چرا به دستگاه CMM نیاز داریم؟

[neda5280 0]

 

وقتی بحث ساخت و تولید قطعات صنعتی به میان می آید، مهمترین مسئله مطابقت ابعاد فیزیکی و هندسی قطعات با مدل های سه بعدی و طراحی شده آنها می باشد. یعنی چی؟ شما یک قطعه را در نرم افزار طراحی می کنید و شروع به ساخت و تولید آن می کنید. برای اینکه بفهمید که آیا ابعاد قطعه تولید شده با مدل سه بعدی شما مطابقت دارد یا نه، به یک ابزار وسیله مخصوص و دقیق نیاز دارید. دستگاه CMM طراحی شده است تا یک اندازه گیری دقیق از ابعاد و مختصات محصول در اختیار شما قرار دهد. نقش مهمی که این دستگاه در حفظ گردش کار دارد، آن را به ابزاری کاربردی و ضروری در فرآیند تولید تبدیل کرده است.

معمولا برای اندازه گیری دقیق ابعاد فیزیکی و هندسی قطعات دو روش کلی وجود دارد. یکی استفاده از روش های سنتی و دستی که واقعا عذاب آور بوده و با خطاهای انسانی زیادی همراه هستند و یکی هم استفاده از دستگاه CMM یا دستگاه اندازه گیری مختصات می باشد. Coordinate Measuring Machine ابزاری است که می تواند با استفاده از فناوری مختصات، ابعاد قطعات ساخته شده را اندازه گیری نماید. ابعادی که این دستگاه اندازه گیری می کند شامل ارتفاع، عمق و عرض محصول در محور X و  Y و Z است.

پس با این اوصاف جواب این سوال که چرا به CMM نیاز داریم، چیست؟ روش های سنتی و دستی محدودیت های زیادی دارند و به شدت به مهارت و دقت پرسنل و کارکنان متکی است. اگر یک قطعه ناقص و ایراد دار از زیر دست هر کدام از این پرسنل فرار کند و به مشتری عرضه شود، باید منتظر ضررها و نارضایتی های زیادی باشید. این نکته را نیز باید در نظر گرفت که هرچه یک قطعه پیچیده تر باشد، بررسی و ارزیابی آن نیز سخت تر می شود. CMM اینجاست تا با سرعت بخشیدن و ساده تر کردن فرآیندهای بازرسی پس از تولید، در هزینه و زمان صرفه جویی کند و سود زیادی را نیز نصیب شما کند. حالا این دستگاه عالی چگونه کار می کند؟ با ما در ادامه این مقاله همراه باشید.

روش اندازه گیری CMM (نحوه عملکرد)

گفته شد که برای اندازه گیری ویژگی های فیزیکی یک جسم یا قطعه از دستگاه اندازه گیری مختصات استفاده می شود. ولی این دستگاه چگونه ابعاد فیزیکی و هندسی را اندازه گیری می کند؟ در بیانی خیلی ساده، این فرآیند از یک پروب که بر روی سومین محور متحرک دستگاه نصب شده است، استفاده می کند و ابعاد قطعه مورد نظر را اندازه گیری می کند. پروب چیست؟ Probe ها کاوشگرهایی هستند که برای تماس فیزیکی به جای استفاده از نور و لیزر، از نوک کروی شکل از یاقوت یا هر ماده سفت دیگری استفاده می کند.

 

در قسمت بالایی دستگاه CMM یک دروازه متحرک وجود دارد که این دروازه متحرک سنتون عمودی مجهز به پروب را به حرکت در می آورد. Coordinate Measuring Machine می تواند پروب را در امتداد محور X و Y و Z هدایت کند و تمامی جنبه ها و ابعاد قطعه را به صورت دیجیتالی اندازه گیری می کند. وقتی پروب با جسم تماس پیدا می کند، قلم یک پالس الکتریکی ایجاد می کند که می توان آن را با رایانه تنظیم کرد. این دستگاه را بگونه ای می توانید تنظیم کنید که به طور خودکار به اندازه گیری قطعات یکسان بپردازد. به عبارتی دیگر لازم نیست برای قطعات یکسان دوباره فرآیند را تنظیم کنید. این دستگاه هم برای آزمایش و بازرسی کیفیت یک قطعه و هم برای ارزیابی مطابقت آن با مدل سه بعدی طراحی شده، مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایا و محدودیت های دستگاه CMM

اگر هنوز دلایل اهمیت این دستگاه را درک نکرده اید، باید بگوییم که صرفه جویی در زمان و هزینه، تضمین کیفیت تولید شده، سازگاری با بسیاری از ابزارها و قطعات، مشارکت کمتر اپراتور و کاهش خطاهای انسانی و … از جمله مزایای دستگاه اندازه گیری مختصات محسوب می شوند. CMM نیز مانند هر دستگاهی ممکن است با ضعف ها و محدودیت هایی همراه باشد که عبارتند از:

• پروب باید حتما سطح قطعه را لمس کند.
• قطعات نرم ممکن است آسیب ببینند.
• برای هر دستگاه باید پروب مناسب انتخاب شود.

 

 

انواع دستگاه CMM

دستگاه اندازه گیری مختصات دارای انواع مختلفی است. برای اینکه با گونه های مختلف این دستگاه آشنا شوید و مزایا و معایب آنها را بهتر بشناسید، همراهی ما را از دست ندهید:

پل CMM

پل ها دارای یک سیستم کاوشگر یا پروب هستند که در محورهای X و Y و Z حرکت می کنند. هر محور دارای یک حسگر است که موقعیت پروب را در حین حرکت بر روی قطعات و اجسام و تشخیص نقاط، نظارت می کند. پل ها می توانند به دو نوع میز متحرک و پل متحرک تقسیم بندی شوند.

مزایا:

• دقیق ترین نسبت به دیگر دستگاه های اندازه گیری مختصات
• ایده آل برای اندازه گیری ابعاد قطعات ساخته شده با تلرانس بالا
• مناسب برای قطعات کوچک و متوسط
• مناسب برای اندازه گیری های چند سنسوری (مانند کاوش و اسکن)

معایب:

• قیمت بالایی دارد.
• حجم اندازه گیری ثابتی دارد.
• غیر قابل حمل و جابجایی است.
• حساسیت شدید به ارتعاشات (باید در آزمایشگاه اندازه گیری مورد استفاده قرار بگیرد.)
• هر قسمت به تنظیمات بازرسی نیاز دارد.
• به مکان مناسب و نیروی کار متخصص برای تنظیم دستگاه نیاز دارید.

گانتری CMM

دستگاه اندازه گیری مختصات دروازه ای یا گانتری تا حدودی به پل ها شباهت دارند، اما با این تفاوت که نسب به آنها بزرگتر هستند. این نوع دستگاه معمولا برای اندازه گیری ابعاد قطعات بزرگ و سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. گانتری ها را باید روی یک پایه محکم نصب کرد.

مزایا:

• دقت بالا
• اندازه گیری قطعات بزرگ و پیچیده
• آسان بودن بارگیری و تخلیه مولفه ها در مقایسه با پل ها

معایب:

• گران
• اندازه گیری حجم ثابت (اندازه گیری حجم محدود)
• عدم قابلیت حمل
• اشغال فضای زیاد
• نیازمند فضای مناسب و نیروی ماهر

CMM کنسولی یا Cantilever

دستگاه های کنسولی این امکان را برای شما فراهم می سازند تا برای سهولت بیشتر در کار، از جهت های مختلف به قطعه دسترسی آزاد داشته باشید.

مزایا:

• بسیار دقیق و مناسب برای قطعات کوچکتر
• امکان دسترسی به سه ضلع بارگیر (دسترسی آسان در سه جهت مختلف)

معایب:

• گران قیمت
• اندازه گیری یک حجم ثابت (اندازه گیری حجم محدود)
• غیر قابل جابجایی

CMM بازوی افقی

بر خلاف دیگر دستگاه ها که پروب به صورت عمودی در آنها قرار دارد، پروب در این نوع دستگاه به صورت افقی نصب شده است. برای اندازه گیری اجسام بلند و نازک مثل ورق های فلزی مناسب است. دارای دو نوع باندی و صفحه ای می باشد.

مزایا:

• حجم اندازه گیری طولانی (محدود
• عدم نیاز به سیستم فونداسیون ویژه و قابل توجه
• نصب سریع و آسان
• مقرون به صرفه

معایب:

• دارای دقت کمتر نسبت به سایر دستگاه ها
• نیاز به مکان مناسب و نیروی متخصص
• حساس به ارتعاشات

CMM بازوی اندازه گیری قابل حمل

در بازوهای اندازه گیری قابل حمل، تکنسین ها می توانند با استفاده از بازوهای مفصلی 6 یا 7 محوری، ابعاد قطعات را دقیق اندازه گیری کنند.

مزایا:

• کارکرد آسان (بدون نیاز به برنامه نویسی)
• نسبتا ارزان
• سبک و قابل حمل

معایب:

• دقت کمتر
• حساس به ارتعاشات محیطی
• نیازمند تنظیمات سفت و سخت

CMM نوری

یک دستگاه قابل حمل است که به تماس مستقیم با اجسام نیاز ندارد. بسیار سریع است و دقت اندازه گیری بسیار بالایی دارد.

آموزش کار با دستگاه CMM

برای تنظیم دمای قطعه مورد نظر با دمای آزمایشگاه آن را از 5 ساعت قبل در محیط قرار دهید. شاید مسخره به نظر برسد، اما این کار از خطاهای احتمالی (ناشی از انبساط حرارتی) جلوگیری می کند. پروب را به سمت قطعه هدایت کنید و اندازه گیری ها را به صورت دستی یا با رایانه کنترل کنید. CMM مختصات ها را ثبت می کند و نرم افزار سیستم به محاسبه ابعاد مشخصی مانند قطر، طول، عمق، زاویه و … می پردازد.

کلام آخر

اهمیت CMM در خودروسازی، مکانیک، هوافضا، مبلمان، برق و الکترونیک، ارتش، صنعت قالب گیری و …. غیر قابل انکار است. کنترل کیفیت محصولات به ویژه قطعات صنعتی بسیار مهم و حیاتی است، پی به همین دلیل این دستگاه از جایگاه ویژه ای برخوردار است. امیدواریم در این مقاله تمام ابهامات شما را در مورد دستگاه CMM رفع کرده باشیم.
منبع: فارکو