Дэлхий даяарх чанарын хяналтын хэлтэст координатын хэмжих машин (CMM) нь эрх мэдэл бүхий байр суурь эзэлдэг. Боловсруулсан сансрын тээврийн эд ангийг инженерийн зурагтай нь харьцуулан шалгах шаардлагатай үед, угсрахаас өмнө нарийвчлалтай арааны иж бүрдлийг шалгах шаардлагатай үед, эмнэлгийн суулгацыг мэс заслын процедурт ашиглахаас өмнө хэмжээст баталгаажуулалт шаардлагатай үед CMM нь ерөнхийдөө эцсийн шүүгч болдог. Түүний хэмжилтүүд нь аюулгүй байдал, гүйцэтгэл, арилжааны хариуцлагад нөлөөлөх шийдвэрт нөлөөлдөг техникийн найдвартай байдлын жинг агуулдаг.
Гэсэн хэдий ч орчин үеийн CMM-ийг бүрдүүлдэг бүх нарийн электроник, нарийвчлалын хэмжүүр, нарийн төвөгтэй програм хангамжийн хувьд машины нарийвчлалын үндэс нь чулуун хэлтэрхий юм. Яагаад гэдгийг ойлгох, мөн уг чулуу хангалттай чанартай биш үед юу болохыг ойлгох нь физик системд хэмжилтийн нарийвчлалыг хэрхэн бодитоор олж авдаг талаар чухал зүйлийг харуулж байна.
CMM гэж юуг хэмждэг вэ, хэрхэн ажилладаг вэ
Координат хэмжих машин нь физик объект дээрх цэгүүдийн гурван хэмжээст координатыг хэмждэг. Энэ нь мэдрэгч датчикийг хэмжиж буй хэсгийн гадаргуутай (эсвэл холбоо барихгүй сканнердах датчикийн хувьд ойролцоо) холбож, холбоо барих цэг бүрийн XYZ байрлалыг тэмдэглэж, хэмжсэн цэгийн үүлэн дээр хамгийн сайн тохирох геометрийн шинж чанаруудыг (хавтгай, цилиндр, конус, чөлөөт хэлбэрийн гадаргуу) тооцоолох замаар үүнийг хийдэг.
Энэ үйл явцын нарийвчлал нь систем болж хамтдаа ажилладаг хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна:
- Машины гурван шугаман тэнхлэгийн нарийвчлал (тэдгээр нь шулуун шугамаар хэр сайн хөдөлдөг, мөн тэдгээрийн байрлалыг шугаман кодлогчоор хэр нарийвчлалтай хэмждэг вэ)
- Зонд системийн нарийвчлал ба давтагдах чадвар (холбоо барих цэг дээр хэр тогтвортой ажилладаг, масштабын унших цэгээс хэр нарийвчлалтай хазайдаг вэ)
- Машины бүтцийн дулааны тогтвортой байдал (өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох зөрүүтэй тэлэлтээс зайлсхийхийн тулд)
- Өгөгдлийн лавлах гадаргуугийн чанар (бүх Z тэнхлэгийн хэмжилтүүд үүсч, машины геометрийг тогтоосон хавтгай гадаргуу)
Энэхүү сүүлийн хүчин зүйл болох өгөгдлийн лавлах гадаргуу нь CMM-ийг суурилуулсан боржин чулуун гадаргуугийн хавтан юм. Ихэнх CMM загварт боржин чулуун гадаргуугийн хавтан нь зүгээр л машин байрладаг идэвхгүй ширээ биш юм. Энэ нь хэмжилтийн системийн идэвхтэй хэсэг юм. CMM-ийн Z тэнхлэгийн масштабын гарал үүслийг энэ гадаргуутай харьцуулан тодорхойлдог; машины хэвтээ тэнхлэгүүдийн чиглүүлэгч замууд нь энэ гадаргуу дээр суурилагдсан бөгөөд шулуун байдлаа энэ гадаргуу дээр гаргаж авдаг; хэмжиж буй хэсэг нь энэ гадаргуу дээр (эсвэл түүнд суурилуулсан бэхэлгээ дээр) байрладаг. Боржин чулуун хавтангийн тэгш байдал эсвэл урт хугацааны хэмжээст тогтвортой байдлын аливаа алдаа нь CMM-ийн мэдээлдэг координат руу шууд тархдаг.
Боржин чулуун гадаргуугийн хавтанг Datum Zero гэж нэрлэдэг
Сонгодог хэмжилзүйн хувьд өгөгдлийн шугам гэдэг нь хэмжилтийг хийх онолын хувьд яг нарийн шинж чанар (цэг, тэнхлэг эсвэл хавтгай) юм. CMM-ийн физик ертөнцөд өгөгдлийн шугам нь боржин чулуун гадаргуугийн хавтангийн дээд гадаргуу юм.
CMM үйлдвэрлэгч шинэ машиныг тохируулахдаа боржин чулуун ширээний гадаргууг машины дотоод координатын системийг тогтоох лавлагаа болгон ашигладаг. Тодруулбал:
- Хүснэгтийн гадаргуу нь машины координатын системийн XY хавтгайг тодорхойлдог
- CMM-ийн гүүр эсвэл гантри босоо тэнхлэг (Z) нь энэ хавтгайд хамаарна.
- Хэвтээ тэнхлэгүүдийн (X ба Y) шулуун байдлыг хүснэгтийн гадаргуугийн бодит хэлбэртэй харьцуулан хэмжиж, нөхөн төлнө.
Энэхүү тохируулгыг CMM хянагч дотор геометрийн нөхөн олговрын хүснэгт хэлбэрээр хадгалдаг. Машин нь эд ангийг хэмжих үед эдгээр хадгалагдсан нөхөн олговрын хэмжээ нь машины хөдөлгөөний системчилсэн алдааг залруулдаг бөгөөд энэ алдааг тохируулгын үед боржин чулуун гадаргуутай харьцуулахад хэмжиж, тодорхойлсон байдаг.
Хэрэв боржин чулуун гадаргуугийн хавтан дараа нь хэлбэрээ өөрчилвөл - элэгдэл, дулааны градиент эсвэл дотоод стрессийн сулралаар - нөхөн олговрын хүснэгт нь машины геометрийг зөв тодорхойлохоо болино. CMM нь хэвийн ажиллаж байгаа мэт харагдаж байна (энэ нь хөдөлж, датчик асаж, хэмжилтийг мэдээлдэг) гэхдээ хэмжилтүүд нь боржин чулуун нөхцөл байдал доройтох тусам нэмэгддэг системчилсэн алдаануудыг агуулдаг. Эдгээр алдаа нь санамсаргүй биш тул онцгой аюултай - тэдгээр нь орон зайн хамааралтай бөгөөд хүснэгтийн хэлбэрийн алдаа үүссэн хэсгүүдэд системчилсэн гажуудал хэлбэрээр илэрдэг.
CMM програмуудын зэрэглэлийн сонголт
CMM програм бүр ижил зэрэг шаарддаггүйборжин чулуун гадаргуугийн хавтан, гэхдээ сонголтыг хүснэгтийн худалдан авах үнээр бус харин хэрэглээний хэмжилтийн тодорхойгүй байдлын шаардлагаар хийх ёстой.
Лавлах CMM болон тохируулгын лабораториуд
Лавлах машин болгон ашигладаг CMM-үүд - бусад CMM-үүдийг тохируулах, лавлах эд өлгийн зүйлсийг баталгаажуулах, эсвэл хэмжилтийн системийн мөрдөх зангуу болгон ашигладаг - ихэвчлэн 00 зэрэг (DIN 876 стандартын дагуу лабораторийн зэрэг) эсвэл ASME B89.3.7 стандартын дагуу лабораторийн зэрэг шаарддаг. Эдгээр нь ширээний бүх гадаргуу дээр нэг оронтой микрометрийн бага хязгаарт тэгш байдлын хүлцэлтэй, арилжааны зориулалтаар үйлдвэрлэсэн хамгийн өндөр зэрэглэлийн гадаргуугийн хавтан юм.
Энэ түвшинд боржин чулуун ширээний гадаргууг үе үе дахин баталгаажуулж, баталгаажуулах шаардлагатай бөгөөд хэмжилтийг үндэсний стандартад нийцүүлэн мөрдөх боломжтой. Дахин баталгаажуулалтын интервал нь хэрэглээний эрчим болон хэмжилтийн чухал байдлаас хамаардаг боловч ихэвчлэн жилд нэг удаа эсвэл хоёр жилд нэг удаа болдог.
Үйлдвэрлэлийн шалны үзлэгийн CMMs
Үйлдвэрлэлийн үзлэгт ашигладаг CMM-үүд - угсрахаас өмнө боловсруулсан эд ангиуд хэмжээст үзүүлэлтүүдийг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг - ихэвчлэн 0 эсвэл 1-р зэргийн гадаргуугийн хавтангаар ажилладаг. Үйлдвэрлэлийн үзлэгийн хэмжилтийн тодорхойгүй байдлын шаардлага нь тохируулгын ажилтай харьцуулахад илүү сул бөгөөд үүний дагуу боржин чулуун ширээн дээрх тэгш байдлын шаардлага нь бага хатуу байдаг.
Гэсэн хэдий ч "илүү тайван" гэдгийг шалгаж буй эд ангийн хүлцэлтэй холбоотойгоор ойлгох ёстой. Хэрэв үйлдвэрлэлийн CMM-ийг 10-20 μм хүлцэлтэй шинж чанаруудыг баталгаажуулахын тулд ашиглаж байгаа бол 1-р зэргийн гадаргуугийн хавтан (дунд зэргийн хэмжээтэй ширээн дээр 5-10 μм-ийн хооронд тэгш байдалтай) тохиромжтой. Энэ хэрэглээнд 2-р зэргийн эсвэл цехийн зэрэглэлийн гадаргуугийн хавтанг ашиглах нь хүснэгтийн хэлбэрийн алдаа нь нийт хэмжилтийн тодорхойгүй байдлын мэдэгдэхүйц хувийг эзлэх эрсдэлтэй.
Электроник болон нарийн оптикийн жижиг CMM-үүд
Электроник үйлдвэрлэл болон нарийвчлалтай оптикийн салбарт холбогч хайрцаг, оптик бэхэлгээ, нарийвчлалтай боловсруулсан камерын их бие зэрэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн микрометр ба микрометрийн дэд түвшинд шинж чанарыг хэмжихэд жижиг CMM ашигладаг. Эдгээр хэрэглээнд шаардлагатай хэмжилтийн тодорхойгүй байдлыг хангахын тулд 00 зэрэглэлийн гадаргуугийн хавтан, зарим тохиолдолд идэвхтэй температурын хяналттай боржин чулуун ширээ шаардлагатай байдаг.
Нийтлэг эвдрэлийн төрлүүд: Боржин чулууны чанар хангалтгүй үед юу буруу болдог вэ
CMM-д чанар муутай боржин чулууг тодорхойлох эсвэл хүлээн авахын үр дагавар нь хэд хэдэн онцлог алдааны горимд илэрдэг:
Өндөр хэрэглээтэй бүс нутагт системчилсэн байршлын нүүлгэн шилжүүлэлт
CMM ширээний төв болон түгээмэл хэрэглэгддэг бэхэлгээний байрлалын доор байрлах хэсгүүд нь датчикийн хамгийн өндөр нягтралтай холбоо барих ба эд ангийн ачааллын мөчлөгийн хамгийн олон тоог мэдэрдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эдгээр хэсгүүдэд хэмжигдэхүйц элэгдэл үүсч, бага зэрэг хотгор үүсдэг. Нягт, хатуу материалаар хийгдсэн сайн хийгдсэн 0 эсвэл 00 зэрэглэлийн боржин чулуун ширээ нь энэ элэгдлийг үр дүнтэй эсэргүүцдэг. Чанар муутай чулуу - ялангуяа гантиг эсвэл бага нягтралтай саарал боржин чулуу - нь мэдэгдэхүйц зөөлөн бөгөөд элэгдлийн хэв маягийг илүү хурдан хөгжүүлдэг.
Тодорхой бэхэлгээний байршлыг сард хэдэн мянган удаа ашигладаг үйлдвэрлэлийн орчинд энэхүү элэгдэл нь нэгээс хоёр жилийн дотор хэмжилтийн нарийвчлалд нөлөөлөх хэмжээнд хүртэл хуримтлагдаж болно. Шинж тэмдгүүд нь элэгдсэн байршилд хэмжсэн эд ангийн Z координатад системчилсэн эерэг эсвэл сөрөг хазайлт хэлбэрээр илэрдэг бөгөөд энэ хазайлтыг ширээний элэгдлийн асуудал гэж шууд танихгүй байж магадгүй юм.
Шалны хүрэлтээс үүсэх дулааны гажуудал
Үйлдвэрлэлийн орчинд байгаа CMM боржин чулуун ширээг ихэвчлэн температурын градиенттай үйлдвэрийн шалан дээр, ялангуяа гадна хана, ачих цэгийн хаалганы ойролцоо эсвэл дулаан үүсгэдэг технологийн тоног төхөөрөмжийн ойролцоо шууд байрлуулдаг. Хэрэв боржин чулуун ширээ нь жигд бус шалтай нягт дулааны холбоо барих тохиолдолд дулаан ширээнээр жигд бус урсаж, ширээний гадаргууг гажуудуулдаг дулааны градиент үүсгэдэг.
Дээд зэрэглэлийн нягт боржин чулуу (өндөр нягтралтай хар боржин чулуу гэх мэт) нь ердийн саарал боржин чулуунаас бага дулаан дамжуулалт болон бага CTE-тэй байдаг бөгөөд энэ нь дулааны хэлбэлзэлд илүү удаан хариу үйлдэл үзүүлдэг бөгөөд температурын градиент байгаа үед бага гажууддаг гэсэн үг юм. Зузаан, нягт боржин чулуун ширээний дулааны хугацааны тогтмол харьцангуй урт байдаг - дулааны хэлбэлзлийн бүрэн нөлөө гарч ирэхэд олон цаг шаардагддаг - гэхдээ гажуудал тогтоогдсоны дараа дулааны эх үүсвэрийг зайлуулсны дараа мөн адил удаан хугацаанд үргэлжилдэг.
Стандарт арга хэмжээ бол CMM боржин чулуун ширээг шалнаас зохих ёсоор тусгаарлах бөгөөд дулаан тусгаарлалт өгдөг чичиргээ тусгаарлагч бэхэлгээг ашиглан CMM-ийг дулааны эх үүсвэр болон гадна хананаас хол, дулааны хувьд тогтвортой газарт байрлуулах явдал юм.
Хангалттай хөгширөөгүй чулуун дотор мөлхөж, тайвширч байна
Нарийн боловсруулалт хийхээс өмнө хангалттай хөгширч, стрессийг нь тайлаагүй боржин чулуу нь хүргэлтийн дараа аажмаар суларч, боловсруулсан гадаргуу нь хэдэн сарын турш тодорхой хэлбэрээсээ хазайхад хүргэдэг. Энэ процесс нь ихэвчлэн удаан бөгөөд сайн боловсруулсан материалд жилд нэг микрометрээс бага хазайлтын хурд үүсгэдэг - гэхдээ микроноос бага CMM нарийвчлалын шаардлагын хүрээнд энэхүү удаан хазайлт нь нарийн тоног төхөөрөмжийн олон жилийн ашиглалтын хугацаанд мэдэгдэхүйц юм.
Тохиромжтой арга бол гадаргуугийн хавтан үйлдвэрлэгчээс орж ирж буй материалын нарийн мэргэжлийн шалгалтыг хийх явдал бөгөөд үүнд нарийн боловсруулалт эхлэхээс өмнө барзгар зүссэн материалын хамгийн бага хөгшрөлтийн хугацаа орно. Үйлдвэрлэлийн хугацааг багасгахын тулд энэ алхмыг алгасдаг үйлдвэрлэгч нь хүргэлтээр шаардлага хангасан мэт харагдаж байгаа ч үйлчилгээ нь мууддаг бүтээгдэхүүнийг зарж байна гэсэн үг юм.
CMM боржин чулуун ширээг засвар үйлчилгээнд байлгах
Бүх нарийн хэмжих хэрэгслийн нэгэн адил CMM боржин чулуун гадаргуугийн хавтангууд нь тогтоосон тэгш байдлыг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд үечилсэн засвар үйлчилгээ, дахин мэргэшүүлэх шаардлагатай байдаг. Боржин чулуун CMM хүснэгтийг арчлах шилдэг туршлагууд нь дараахь зүйлийг агуулна.
Температурын хяналт ба баримтжуулалт — Хүснэгтийн температурын орчны бүртгэлийг хөтлөх нь хэлбэлзлийн чиг хандлагыг тодорхойлж, хэмжилтийн гажигийг дулааны үйл явдлуудтай холбоход тусалдаг.
Тогтмол цэвэрлэгээ — Гадаргууг гэмтээж болзошгүй зүлгүүрийн хэсгүүд, хөргөлтийн үлдэгдэл болон бусад тоосонцрыг арилгахын тулд гадаргууг зохих цэвэрлэгч бодисоор (төвийг сахисан рН, үрэлтгүй) үе үе цэвэрлэж байх хэрэгтэй. Гадаргууг хэзээ ч зүлгүүрийн материалаар цэвэрлэж болохгүй.
Хавтгай байдлыг үе үе дахин баталгаажуулах — Хазайлт эсвэл элэгдлийг илрүүлэхийн тулд хавтгай байдлыг анхны гэрчилгээтэй харьцуулан дахин хэмжих шаардлагатай. Хэмжилтийн арга болон багаж хэрэгслийг анхны гэрчилгээтэй ижил стандартын дагуу баримтжуулж, мөрдөх ёстой.
Хүнд бэхэлгээг болгоомжтой харьцах — Ирмэгийг хагалах эсвэл орон нутгийн стрессийн концентрацийг үүсгэж болзошгүй цэгийн ачааллаас зайлсхийхийн тулд хүнд бэхэлгээ эсвэл эд ангиудыг боржин чулуун гадаргуу дээр зөөлөн байрлуулж, тэнцвэртэй цэгүүдэд тулгуурлах хэрэгтэй.
Хагарал болон эвдрэлийг засах — Хагарал болон гэмтсэн хэсгүүдийг баримтжуулж, үнэлэх шаардлагатай. Чухал бус хэсгүүдэд байгаа жижиг хагарал нь датчикийн ажлын хэсгээс гадуур байвал машины нарийвчлалд нөлөөлөхгүй байж магадгүй. Өндөр хэрэглээтэй хэмжилтийн бүсэд байгаа хагарал нь дахин хагалах эсвэл солих шаардлагатай эсэхийг тодорхойлохын тулд машины алдааны төсөвтэй харьцуулан үнэлэх ёстой.
Хэмжилтийн тодорхойгүй байдлын төсвийн нэг хэсэг болох боржин чулуун ширээ
CMM-ийн гүйцэтгэлийн туршилтыг зохицуулдаг олон улсын стандарт болох ISO 10360 нь CMM-ийн эзлэхүүний хэмжилтийн нарийвчлалыг хэрхэн тодорхойлж, илэрхийлэхийг тодорхойлдог. Энэхүү стандарт нь CMM-ийн заасан эзлэхүүний нарийвчлал болон тодорхой хэмжилтийн ажилд хамаарах нийт хэмжилтийн тодорхойгүй байдлын хооронд ялгаа гаргадаг.
CMM хэмжилтийн нийт хэмжилтийн тодорхойгүй байдалд дараахь зүйлс орно.
- CMM эзлэхүүний нарийвчлал (ISO 10360 туршилтаас)
- Мэргэшлийн алдааг шалгах
- Эд ангийн хавчаар ба бэхэлгээний нөлөө
- Эд анги болон машинд үзүүлэх температурын нөлөө
- Боржин чулуун ширээний гадаргуугийн хэлбэрийн алдаа
Энэхүү сүүлийн хувь нэмэр болох боржин чулуун хүснэгтийн хэлбэрийн алдааг хялбаршуулсан тодорхойгүй байдлын шинжилгээнээс ихэвчлэн хасдаг, ялангуяа тодорхойгүй байдлын шинжилгээнээс илүүтэй хэсэг тус бүрийн мөчлөгийн хугацаанд анхаарлаа хандуулдаг үйлдвэрлэлийн орчинд. Үүнийг хассанаар хэмжилтийн тодорхойгүй байдал өөдрөг байх болно; бодит хэмжилтийн үр дүнд тооцоолоогүй нэмэлт алдааны бүрэлдэхүүн хэсэг агуулагддаг.
Магадлан итгэмжлэгдсэн тохируулгын лабораториудад зориулсан ISO/IEC 17025 стандартын шаардлагын дагуу болон аливаа чухал хэмжилтийн хэрэглээний сайн инженерчлэлийн практикийн дагуу бүрэн, нарийн хэмжилтийн тодорхойгүй байдлын төсөвт боржин чулуун ширээний гадаргуугийн оруулсан хувь нэмрийг оруулах ёстой. Энэ нь ширээний бодит тэгш байдлыг (саяхны тохируулгаас) мэдэж, уг тэгш байдлын алдаа нь гүйцэтгэж буй хэмжилтэд хэрхэн нөлөөлж байгааг тооцоолохыг шаарддаг.
Дүгнэлт: Бусад бүх зүйл үүнээс хамаардаг гэсэн өгөгдөл
CMM нь хэмжилтийн систем бөгөөд бүх хэмжилтийн системүүдийн нэгэн адил түүний нарийвчлал нь эцсийн дүндээ лавлагааны нарийвчлалаар хязгаарлагддаг. Боржин чулуун гадаргуугийн хавтан нь Z тэнхлэг, XY хавтгай, эд ангиудын бэхэлгээ, машины геометрийн алдааны газрын зургийг тохируулах лавлагаа юм.
Энэхүү лавлагааны чанарт зохих ёсоор хөрөнгө оруулах - зөв зэрэглэлийг тодорхойлох, материалын чанарыг баталгаажуулах, зохих ёсоор нь хадгалах, үе үе дахин баталгаажуулах - нь нэмэлт зардал биш юм. Энэ нь хэмжилтийн бүрэн бүтэн байдлын үндэс суурь юм. Мөн сансар судлалаас эхлээд эмнэлгийн хэрэгсэл, хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл хүртэлх салбарт хэмжилтийн бүрэн бүтэн байдал нь бүтээгдэхүүний чанар, хэрэглэгчийн аюулгүй байдлын үндэс суурь болдог.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 6-р сарын 26