Tổng quan về máy đo tọa độ 3D CMM

1. Máy đo 3D (CMM) là gì?

CMM (Coordinate Measuring Machine) là tên viết tắt tiếng anh của máy đo tọa độ 3 chiều đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường hiện nay bởi sự tiện lợi, hiệu suất đáng kể và khả năng giúp tiết kiệm chi phí.

máy cmm của đức đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường hiện nay bởi sự tiện lợi, hiệu suất đáng kể và khả năng giúp tiết kiệm chi phí. Máy đo tọa độ CMM được biết đến như một giải pháp hữu hiệu cho nhiều khâu trong quá trình sản xuất thiết bị điện tử (sản xuất điện thoại, laptop, tivi, màn hình, …), sản xuất ô tô, máy bay, phương tiện giao thông, các loại đường ống, … Lý do tại sao chỉ với một chiếc máy mà có thể có nhiều lợi ích đến vậy? Hãy cùng V-proud tìm hiểu kĩ hơn trong bài viết này.

2. Nguyên lý hoạt động máy CMM

CMM là một thiết bị đo hình dạng và kích thước vật lý của vật thể bằng các đầu dò tiếp xúc gián tiếp hoặc trực tiếp lên bề mặt của vật thể. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại đầu dò khác nhau, được sử dụng tùy thuộc vào kích thước và đặc điểm của vật thể như: đầu chạm, đầu đo quang học, máy quét laze, đầu đo bằng camera và hệ thống ánh sáng. Điều đặc biệt của máy CMM chính là ở cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đầu dò, nó có thể di chuyển trên hệ trục X, Y, Z – tức là hệ trục 3D (nhiều máy được trang bị trục quay), ngoài ra các đầu dò đa dạng giúp có thể đo được các phần bề mặt mà đầu chạm không thể tiếp xúc được.

Một máy CMM thường được cấu tạo bởi 3 bộ phận:

Hệ thống đầu dò: đầu chạm, đầu đo quang học, máy quét laze hoặc camera và hệ thống ánh sáng.
Cấu trúc chính: bao gồm hệ thống chuyển động đa chiều của đầu chạm. Tùy vào ứng dụng mà có các cấu trúc khác nhau, bao gồm: dạng station cố định sử dụng để đo đạc vật thể nhỏ, dạng arms tay cầm chuyển động được và có thể hoạt động ở ngoài trời cho các vật thể lớn không thể đưa vào phòng thí nghiệm, …
Phần mềm thu thập, xử lý dữ liệu và điều khiển hệ thống, gồm thiết bị điều khiển, màn hình điều khiển và phần mềm giúp đưa ra các dữ liệu đánh giá độ chính xác của sản phẩm so với bản vẽ ban đầu hoặc đưa ra bản vẽ của vật thể được đo/quét.

3. Phân loại một số loại máy đo CMM

Theo kết cấu thì có một số loại máy đo CMM như sau:

– Máy đo CMM kiểu tay gấp: loại này thường là loại máy nhỏ cầm tay, cho phép đầu do xoay đặt theo nhiều hướng khác nhau.

– Máy đo CMM kiểu cầu: Có trục đo được lắp thẳng đứng với một dầm ngang đặt trên 2 ụ đỡ, loại này giúp mở rộng phạm vi đo của sản phẩm cần đo( Máy đo CMM kiểu cầu theo trục X).

– Máy đo CMM kiểu chìa đỡ: Trục đo được đỡ bởi một kết cấu đỡ trục.

– Máy đo CMM kiểu dàn: Có kết cấu khung treo trên các ụ đỡ để có thể mở rộng phạm vi trên các vật được đo, các máy đo CMM kiểu dàn có cấu trúc gần giống máy đo CMM kiểu cầu.

– Máy đo CMM kiểu trục ngang: Trục lắp đầu dò được đặt ngang chìa ra, một đầu được gắn vào giá đỡ thẳng đứng có thể di chuyển được.

Theo hệ thống điều khiển thì có 4 loại máy đo CMM như sau:

– Dòng máy đo CMM manual: được dẫn động bằng tay

– Dòng máy đo CMM được dẫn động bằng động cơ với quá trình dò tự động

– Dòng máy đo CMM được điều khiển trực tiếp bằng máy tính

– Dòng máy đo CMM được liên kết với CAD, CAM, FMS…

4. Công dụng của máy CMM

Các bảo dưỡng máy cmm thường được sử dụng để đo lường về kích thước, đo kiểm mẫu, lược đồ góc, hướng hoặc chiều sâu, đo chép mẫu hoặc tạo hình. Với chức năng đo tọa độ 3 chiều X, Y, Z với khả năng chính xác cao CMM giúp con người có thể đo lường kích thước của một sản phẩm 1 cách tốt hơn. Tạo nên khả năng cho chi tiết sản xuất ra được lắp ráp 1 cách chính xác hoặc đối với những sản phẩm sau khi sản xuất yêu cầu độ chính xác cao thì máy đo tọa độ được sản xuất để đảm nhiệm công việc này.

Với đầu đo trạm điểm của máy đo tọa độ CMM sẽ có chức năng phát hiện tọa độ với độ chính xác cực cao giúp cho việc đo các chi tiết của các vật có tính chất dễ thay đổi về kích thước như cao su, ect, nhựa mềm,…….
Hệ thống điều khiển máy CMM bằng phần mềm giúp cho việc dịch chuyển các tọa độ trở nên chính xác không bị rung động cơ máy cả khi đo bằng tay.
Máy đo 3 chiều CMM có khả năng đo 3 chiều của vật thể cùng độ phân giải chính xác rất cao. Không chỉ đo chiều dài máy còn có thể đo được độ tròn trụ, đồng tâm của lỗ khoan trên chi tiết sản xuất.
Ngoài ra máy đo 3 chiều còn có chức năng tạo ra những bản vẽ kích thước của sản phẩm trên thực tế với các đầu quét Lase 3 chiều (3D).

5. Ứng dụng của máy CMM

Hiện nay CMM đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, với các ứng dụng khác nhau và rất đa dạng:

Kiểm tra chất lượng, đồ và tạo hình trong sản xuất máy bay, phương tiện hàng không
Kiểm tra chất lượng, đồ và tạo hình trong sản xuất ô tô
Kiểm tra chất lượng, đồ và tạo hình trong sản xuất thiết bị điện tử
Kiểm tra chất lượng, đồ và tạo hình trong ngành năng lượng
Kiểm tra chất lượng, đồ và tạo hình trong sản xuất thiết bị y tế
Kiểm tra chất lượng, đồ và tạo hình trong các ngành sản xuất khác

6. Cách lựa chọn máy CMM

Tùy vào từng ứng dụng và ngành công nghiệp mà có thể lựa chọn các loại máy phù hợp, thường dựa trên các tiêu chuẩn sau:

Sử dụng trong hay ngoài phòng thí nghiệm
Hành trình đo theo trục X, Y, Z của máy
Độ phân giải, trọng lượng của vật đo của máy
Hệ thống bảo vệ chống va đập
Khả năng lập trình offline
Thiết kế ngược
Phần mềm SPC và bù nhiệt độ