Что такое КИМ - устройство?

Представьте себе станок с ЧПУ, способный выполнять чрезвычайно точные измерения с высокой степенью автоматизации. Вот что делают CMM Machine или просто КИМ.





Hexagon Global Classic CMM — одна из моделей координатно-измерительных машин

КИМ означает «Координатно-измерительная машина». Они являются совершенными трехмерными измерительными приборами с точки зрения сочетаемости в них общей гибкости, точности и скорости.

Применение координатно-измерительных машин

Координатно-измерительные машины используются, когда необходимо провести высокоточные измерения. И чем сложнее или многочисленнее измерения, тем выгоднее использовать КИМ.

Обычно КИМ используются для проверки и контроля качества. То есть они используются для проверки соответствия детали требованиям и спецификациям заказчика.

Они также могут быть использованы для обратного проектирования существующих деталей путем проведения точных измерений их характеристик.

Кто изобрел станки КИМ?

Первые станки КИМ были разработаны компанией Ferranti of Scotland в 1950-х годах. Они были необходимы для точного измерения деталей в аэрокосмической и оборонной промышленности. Самые первые машины имели только 2 оси движения. Трехосевые станки были представлены в 1960-х годах DEA Италии. Компьютерное управление появилось в начале 1970-х годов и было введено Шеффилдом из США.

Типы КИМ.

Существует пять типов координатно-измерительных машин:

· КИМ с мостом: В этой конструкции, наиболее распространенной, головка КИМ едет по мосту. Одна сторона моста движется по рельсу на базе , а другая опирается на воздушную подушку или другим способом на базу без направляющей.

· Консольный КИМ: Консоль поддерживает мост только с одной стороны.

· Портальный КИМ : Портал использует направляющий рельс с обеих сторон, как фрезерный станок с ЧПУ. Это, как правило, самые большие КИМ, поэтому им нужна дополнительная поддержка.

· КИМ с горизонтальным рычагом: представьте консоль, но весь мост перемещается вверх и вниз по одному рычагу, а не по его собственной оси. Это не самые точные модели КИМ, но они могут измерять большие тонкие компоненты, такие как кузов автомобиля.

· КИМ с переносным рычагом: в этих машинах используются сочлененные рычаги, которые обычно устанавливаются вручную Вместо непосредственного измерения XYZ они вычисляют координаты из положения вращения каждого соединения и известной длины между соединениями.

Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки в зависимости необходимых типов измерения. Эти типы относятся к конструкции машины, которая используется для позиционирования его зонда относительно измеряемой детали.





Выше приведена удобная таблица, чтобы помочь разобраться в плюсах и минусах:

Зонды обычно располагаются в 3х осях - X, Y и Z. Однако, более сложные машины также могут менять угол зонда, позволяя проводить измерения в местах, в которые 3х осевой зонд не смог бы попасть.Так же для этих целей обычно используют поворотные столы

КИМ часто изготавливаются из гранита и алюминия, и они используют аэродинамические подшипники

Датчик - определяет, где находится поверхность детали, когда производится измерение.

есть 3 вида:

· механический

· оптический

· лазер

КИМ используются примерно в трех основных отрослях :

· Отделы контроля качества: как правило, они содержатся в чистых помещениях с климат-контролем, чтобы максимизировать их точность.

· Цех: Здесь КИМ находятся среди станков с ЧПУ, чтобы упростить замеры на точность обычно рядом со станком, где обрабатываются детали. Это позволяет максимально быстро найти и определить даже самую небольшую ошибку в точности.

· Портативный: Портативные КИМ легко перемещать. Они могут использоваться в цехах или даже на удаленном от производственного объекта участке для измерения деталей в полевых условиях.

Насколько же точны КИМ ?

Как правило, они стремятся к точности микрометра или лучше. Но увы все не так просто.
• Во-первых,погрешность может быть функцией размера, поэтому погрешность измерения КИМ может быть задана в виде краткой формулы, которая включает в себя длину измерения в качестве переменной.

Например, глобальная классическая CMM Hexagon указана в качестве доступной универсальной CMM и определяет ее точность как: 1.0 + L / 300 мкм.

Эти измерения в микронах, а L указывается в мм. Допустим, мы пытаемся измерить длину 10-миллиметрового элемента. Формула будет 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 или 1,03 мкм.

Микрон - это тысячная часть мм. Таким образом, ошибка при измерении длины 10 мм составляет 0,00103 мм  - довольно маленькая ошибка!

С другой стороны, нужно иметь точность, в 10 раз превышающую то, что мы пытаемся измерить. Таким образом, это означает, что если мы можем доверить это измерение только 10x, то пол десятой .

Все становится еще мрачнее для измерений КИМ в цехах. Если КИМ размещается в контролируемой температурой лаборатории, это очень помогает. Но в цехе температура может сильно варьироваться. Существуют различные способы, с помощью которых КИМ может компенсировать изменение температуры, но ни один из них не является идеальным.

Производители КИМ часто указывают точность для температурного диапазона, и в соответствии со стандартом ISO 10360-2 для точности КИМ типичная полоса составляет 18-22C.