Uncategorized
Phân loại dựa trên sự tương tác giữa CMM và chi tiết đo
Th7
Ngoài cách phân loại máy đo theo phương pháp và kích thước máy ta cũng có thể phân loại máy đo CMM theo cách đo, cụ thể chúng ta có thể phân loại như sau
CMM đo tiếp xúc
Máy đo 3D tiếp xúc dùng để ám chỉ các thiết bị đo bằng việc chạm cơ học vào phần vỏ của chi tiết cần đo. Ví dụ điển hình là các máy đo CMM sử dụng đầu dò tiếp xúc
Ưu điểm
Ưu điểm cơ bản của CMM đo tiếp xúc là nó sẽ thực hiện phép đo bằng cách chạm vật lý vào bề mặt của bộ phận cần đo bằng đầu dò giúp mô hình hóa, phân tích lỗi một cách nhanh chóng và chắc chắn. Nhờ vào sự chắc chắn này các loại máy đo 3D dạng vật lý này thường được sử dụng để xác minh kết quả đo của máy CMM quang học có chính xác hay không
Nhược điểm
Nhược điểm đầu tiên của loại máy đo ba chiều này có lẽ là nguy cơ làm hỏng bề mặt của bộ phận cần đo do áp lực gây ra từ đầu dò cảm ứng. Đường kính đầu dò càng nhỏ thì áp suất nhất định lên bề mặt được đo càng lớn.
Hạn chế tiếp theo là tốc độ của loại máy đo ba chiều cơ học này cũng khá chậm so với loại quang học. Ngoài ra, thông lượng của các điểm dữ liệu được đo từ bề mặt cũng ít hơn so với dòng quang học
Một nhược điểm rõ ràng khác của máy đo 3D tiếp xúc là do kích thước hữu hạn của đầu đo, nếu đầu đo của bạn có kích thước lớn bạn sẽ không thể đo các kẽ hở hoặc các lỗ có kích thước nhỏ hơn 1mm trên bề mặt mẫu đo
CMM quang học
máy cmm của đức là dạng thiết bị giúp bạn có thể đo mà không cần tiếp xúc vật lý với bề mặt của bộ phận được đo. Loại máy này sử dụng phương pháp quang học để thăm dò bề mặt của chi tiết. Một số ví dụ phổ biến về CMM quang học là hệ thống quang ảnh và chiếu rìa.
Ưu điểm
Máy đo 3D dạng quang học có thể tạo ra một số lượng lớn các điểm dữ liệu so với máy đo cơ học
Kết quả đo có thể được thực hiện nhanh chóng trong vòng chưa đầy một phút hoặc vài phút
Không gây hư hỏng cho bề mặt các chi tiết cần đo vì không cần phải tiếp xúc vật lý
Nhược điểm:
Hạn chế cơ bản là CMM quang học là khi chiếu ánh sáng lên bề mặt và thu ánh sáng phản xạ vào cảm biến hoặc bộ tách sóng ảnh, sau đó, với một thuật toán và phân tích nhất định, bề mặt được tái tạo từ ánh sáng phản xạ được phát hiện trên cảm biến.
Vấn đề là, sự tương tác giữa ánh sáng và bề mặt rất phức tạp và khó mô hình hóa. Khó khăn này khiến bề mặt được đo bằng CMM quang học không đảm bảo được độ chân thực của phép đo
Hạn chế tiếp theo là CMM quang học bị ảnh hưởng đáng kể bởi loại vật liệu của bộ phận được đo. Thông thường, các bề mặt được đánh bóng hoặc có màu sáng như trắng rất khó đo bằng CMM quang học. Bởi vì, ánh sáng phản xạ từ các bề mặt này sẽ làm khó cảm biến thu tín hiệu
Gặp khó khăn trong việc đo lường được các bề mặt có độ dốc khoảng 90 độ
Cấu tạo của máy đo 3D CMM
CMM thường bao gồm cầu đo, cánh tay đo, đầu đo, bàn đo, bộ phận điều khiển
Cầu đo
Là trục chuyển động của máy, cầu đo giúp di chuyển cánh tay robot (chưa đầu đo) tới các điểm cần đo một cách nhanh chóng và chính xác
Cánh tay đo
Thường được làm bằng vật liệu cứng như nhôm hoặc thép và được kết nối với máy tính để điều khiển chuyển động của cánh tay và đầu đo đến các điểm cần đo
Đầu đo
Đầu dò là thành phần phổ biến và quan trọng nhất của máy CMM truyền thống chịu trách nhiệm thực hiện hành động đo. Các máy CMM khác sử dụng các công nghệ như ánh sáng quang học, máy ảnh, laser, v.v
Do bản chất của đầu đo là phải tiếp xúc liên tục với chi tiết cần đo nên đầu đo phải làm từ vật liệu có độ cứng cao và ổn định. Ngoài ra, nó cũng cần có khả năng chống chịu nhiệt tốt để kích thước không thay đổi khi có sự thay đổi nhiệt độ điều này sẽ gây ảnh hưởng đến vị trí đo gây ra sai số khi đo. Vật liệu phổ biến được sử dụng là ruby và zirconia. Đầu đo có thể ở dạng hình cầu hoặc hình kim.
Bàn đo
Bàn đo thường được làm bằng đá granite, đây là một thành phần quan trọng của máy CMM vì loại đá này có tính ổn định rất tốt. Nó cũng không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và khi so sánh với các vật liệu khác, tỷ lệ hao mòn thấp hơn. Đá granite là lý tưởng cho phép đo có độ chính xác cao vì hình dạng của nó không thay đổi theo thời gian.
Bộ phận điều khiển
Bộ phận điều khiển là nơi mà bạn sẽ thực hiện các thao tác điều khiển máy cũng như đọc kết quả đo lường thông qua các phần mềm chuyên dụng. Hiện nay, có hai loại phần mềm thường được sử dụng cho máy đo 3D
Đầu tiên, là phần mềm dành cho máy đo của riêng của từng nhà sản xuất đã phát triển độc lập cho từng nhà sản xuất máy đo. Đặc điểm nổi bật của phần mềm này là nó sẽ giúp tối ưu hóa các chức năng của thiết bị, cho phép bạn khai thác đầy đủ các điểm mạnh mẽ của thiết bị
Thứ hai là phần mềm do bên thứ ba phát triển có thể được sử dụng bởi các dụng cụ đo lường đến từ nhiều nhà sản xuất khác nhau. Hầu hết sẽ đáp ứng đầy đủ được các tính năng phổ thông của thiết bị, các tính năng nâng cao đôi khi cần phải đóng thêm phí hoặc mua bản quyền để sử dụng
Các bộ phận phụ khác của máy đo 3D
Đồ gá mẫu (Fixture)
Các bộ gá mẫu Fixture cũng là công cụ rất quan trọng được sử dụng làm tác nhân ổn định và hỗ trợ trong hầu hết các hoạt động sản xuất. Chúng là các thành phần của máy CMM và có chức năng cố định các bộ phận cần đo vào đúng vị trí. Việc cố định bộ phận là cần thiết vì bộ phận cần đo bị chuyển động sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ thông số của quá trình đo. Các công cụ hỗ trợ khác có sẵn để sử dụng là các tấm cố định, kẹp và nam châm.
Máy nén khí và máy sấy
bảo dưỡng máy cmm yêu cầu máy nén khí và máy sấy, các thiết bị này thường được tìm thấy ở các máy CMM kiểu cầu hoặc cổng tiêu chuẩn.
Hướng dẫn sử dụng máy đo 3D CMM
Hướng dẫn chọn mua máy đo 3D
Trước khi đi vào các hướng dẫn sơ bộ sử dụng máy đo 3D CMM. Kỹ Thuật Đo sẽ gợi ý cho bạn một số phương pháp chọn mua máy đo để bạn có thể chọn thiết bị phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình. Ít nhất, sẽ có năm khía cạnh cần được xem xét để bạn có thể chọn ra được máy đo phù hợp với nhu cầu của mình
Độ chính xác
Khía cạnh quan trọng mà bạn cần xem xét kỹ khi chọn mua CMM là độ chính xác. Độ chính xác cần thiết của CMM được xác định từ dung sai của các bộ phận cần đo lớn đến mức nào. Theo ISO10360, độ chính xác của máy được thể hiện bằng thông số kỹ thuật lỗi tối đa cho phép (MPE) .
Dựa trên ISO10360, MPE được định nghĩa là ±(X+L/k), Ở đây X là mức độ chính xác (để đo chiều dài) của CMM trong μm, k là một hằng số và L là độ dài đo được trong mm. Điều quan trọng cần nhớ là biến L trong MPE đại diện cho hiệu ứng giãn nở nhiệt của vật liệu và sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác đo lường của CMM. Để xác định MPE của CMM, quy trình xác minh hiệu suất , được xác định trong ISO10360, phải được thực hiện.
Bên cạnh độ chính xác, độ không đảm bảo của kết quả đo của máy đo tọa độ cũng cần được xem xét. Giá trị không chắc chắn này thể hiện mức độ thiếu an toàn của phép đo ta đang thực hiện
Do đó, điều quan trọng cần được xem xét là những yếu tố nào liên quan đến CMM góp phần vào độ không đảm bảo của phép đo CMM.
Ví dụ: một số tác nhân gây ra độ không đảm bảo phổ biến cho độ không đảm bảo của phép đo CMM là, sự thay đổi nhiệt độ khi phép đo được thực hiện, sự thay đổi từ chiến lược lấy mẫu được sử dụng cho phép đo, lỗi hình học của CMM và sự thay đổi kích thước của một bộ phận do sự thay đổi từ quá trình sản xuất quá trình tạo ra một phần.
Ví dụ thực tế:
Một ví dụ thực tế để xem xét độ chính xác và độ không đảm bảo của phép đo khi chọn CMM như sau. Nếu chúng ta muốn đo đường kính của một hình trụ với thông số kỹ thuật là (500 ± 0,01)mm, thì chúng ta cần tập trung vào khả năng chịu đựng.
Trong trường hợp này, phạm vi dung sai là 0,01×2=0,02mm. Do đó, CMM phù hợp để thực hiện loại nhiệm vụ đo lường này là CMM có mức độ chính xác 10% của 0,02 mm. Mức độ chính xác yêu cầu của CMM là 0,002 mm = 2μm cho chiều dài L=500mm để tạo “khoảng trống” cho các tác nhân gây ra sự không đảm bảo khác, chẳng hạn như do sự thay đổi nhiệt độ và các yếu tố môi trường khác.
Bước tiếp theo là chọn một CMM có độ chính xác < 2μm vì L=500mm. Ví dụ: CMM A có thông số kỹ thuật về độ chính xác (MPE) là ±(1.2+L/500)μm. Mức độ chính xác này của CMM A không đủ để đo xi lanh, bởi vì tổng độ chính xác hiệu dụng của CMM để đo xi lanh là 1.2+500/500=2.2μm
Một CMM B khác có thông số kỹ thuật về độ chính xác (MPE) là ±(1.3+L/1000)μm. Độ chính xác hiệu quả của CMM B để thực hiện phép đo là 1.3 +500/10001.8μm. Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng CMM B là CMM phù hợp cho nhiệm vụ đo lường.
Từ những giải thích ở trên, dung sai của kích thước mà chúng ta muốn đo có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn CMM phù hợp để sử dụng. Ngoài ra, độ không đảm bảo dự kiến của kết quả đo của CMM cũng cần được xem xét để xác định độ chính xác cần thiết của CMM sẽ sử dụng.
