Makîneya pîvandina hevrêz çi ye?

YEKmakîneya pîvana koordînat(CMM) amûrek e ku geometriya tiştên fizîkî bi hîskirina xalên veqetandî yên li ser rûyê heyberê bi sondayekê dipîve.Di CMM-an de cûrbecûr sondaj têne bikar anîn, di nav de ronahiya mekanîkî, optîkî, lazer û spî.Bi makîneyê ve girêdayî, dibe ku pozîsyona lêpirsînê bi destan ji hêla operatorek ve were kontrol kirin an jî dibe ku ew bi komputerê ve were kontrol kirin.CMM bi gelemperî pozîsyona sondajê di warê veguheztina wê ji pozîsyonek referansê de di pergala hevrêziya Kartezî ya sê-alî de (ango, bi axên XYZ) diyar dikin.Digel guheztina sondajê li ser axên X, Y, û Z, gelek makîneyan di heman demê de rê didin ku goşeya sondayê were kontrol kirin da ku rê bide pîvandina rûberên ku wekî din dê negihîjin.

CMM ya tîpîk "pira" ya 3D destûrê dide tevgera sondajê li ser sê axên, X, Y û Z, yên ku di pergalek hevrêziya Kartezî ya sê-alî de ji hev re ortogonal in.Her axek xwedan senzorek e ku pozîsyona sondayê li ser wê eksê dişopîne, bi gelemperî bi rastbûna mîkrometre.Dema ku sondajê bi cîhek taybetî ya li ser cewherê re têkil dike (an jî wekî din dibîne), makîneyê sê senzorên pozîsyonê nimûne dike, bi vî rengî cîhê xalek li ser rûyê heyberê, û her weha vektora 3-dimensî ya pîvana hatî girtin dipîve.Ev pêvajo li gorî hewcedariyê tê dubare kirin, her carê sondajê dihejîne, da ku "ewrê xalî" ya ku qadên rûbar ên balkêş vedibêje çêbike.

Bikaranîna hevpar a CMM-ê di pêvajoyên çêkirin û kombûnê de ye ku beşek an meclîsê li dijî niyeta sêwiranê ceribandine.Di serîlêdanên weha de, ewrên xalî têne çêkirin ku ji bo avakirina taybetmendiyan bi algorîtmayên regresyonê ve têne analîz kirin.Van xalan bi karanîna sondayek ku bi destan ji hêla operatorek ve an bixweber bi Kontrola Rasterê ya Komputerê (DCC) ve tê danîn têne berhev kirin.CMM-yên DCC dikarin bêne bernamekirin da ku çend caran parçeyên wekhev bipîvin;Ji ber vê yekê CMM-ya otomatîk rengek pispor a robotek pîşesaziyê ye.

Parts

Makîneyên pîvandinê yên koordînat sê hêmanên sereke hene:

• Avahiya sereke ya ku sê axên tevgerê pêk tîne.Materyalên ku ji bo avakirina çarçoweya tevgerê têne bikar anîn bi salan cûda bûye.Di destpêka CMM-ê de granît û pola hatin bikar anîn.Îro hemî çêkerên sereke yên CMM-ê çarçoveyan ji aligirê aluminiumê an hin jêderan çêdikin û di heman demê de seramîk bikar tînin da ku hişkiya eksa Z ji bo sepanên şopandinê zêde bikin.Çend çêkerên CMM îro hîn jî ji ber hewcedariya bazarê ji bo dînamîkên metrolojiyê yên çêtir û meyla zêdekirina sazkirina CMM-ê li derveyî laboratûara kalîteyê, hîn jî çarçoweya granît CMM-ê çêdikin.Bi gelemperî tenê çêkerên CMM-ya kêm û hilberînerên navxweyî yên li Chinaîn û Hindistanê hîn jî ji ber nêzîkatiya teknolojiya kêm û têketina hêsan a ku bibin çêkerek çarçoweya CMM-ê granît CMM-ê çêdikin.Meyla zêde ya berbi şopandinê di heman demê de hewce dike ku eksê CMM Z hişktir be û materyalên nû yên wekî seramîk û karbîd silicon hatine destnîşan kirin.
• Sîstema lêpirsînê
• Pergala berhevkirin û kêmkirina daneyan - bi gelemperî kontrolkerek makîneyê, komputera sermaseyê û nermalava serîlêdanê vedihewîne.

Berdestbûnî

Van makîneyan dikarin serbixwe, destan û barkêş bin.

Tamî

Rastiya makîneyên pîvandina hevrêziyê bi gelemperî wekî faktorek nediyariyê wekî fonksiyonek li ser dûr têne dayîn.Ji bo CMM-ya ku sondayek pêçek bikar tîne, ev bi dubarebûna sondajê û rastbûna pîvanên xêzik ve girêdayî ye.Dubarebûna sondajê ya tîpîk dikare bibe sedema pîvandinên di nav .001mm an .00005 înç (nîv dehyek) de li ser tevahiya qebareya pîvandinê.Ji bo makîneyên 3, 3+2, û 5 eksê, sondajên bi rêkûpêk bi karanîna standardên peydakirî têne pîvandin û tevgera makîneyê bi karanîna pîvanan ve tê verast kirin da ku rastbûnê piştrast bike.

Parçeyên taybetî

Laşê makîneyê

Yekem CMM ji hêla Pargîdaniya Ferranti ya Skotlandê ve di salên 1950-an de wekî encama hewcedariya rasterast a pîvandina pêkhateyên rast di hilberên wan ên leşkerî de hate pêşve xistin, her çend vê makîneyê tenê 2 ax hebûn.Modelên yekem ên 3-axîn di salên 1960-an de dest pê kirin (DEA ya Italytalya) û kontrola komputerê di destpêka salên 1970-an de dest pê kir lê yekem CMM-ya xebitandinê ji hêla Browne & Sharpe ve li Melbourne, Englandngilîztan hate pêşve xistin û hate firotin.(Leitz Germany dûv re strukturek makîneyek sabît bi tabloya tevgerê hilberand.

Di makîneyên nûjen de, superstruktura celebê gantry du ling hene û pir caran jê re pirek tê gotin.Ev bi serbestî li ser maseya granîtê bi yek lingê xwe (pir caran wekî lingê hundur tê binav kirin) li dû rêgezek rêberî ya ku bi aliyek maseya granîtê ve girêdayî ye dimeşe.Lingê berevajî (pir caran lingê derveyî) bi tenê li ser maseya granît li dû kontura rûkala vertîkal radiweste.Hilgirên hewayê rêbazek bijartî ye ku ji bo rêwîtiya bê kêşanê dabîn dike.Di van de, hewaya pêçandî di nav rêzek kunên pir piçûk de di rûberek hilgirê deştê de tê çewisandin da ku pêlek hewayek xweş lê kontrolkirî peyda bike ku li ser CMM dikare bi rengek nêzîkê bê felq tevbigere ku dikare bi nermalavê ve were telafî kirin.Tevgera pira an gantry li ser maseya granît yek eksê balafira XY pêk tîne.Pira gantry di nav xwe de erebeyek heye ku di navbera lingên hundur û derve de derbas dibe û tebeqeya din a X an Y ya horizontal pêk tîne.Axîna sêyem a tevgerê (xebata Z) bi lêzêdekirina qulpek an çîpek vertîkal a ku di navenda kelûpelê de ber bi jor û jêr ve diçe peyda dibe.Lêpirsîna pêçînê amûra hîskirinê ya li ser dawiya qulikê pêk tîne.Tevgera axên X, Y û Z bi tevahî zerfa pîvandinê vedibêje.Tabloyên zivirî yên vebijarkî dikarin werin bikar anîn da ku nêzîkbûna sondaya pîvanê ji perçeyên xebatê yên tevlihev re zêde bikin.Tabloya zivirî wekî eksê ajotinê ya çaremîn pîvanên pîvandinê, yên ku 3D dimînin zêde nake, lê ew dereceyek nermbûnê peyda dike.Hin sondajên tûj bi xwe cîhazên zivirî yên bi hêz in ku bi tîpa sondayê dikarin ji 180 pileyî zêdetir û bi zivirînek tam 360 pileyî ve bi zivirî ve bizivirin.

CMM niha di cûrbecûr formên din de jî hene.Di nav wan de çekên CMM hene ku pîvandinên goşeyî yên ku li hevbendên destan têne girtin bikar tînin da ku pozîsyona tîpa stîlusê hesab bikin, û dikarin ji bo şopandina lazer û wênekêşana optîkî bi sondajan ve werin girêdan.CMM-yên bi vî rengî pir caran têne bikar anîn li cîhê ku veguheztina wan li ser CMM-yên nivînên sabît ên kevneşopî avantaj e- bi hilanîna cîhên pîvandî, nermalava bernamekirinê di heman demê de dihêle ku milê pîvanê bixwe, û qebareya pîvana wê, li dora beşa ku di dema rûtînek pîvandinê de were pîvandin, biguhezîne.Ji ber ku çekên CMM nermbûna milê mirovî teqlîd dikin, ew di heman demê de bi gelemperî dikarin xwe bigihînin hundurê beşên tevlihev ên ku bi karanîna makîneyek standard a sê texlî nekarin lêkolîn bikin.

Sondaya mekanîkî

Di rojên destpêkê yên pîvandina hevrêziyê (CMM) de, sondayên mekanîkî di nav xwedanek taybetî ya li ser dawiya qulikê de hatin bicîh kirin.Lêpirsînek pir gelemperî bi lêxistina topek hişk li dawiya şaftek hate çêkirin.Ev îdeal bû ji bo pîvandina rêzeyek rûçikên rûçik, silindrîk an rûçikên sperîkî.Lêpirsînên din bi şeklên taybetî ve hatin zevt kirin, mînakî çargoşe, da ku pîvana taybetmendiyên taybetî bikar bînin.Van sondajan bi fizîkî li hember perçeya xebatê bi pozîsyona li fezayê ku ji xwendina dîjîtal a 3-texn (DRO) tê xwendin an jî, di pergalên pêşkeftî de, bi guhêzbarek lingê an amûrek bi vî rengî di komputerê de têne girtin hatine girtin.Pîvandinên ku bi vê rêbaza têkiliyê têne girtin bi gelemperî ne pêbawer bûn ji ber ku makîneyên bi destan dihatin gerandin û her operatorê makîneyê rêjeyên cûda zextê li ser sondajê dixist an jî ji bo pîvandinê teknîkên cihêreng pejirand.

Pêşveçûnek din lêzêdekirina motoran bû ji bo ajotina her eksê.Operator êdî neçar bû ku bi fizîkî dest bi makîneyê bikin, lê dikaribûn her eksê bi karanîna qutiya destan a bi joystikan bi heman awayê ku bi otomobîlên nûjen ên ji dûr ve têne kontrol kirin ajotin.Rastbûn û rastbûna pîvandinê bi îcadkirina sondaya tîrêjê ya pêwendiya elektronîkî bi rengek berbiçav çêtir bû.Pêşengê vê cîhaza lêkolînê ya nû David McMurtry bû ku paşê ya ku niha Renishaw plc ye ava kir.Her çend hîn jî amûrek pêwendiyê ye, lê sondajê topa pola ya bi biharê (paşê topê yaqûtê) stûyê wê hebû.Gava ku sondajê dest da ser rûbera hêmanê, stylus ji hev vediqete û di heman demê de agahdariya koordînasyona X,Y,Z ji komputerê re şand.Çewtiyên pîvandinê yên ku ji hêla operatorên kesane ve têne çêkirin kêmtir bûn û qonax ji bo danasîna operasyonên CNC û gihîştina temenê CMM-an hate danîn.

Sondayên optîkî pergalên lens-CCD ne, ku mîna yên mekanîkî têne guheztin, û li şûna ku dest bidin ser materyalê, li xala balkêş têne armanc kirin.Wêneya hatî kişandin dê di nav sînorên pencereyek pîvandinê de were girtin, heya ku bermahî têra berevajîkirina deverên reş û spî be.Kîpa dabeşkirinê dikare bi xalek were hesibandin, ku li cîhê xala pîvandinê ya tê xwestin e.Agahdariya horizontî ya li ser CCD 2D (XY) ye û pozîsyona vertîkal pozîsyona pergala lêkolînê ya bêkêmasî ya li ser stûna Z-drive (an pêkhateyek din a cîhazê) ye.

Pergalên sondajê yên şopandinê

Modelên nûtir hene ku sondajên wan hene ku li ser rûyê beşê di navberên diyarkirî de xalan dikişînin, ku wekî sondayên şopandinê têne zanîn.Ev rêbaza vekolîna CMM-ê bi gelemperî ji rêbaza sonda-lêgerînê ya kevneşopî rasttir e û pir caran jî zûtir e.

Nifşa paşîn a şopandinê, ku wekî skanandina bê-têkilî tê zanîn, ku tê de sêgoşekirina yek xalî ya lazerê ya bilez, şopandina xeta lazer, û şopandina ronahiya spî vedihewîne, pir zû pêş dikeve.Ev rêbaz an tîrêjên lazerê an jî ronahiya spî ya ku li ser rûyê beşê têne pêşandan bikar tîne.Dûv re bi hezaran xal têne girtin û ne tenê ji bo kontrolkirina mezinahî û pozîsyonê, lê ji bo afirandina wêneyek 3D ya beşê jî têne bikar anîn.Dûv re ev "daneyên xal-ewra" dikare ji nermalava CAD re were veguheztin da ku modelek 3D ya xebatê ya beşê biafirîne.Van skanerên optîkî bi gelemperî li ser perçeyên nerm an nazik an ji bo hêsankirina endezyariya berevajî têne bikar anîn.

Lêkolînên mîkrometrolojiyê

Pergalên vekolînê yên ji bo sepanên metrolojiyê yên mîkro qadek din a pêşkeftî ye.Gelek makîneyên pîvandinê yên koordînat ên bazirganî (CMM) hene ku xwedan mîkrokolonek di pergalê de ye, gelek pergalên taybetî yên li laboratîfên hukûmetê, û her jimarek platformên metrolojiyê yên zanîngehê hatine çêkirin ji bo metrolojiya mîkropîvan.Her çend van makîneyan baş û di pir rewşan de platformên metrolojiyê yên bi pîvanên nanometrîk baş in jî, tixûbdariya wan a bingehîn lêkolînek mîkro/nano ya pêbawer, zexm, jêhatî ye.^{[citation pêwîst]}Zehmetiyên ji bo teknolojiyên lêkolîna mîkropîvan hewcedariya sondayek bi rêjeya aliyek bilind heye ku jêhatîbûna gihîştina taybetmendiyên kûr, teng bi hêzên pêwendiya kêm re vedihewîne da ku zirarê nede rûxarê û rastbûna bilind (asta nanometer).^{[citation pêwîst]}Digel vê yekê, sondajên mîkrokî ji şert û mercên hawîrdorê yên wekî şilbûn û danûstendinên rûkalê yên wekî çîpek (ji hêla adhesion, meniscus, û / an hêzên Van der Waals ve di nav yên din de çêdibin) hesas in.^{[citation pêwîst]}

Teknolojiyên ku bigihîjin lêkolîna mîkropîvan di nav yên din de guhertoya piçûkkirî ya sondayên CMM yên klasîk, sondajên optîkî, û sondayek pêla rawestandî jî hene.Lêbelê, teknolojiyên optîkî yên heyî nikarin bi têra xwe piçûk werin pîvandin ku taybetmendiya kûr, teng were pîvandin, û çareseriya optîkî ji hêla dirêjahiya pêla ronahiyê ve sînorkirî ye.Wêneya tîrêjê wêneyek taybetmendiyê peyda dike lê agahdariya metrolojiyê ya peydakirî tune.

Prensîbên fîzîkî

Dibe ku sondajên optîkî û/an sondajên lazerê werin bikar anîn (heke bi hev re gengaz be), ku CMM-yan diguhezîne mîkroskopên pîvandinê an makîneyên pîvandina pir-sensor.Pergalên projekirina perîşan, pergalên sêgoşekirina teodolît an pergalên dûr û sêgoşeyî yên lazerî jê re makîneyên pîvanê nayên gotin, lê encama pîvandinê yek e: xalek fezayê.Sondayên lazerê têne bikar anîn da ku dûrahiya di navbera rû û xala referansê de li dawiya zincîra kinematîk (ango: dawiya beşa Z-drive) were tespît kirin.Ev dikare fonksiyonek interferometrîkî, guheztina balê, guheztina ronahiyê an prensîbek siya tîrêjê bikar bîne.

Makîneyên hevrêz-pîvan ên portable

Digel ku CMM-yên kevneşopî sondayek bikar tînin ku li ser sê axên Cartesian tevdigere da ku taybetmendiyên laşî yên tiştek bipîve, CMM-yên portable an çekên binavkirî bikar tînin an jî, di mijara CMM-yên optîkî de, pergalên şopandina bê destan ên ku rêbazên sêgoşekirina optîkî bikar tînin û azadiya tevgerê ya tevahî pêk tînin bikar tînin. li dora object.

CMM-yên portable yên bi destên veguhêz şeş an heft axên ku bi şîfrekerên zivirî hatine saz kirin, li şûna eksên xêzkirî hene.Çekên portable sivik in (bi gelemperî ji 20 poundan kêmtir in) û dikarin hema hema li her deverê bêne hilgirtin û bikar anîn.Lêbelê, CMM-yên optîkî her ku diçe di pîşesaziyê de têne bikar anîn.CMM-yên optîkî yên ku bi kamerayên rêzê yên xêzkirî an matrixê yên kompakt hatine sêwirandin (mîna Microsoft Kinect), ji CMM-yên portable yên bi destan piçûktir in, bê têl vedihewînin, û dihêle bikarhêneran bi hêsanî pîvandinên 3D yên hemî celeb tiştên ku hema hema li her deverê ne bigirin.

Hin serîlêdanên ne dûbarekirî yên wekî endezyariya berevajî, prototîpkirina bilez, û vekolîna mezin a parçeyên ji hemî pîvanan bi îdeal ji bo CMM-yên portable guncan in.Feydeyên CMM-yên portable pirjimar in.Bikarhêner di girtina pîvandinên 3D yên her cûre parçeyan de û li cihên herî dûr / dijwar de nermbûnek heye.Bikaranîna wan hêsan in û ji bo girtina pîvandinên rast hewce ne hawîrdorek kontrolkirî ne.Wekî din, CMM-yên portable ji CMM-yên kevneşopî kêmtir lêçûn in.

Bazirganiya cewherî ya CMM-yên portable operasyona destan e (ew her gav hewce dike ku mirov wan bikar bîne).Wekî din, rastbûna wan a giştî dikare ji ya celebek pira CMM hinekî kêmtir rast be û ji bo hin serîlêdanan kêmtir maqûl e.

Makîneyên pîvandinê yên pirsensor

Teknolojiya kevneşopî ya CMM ya ku bi karanîna sondajên destikê bikar tîne îro pir caran bi teknolojiya pîvandinê ya din re tê hev kirin.Ev senzorên lazer, vîdyoyî an ronahiya spî vedihewîne da ku ya ku wekî pîvana pirsensor tê zanîn peyda bike.