האבולוציה של קומתואמות מכונות מדידה: ממדריך ועד מערכות אוטומטיות

האבולוציה של קומתואמות מכונות מדידה: ממדריך ועד מערכות אוטומטיות

קומתו של מכונות מדידה (CMMs) הן עמוד השדרה של ייצור דיוק ואבטחת איכות. מכשירים אלה לבדוק גיאוגרפיה פיזית על ידי קידוד נקודות על פני השטח של חלק, להבטיח רכיבים בהתאם למפרט מדויק.מאז הקמתה באמצע המאה ה-20, CMMs עברו טרנספורמציה עמוקה, מתפתחת ממכשירים ידניים, עצמאיים לחלוטין במערכות אוטומטיות, מבוקרות מחשב שמשלבות בצורה חלקה עם סביבת בקרה מודרנית, ובדיקת CMMs-מהפכה אוטומטית.

מדריך מוקדם לתאם מכונות מדידה

ה- CMMs הראשונים הופיעו בשנות החמישים וה-60, בעיקר בתעשיות אווירוקל ומכוניות שבהן הסובלנות הצטמצמו.המכשירים הראשונים הללו היו ידניים במידה רבה. מפעיל היה מעביר בדיקה פיזית – בדרך כלל בסגנון קשיח-על-פי פני השטח של החלק, קריאה חוזרת על מדידות מדרגות בוגרות או מחוונים פשוטים על גבי צירי-המכונה הייתה איטית: כל נקודה שהייתה לעיתים קרובות מעדה, והייתה מוגבלת, שימוש במיומנות, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והיא הייתה מורכבת, והייתה מורכבת, והיא הייתה מורכבת ממידתיות של חומרת-ידי לחץ על-ידי חומרת-ידי חומרת-ידי חומרת-ידי חומרת-ידי חומרת-ידי חומרת-ידי חומרת-ידי עיפרון-ידי חומרת-ידי חומר-ידי חומר-ידי עיפרון-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי עיפרון-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי חומר-ידי

למרות מגבלות אלה, CMMs ידני ייצג קפיצת משמעותית על פני לוחות משטח מסורתיים, מדפי גובה ומיקרומטרים.הם אפשרו מדידה תלת-ממדית בפעם הראשונה, המאפשרים ליצרנים לאמת תכונות קריטיות כגון עמדות חור, סובלנות פרופיל, ויחסים זוויתיים בהגדרה אחת.עם זאת, ההסתמכות על שיפוט אנושי פירושה שגם מפעילים מנוסים יכולים להציג שגיאות באמצעות מהירות בדיקה לא עקבית, לחץ, או זווית.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

• יעילות המפעילה משפיעה על יכולת החזרה והדיוק
• מחזורי מדידה איטיים, לעתים קרובות לוקח שעות עבור חלקים מורכבים
• אין כניסה דיגיטלית לנתונים, הדורשת תזמון ידני
• יכולת מוגבלת למדוד משטחים חינם או כרכים גדולים

עלייתה של אוטומציה מכנית ודיגיטלית

בשנות ה-70 וה-80 הביאו התקדמות קריטית שהפחיתו את ההשפעה של המפעילה ושיפור הפרודוקטיביות.המבוא של קריאה דיגיטלית (DROs)igital Readingouts (DROs)IRFLT:1) , ביטל את הצורך לקרוא את המאזניים המאוחרים על ידי העין. Encoders בכל ציר מתורגם לתיאום דיגיטלי, המוצג בזמן אמתי זה הפחית מאוד שגיאות קריאה ופרץ את תהליך המדידה זמן קצר לאחר זמן קצר לאחר מכן: F2me:

אולי החדשנות החשובה ביותר בעידן זה הייתה התפתחותו של ה-FLT:0 (החדשה) של ⁇ FLT:1, שהופקדה על ידי רינשוו בשנות ה-70.בניגוד לסגנון מוצק הדורש מגע קבוע, בדיקת המגעים של מגע, הטלפונית אות חשמלית של הרגע שיצרה קשר עם פני השטח, מה שמאפשר למכונה לרשום נקודה מבלי לגרור את החקירה מעבר לחלק.

עם קריאות דיגיטליות ובדיקות מגע, CMMs ידני יכול להשיג יותר דרך לוח וכדאיות טובה יותר.אבל הם עדיין נדרשים מפעיל כדי לתכנן את מסלול המדידה וליזום באופן ידני כל מגע.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

• מערכות קריאה דיגיטליות לתצוגה ישירה של קואורדינט (1960s-70)
• ציר ממונע פועל עם בקרת שמחה (1980s)
• טכנולוגיית בדיקה של מגע-טריגר (Renishaw, 1970s)
• הדור הראשון של תוכנת CMM עבור תכנות לא מקוון (1980s)

CMMs: לידה של DCC

בשנות השמונים ראו את הופעתה של ההרחבה:0 (DCC)Direct Computer Control (DCC)FLT:1 CMMs. במקום מפעיל שהזיז את החקירה, תוכנית מחשב ביצעה את כל שגרת המדידה באופן אוטומטי.מפעיל היה כותב או ילמד תוכנית מדידה - הגנה על הנקודות וכיוון בדיקה - וה- CMM היה מפעיל את הרצף ללא התערבות אנושית החל פעם.

DCC CMMs הציגה גם את מיפוי הטרור ואת תגמול FLT:1 על ידי מדידה של חפץ מעוקל (כמו כדור בר או מד צעד) והשוואה אותו עם תקן הידוע, בקר של CMM יכול לבנות מודל מתמטי של שגיאות שיטתיות - כגון אי דיוקים בקנה מידה, עיוות או סחף טמפרטורה - ותגמול אוטומטית עבורם במהלך מדידה זו הביא את הדיוק של מיקרו-אי-אי-אי-אי-הפוטנציאל של לעתים קרובות להשגת סדר מכני של מיקרו-אי-וודאים.

(הופנה מהדף מדרש) [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]] [[1924]] [[[[1924]] [[1924

(ב) ⁇ (ב"ג) ⁇ ⁇

• חזרה גבוהה ללא קשר למיומנות המפעילה
• היכולת לרוץ ללא השגחה, הגדלת ניצול
• פיצוי שגיאה אוטומטית עבור דיוק משופר
• תכנות Offline ממודלים של CAD, חיסכון זמן
• דוחות מדידה ובקרת תהליכים סטטיסטיים (SPC)

CMMs מודרניים: חיישנים, מהירות ואינטליגנציה

(המכשירים של היום הם הרבה יותר משלושה צירים של מכונות גשר עם בדיקות מגע.מהפכת האוטומציה יצרה מערכת אקולוגית מגוונת של פלטפורמות וחיישנים המתאימים למשימות מדידה שונות.FLT:0Bridge CMMsFLT:1 נשאר את החלקים הנפוצים ביותר, המציעים עיצוב מוכר של קודר עם תכונות קשיחות גבוהה.

טכנולוגיית חיישן

CMMs מודרניים ניתן מצויד עם סוגים רבים של חיישן, לעתים קרובות על מכונה אחת, כדי ללכוד נתונים מגוונים במהירות ומדויק:

• (FLT:0) ⁇ -triggers (Touch-trigger) ,(הקורה), המציעה דיוק גבוה למדידת נקודה דיסקרטית.גירסאות מודרניות משתמשות במפרקים סטריליים וצורות עיצוביות מרובות כדי לגשת לתכונות מורכבות.
• (FLT:0) בדיקות איסוף מידע רצוף 1:1 - בדיקות מגע רציף כי מעקב משטחים, איסוף אלפי נקודות לשנייה עבור פרופיל גבוה ובדיקה קוטור.הם שימושיים במיוחד עבור צורות חופשיות כמו להבים טורבינות או מטפלות ארגונומי.
• (FLT:0) סורקי קו סורקים קוויים של קו LT:1 - ללא מגע, באמצעות רצועת לייזר כדי ללכוד עננים נקודתיים צפופים במהירות גבוהה. אידיאלי עבור חומרים רכים או עדינים, ועבור חלקים שאינם יכולים לעמוד בלחץ מגע.
• אור לבן / אור מובנה / סורקי אור סורקים 1 - תבניות הפרויקט על פני השטח ושימוש במצלמות כדי לזרז נתונים מלאים שדה 3D. אלה הם מהירים מאוד ויכולים לכסות אזורים גדולים בנורה אחת.
• (FLT:0) בדיקות אופטיות (מערכות ויזואליות) ,IRLT:1) - מצלמות ברזולוציה גבוהה בשילוב עם עדשות טלצנטריות למדידת תכונות קטנות, קצוות, ופרופילים 2D משמשים לעתים קרובות באלקטרוניקה ובבדיקות מכשירים רפואיים.
• (FLT:0) מערכות של מרבי-סנסטור 1 (שלב מגע, סריקה, לייזר וחיישנים אופטיים ב- CMM אחד, תוכנה בוחרת באופן חלקה את החיישן הטוב ביותר עבור כל תכונה, אופטימיזציה דרך חישוב ודיוק.

תוכנה ואוטומציה

התוכנה המודרנית CMM היא פלטפורמה מטרולוגית מלאה.It מייבאת מודלים של CAD (STEP, IGES, פורמטים מקומיים), מייצרת מסלולי מדידה באופן אוטומטי, מדמה תנועות ללא התנגשות, ומייצרת דוחות מפורטים עם קריטריונים לעבור / Fil. חבילות רבות עכשיו כוללים באופן ישיר CLT:0 סטטיסטינלי בקרת תהליכים (SPC)FLT:1, המאפשר ניטור בזמן אמתי של טרנדים: CLT2, אפילו טעינה אוטומטית, מאפשר בקרת תהליכים סטנדרטיים של תאים הפעלה CLT.

(ב) יכולות של CMMs אוטומטיים מודרניים: ⁇ 1

• פעולה מלאה ללא השגחה עם טיפול אוטומטי
• מדידה הסתגלותית - ד"רונים מתאמת באופן אוטומטי זוויתי בדיקה וחיישנים המבוססים על מגוון רחב
• אלגוריתמים של אלגוריתמים לזיהוי וגילוי
• GD & T (Geometric Dimensioning & Tolerancing) ניתוח תואם ASME Y14.5 ו- ISO 1101 סטנדרטים
• שילוב עם MES (Manufacturing Publishing Systems) עבור רשומות באיכות ניירנית
• ניטור מרחוק ואבחון באמצעות פרוטוקולים של IoT תעשייתי

השפעה על ייצור ובקרה איכות

האבולוציה של ידני ל- CMMs הפכה את בקרת איכות הייצור.CMMs אוטומטיים להפחית את זמן הבדיקה עד 90% בהשוואה לשיטות ידניות, ובמקביל לשפר את הדיוק וחיסול של המפעילה Variability.שינוי זה מאפשר ליצרנים לעבור מבדיקה מבוססת דגימה לבדיקות מקיפים יותר, ובמקרים מסוימים, 100% אימות חלק.המידע שנאסף מ- CMMs אוטומטיים ישירות לתוך מערכות סגורות: משוב דיגיטלי יכול להתאים באופן אוטומטי ל-Flat זה.

מחלקות בקרת איכות מסתמכות כעת על CMMs אוטומטיים כדי להתמודד עם ייצור באיכות גבוהה, נמוך כרכים שבו שינויים מהירים הם חיוניים.תוכנות כלים מאפשרים התחדשות מהירה ממודלים של CAD, כך CMM יכול לעבור מבדיקת דיור תיבת הילוכים לשקע בתוך דקות.שילוב של AI ומכונה משפר עוד גמישות זו: מערכות מודרניות יכולות לזהות באופן אוטומטי את אסטרטגיית המדידה הטובה ביותר עבור חלק חדש ללא התערבות אנושית.

(FLT:0Caseדוגמה: ⁇ FLT:1 בייצור גוף-לבן, CMMs אוטומטיים עם סורקי לייזר לבדוק גופות רכב שלמות בתוך חמש דקות, לבדוק מאות נקודות קריטיות ומשטחים.הנתונים נשלחים מיד לחדר בקרה, שבו מהנדסים יכולים לזהות מגמות כלי, ולהתערב לפני חלקים של סובלנות מיוצרים זה.

מגמות עתידיות בטכנולוגיית CMM

מסלול הפיתוח CMM מצביע על אינטליגנציה, מהירות ואינטגרציה אי פעם.כמה מגמות יגדירו את העשור הבא של המטרופולין:

אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונות

תוכנת CMM מופעלת AI תלמד מהנתונים האחרונים כדי לחזות אסטרטגיות מדידה אופטימליות, לזהות דפוסים המעידים על לבישת כלי או תהליך סחף, ואפילו על עצמו-איכות-עצמית מודלים של למידת מכונות יכול לסנן רעש מדידה ביעילות רבה יותר, שיפור יכולת ההחזרה של סריקה מהירה גבוהה. בעתיד, CMMs עשוי גם לבצע FLT:0predictive תחזוקהFLT:1, זיהוי של ההידרדרות מכנית לפני דיוק מכני.

המונחים: in-Situ Measurement

הגבול בין קו הייצור ומעבדת הביקורת ימשיך לטשטש.אנו רואים יותר (FLT:0inline CMMsFLT:1 מוטבע ישירות במערכות העברה או מרכזי מאצ'ינג, מדידת חלקים במשרה מלאה ללא הפסק ייצור.FLT:2Portable CMMsFLT 3: 3 (זרועות, מעקב לייזר) בשילוב עם אור פתוח מאפשר סורקים גדולים כדי לחסל אותם ישירות על הרצפה.

▪ ®Pice & Digital Twins

CMMs עתידיים ימזגו נתונים מחיישנים של שיטות שונות - נגע, לייזר, חזון, CT - על פלטפורמה אחת, באמצעות אלגוריתמים מתקדמים כדי ליישב מערכות לתאם ולמלא פערים למדידה. נתונים הוליסטיים אלה יזין לתוך FLT:0 דיגיטלית תאומים גלקסיות צלזיוס 1 של המוצר והתהליך, שבו מודלים וירטואליים מתפתחים בזמן אמת בהתבסס על נתונים נמדדים בפועל.

Wireless, Cloud, and Edge Computing

CMMs אוטומטיים יותר להתחבר פלטפורמות מבוססות ענן עבור שיתוף נתונים על פני צמחים מרובים, המאפשרים ניתוח איכות ארגונית. Edge מחשוב יעבד עננים נקודתיים מקומית כדי להפחית את הגמישות, שליחת תוצאות וסיכומים רק למאגרי נתונים מרכזיים. תקשורת אלחוטית יעילה תעשה את זה קל יותר לשנות את תאי מדידה ולהוסיף חיישנים חדשים ללא התחדשות.

שיתוף פעולה אנושי-רובוט

בעוד שמערכות CMM אוטומטיים לחלוטין כבר נפוצות, מערכות עתידיות יעבדו באופן אינטואיטיבי יותר עם מפעילי אנוש.קודות קוליות, מציאות מוגברת (AR) overlays, ובקרת מחווה עשויה לאפשר טכנאים לתכנן או להנחות CMM ללא הכשרה נרחבת. רובוטים קולאביים (cobots) יטען חלקים לתוך CMMs תוך שמירה על דו-קיום בטוח עם אנשים.

(ב) [ה][דרוש מקור]] [ה]], [ה]], [ה], [ה], [ה]], [ה], [ה]]][ה]]]], [ה]], [ה], [ה]]][ה']'[ה']'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה']'[ה']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ב[[ה']'[ה']']']']']'[ה'[ה']']']'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[

מסקנה

מבדיקות ידניות צנועות על המאזניים המאוחרות ביותר ועד מערכות אוטומטיות לחלוטין, עשירות חיישן, AI-דו-וינטות, המכונה מדידה התפתחה לעמוד מרכזי באיכות הייצור המודרנית.אבולוציה זו לא רק הגדילה את המהירות והדיוק של בדיקה ממדית, אלא גם אפשרה פרדיגמות חדשות של בקרת תהליכים ואופטימיזציה המונעת נתונים.כפי ש- CMMs ממשיכים לשלב אינטליגנציה, קישוריות, וחיישנים מתקדמים, הם יישארו הכרחיים עבור עמידה של הסובלנות גבוהה יותר ויותר לשוק הסובלנות של התעשייה, אשר משקיעהת יותר ויותר גבוהה יותר, ומעבדהת את עלויות הצמיחה של תעשיית זמן נמוכה יותר ויותר גבוהה יותר ויותר.

(ב) [ה] [ה]] [ה]] ב[[1924]], ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]