهد رفت.
كاربر بايد بتواند پس از نصب دستگاه به سادگي آموزش دستگاه را در شرايط مناسب بگذراند تا بتواند از تمام قابليتهاي آن استفاده كند.

15. نتيجه گيري
امروزه نتايج حاصل از اندازه گيري به عناوين مختلف و بيشتر از گذشته مورد استفاده قرار مي گيرد. در عصر شتاب در پيشرفت علمي، استاندارد خدمات، توليد و گسترش روشهاي توليد، روشهاي اندازه گيري نيز گسترش در خور توجهي نموده اند. روش هاي اندازه گيري سه بعدي يکي از مهمترين روش هاي اندازه گيري مي باشند. دستگاه هاي اندازه گيري مختصات (CMM) براي اندازه گيري سه بعدي قطعات و يا هر چيزي که اندازه هاي آن با پارامترهايي مانند ابعاد، زاويه، تعامد، توازي و... در آن بايد بصورت سه بعدي اندازه گيري شوند در صنايع مختلفي نظير ماشين سازي، خودرو سازي، هوا فضا و... سهم بزرگي را به خود اختصاص داده و کاربرد وسيعي دارند.

منابع
[1]- INTERNATIONAL Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology second edition/ Deuxieme edition . 1993 ISBN 92-67-01075-1

[2] - INTERNATIONAL STANDARD ISO 10012 (Measurement management systems-Requirements for measurement processes and measuring equipment ) first edition 2003-04-15

کد:
برگرفته از وبلاگ تخصصی مهندس مهنانی


فایل‌(های) پیوست شده
.   پاورپوینت درباره ماشین های CMM (اندازه: 750 KB / تعداد دفعات دریافت: 589)
می گویند تقوا از تخصص لازم تر است
آنرا می پذیرم، اما می گویم:
آنکس که تخصص ندارد و کاری را می پذیرد، بی تقواست.
- شهید دکتر چمران
پاسخ
 سپاس شده توسط sunrisemh28 ، rezayi ، lotfivand ، saeedvalentino ، javadbermuda
#2
خیلی خوب و موثر بود.ممنون
پاسخ
#3
خدا قوت واقعا دمت گرم
پاسخ


موضوعات مرتبط با این موضوع...
موضوع نویسنده پاسخ بازدید آخرین ارسال
  جزوه امیر کبیر درس سیستم های اندازه گیری Dash @li 0 330 02-04-2014، 01:59 AM
آخرین ارسال: Dash @li
  پایه سیستمهای اندازه گیری Dash @li 3 939 02-11-2013، 11:15 PM
آخرین ارسال: arab mahdi
  Encoderها وسایل اندازه گیری Dash @li 0 506 05-12-2012، 01:41 PM
آخرین ارسال: Dash @li
  کتاب اندازه گیری دوره هنرستان Dash @li 0 852 03-09-2012، 10:07 PM
آخرین ارسال: Dash @li
  ترجمه کتاب گالیر و شات بولت در سیستم های اندازه گیری Dash @li 1 524 26-08-2012، 04:21 AM
آخرین ارسال: Dash @li
  اندازه گیری و کنترل فنی در تولید Dash @li 0 467 22-08-2012، 12:34 PM
آخرین ارسال: Dash @li
  اندازه گیری جزوه Dash @li 0 448 22-08-2012، 12:18 PM
آخرین ارسال: Dash @li
  اتاق اندازه گیری Dash @li 0 473 22-08-2012، 12:18 AM
آخرین ارسال: Dash @li
  سیستم های اندازه گیری هیدرولیکی و پنوماتیکی Dash @li 0 1,263 21-08-2012، 10:13 PM
آخرین ارسال: Dash @li
  اندازه گیری داغ داغ سریع دانلود کنید Dash @li 0 589 14-08-2012، 03:43 PM
آخرین ارسال: Dash @li

پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان