CMMの分解:座標測定機の基本を理解する

08 Dec, 2023

部品の正確なサイズとジオメトリは、プロトタイプまたは実際の製品を製造する場合に不可欠です。寸法のエラーは、生産プロセス全体に大きな影響を与える可能性があります。

この問題に対処するために、座標測定機(CMM)として知られる高許容測定機(CMM)が開発されました。この記事では、CMMSの紹介を提供し、一般的に尋ねられる質問に答えます:「CMMとは何ですか?」

CMMとは何ですか?

座標測定機(CMM)は、正確なジオメトリと物理的次元を確保するための製造プロセスにおける重要なツールです。従来、測定はハンドツールまたは光学コンパレータを使用して行われていましたが、これらの方法には制限とエラーの可能性がありました。一方、CMMは正確で効率的なソリューションを提供します。

CMMマシンは、座標技術を利用して、マシンまたはツールパーツの寸法を測定します。 x、y、z軸の高さ、幅、深さを測定できます。 CMMマシンの複雑さによっては、測定データを記録することもできます。この高度な測定機は、特に大規模で複雑なコンポーネントの測定に適しています。

CMMは、コンピューターまたはオペレーターによって制御されます。 6度の自由度(DOF)を提供し、さまざまな角度や方向から測定値を読み取ることができます。その汎用性と精度により、現代の製造プロセスに不可欠なツールになりました。

座標測定機の重要性

座標測定マシンの重要性は、今日のメトロロジー業界で最も重要です。ハンドヘルド検査の従来の方法には制限があり、検査官のスキルセットに大きく依存しています。

これにより、製造が不十分なコンポーネントが検出されず、最終的に最終顧客に到達する余地があります。ただし、生産設計の進歩とコンポーネントの複雑さにより、特定の特性はCMMを使用して正確に測定することのみができます。

CMMSは、製造プロセスを強化しながらビジネスを時間とお金の両方で救うため、影響は深刻です。この改善により、彼らは競争力を得ることができ、収益性の向上につながります。


座標測定機の種類

4種類の座標測定機(CMM)があり、それぞれに独自の構造と利点があります。

ブリッジ-タイプ座標測定機

最初のタイプはブリッジ-タイプCMMで、最も一般的です。ブリッジ-タイプのCMMは、モバイルワークベンチおよびモバイルブリッジタイプにさらに分類できます。これらのマシンには、正確な測定を保証する安定した固定設計があります。それらは静止したオプションとポータブルオプションの両方で提供され、後者は機械工場の厳しい状況に耐えるように固まっています。ただし、ブリッジCMMは通常、簡単に持ち上げてテーブルに配置できる小型から中程度の部品の測定に限定されます。

bridge type cmm

ガントリータイプ3座標測定機

ガントリー-タイプのCMMは、それらを接続するクロスビームを備えた2つの直立柱を備えています。この構成は、測定中に優れた安定性を提供し、より大きくて重い部分に適しています。ガントリーCMMは、自動車や航空宇宙などの産業で一般的に見られます。

Gantry type three coordinate measuring machine

カンチレバータイプ3座標測定機

CMMの2番目のタイプはカンチレバータイプです。カンチレバーCMMには、一方の端にプローブが付いた片方のアームがあります。この設計により、アクセスが困難なタイトなスペースやエリアでの柔軟な測定が可能になります。カンチレバーCMMは、複雑で複雑な部品を測定するためによく使用されます。

Cantilever type three coordinate measuring machine

水平アーム3 -座標測定機器

CMMの4番目のタイプは水平腕スタイルで、プローブは、オーバーヘッドビームまたは表面プレートに取り付けられたトラックに沿って移動する水平アームに取り付けられています。この設計により、精度を損なうことなく、重いオブジェクトの大規模-スケール測定が可能になります。


座標測定機はどのように機能しますか?

座標測定機(CMM)は、プローブを使用してオブジェクト上の異なるポイントと物理的な接触を行い、その寸法と形状に関する貴重なデータを収集することにより機能します。

このデータは、非常に正確な測定と包括的なレポートを生成するために、細心の注意を払って分析および利用されています。

CMMは、XYZ軸の洗練されたシステムを介して動作し、さまざまな平面に沿ってピンポイント精度でプローブを操作できるようにします。さらに、状態- of - - art cmmsは、非接触測定用に光学センサーまたはレーザーセンサーを組み込んでいます。

高度なCMMは追加の機能を備えていますが、次元測定はこの強力な技術の基本的なアプリケーションのままです。

座標測定機の利点と制限

座標測定機(CMM)は、生産の領域に不可欠な機器です。彼らは、彼らの限界を大きく上回る多くの利点を提供します。

CMMの採用に関連する多数の利点の包括的な調査を掘り下げ、その制限に関するいくつかの重要な考慮事項にも対処します。

座標測定機を利用することの利点

効率とコスト削減の向上

座標測定機は、その精度のため、製造プロセスに不可欠なコンポーネントになりました。特に複雑なツールを生産する場合、座標測定マシンは寸法測定に適しています。最終的には、生産コストと時間支出が大幅に削減されます。

信頼できる品質保証

機械的部分の寸法を測定する従来の方法とは異なり、3つの次元座標測定マシンは、品質を確保するための不動のツールを提供します。彼らは部品をデジタル的に測定および分析することができますが、寸法分析、CAD比較、ツール認証、リバースエンジニアリングなどの幅広いサービスを提供して、厳密な品質基準を維持します。

オペレーターへの依存の減少

CMMマシンがコンピューター-制御されると、人間の関与が減少します。この削減は、運用上のエラーに関連する潜在的なリスクを軽減するのに役立ちます。

座標測定機(CMM)を利用する制約

重要な要件は、表面接触です

部品を正確に測定するために、座標測定機に使用されるプローブは、その表面と接触する必要があります。ただし、長期にわたる接触が部品に損傷を与える可能性があるため、繊細または脆弱な表面を扱う場合は注意を払う必要があります。

柔らかい材料では欠陥が発生する可能性があります

ゴムやエラストマーなどの柔らかい材料から作られた部品にプローブを使用する場合、部品の変形を引き起こす可能性があるため、注意を払う必要があります。

プローブ選択が最重要です

さまざまな種類のプローブがCMMマシンで採用されています。プローブの選択は、パートサイズ、設計仕様、プローブ機能などのさまざまな要因に依存します。適切なプローブを選択しないと、測定精度が損なわれる可能性があります。

CMMに関するよくある質問

周囲温度は、3D座標測定機器の測定結果に大きく影響する可能性がありますか?

3D座標測定機は、光、機械、電気、コンピューター、および制御技術を組み合わせた洗練された測定システムです。その結果、多くの要因が測定結果の不確実性に影響を与える可能性があります。

ただし、小型および中央の座標測定機の場合、測定の不確実性に影響する最も重要な要因は、標準測定温度(20°C)からの周囲温度の偏差です。

3つの次元座標系から正確な結果を確保するには、マシンのマニュアルで指定された範囲内の周囲温度を厳密に制御することが重要です。

座標測定機の一般的なエラータイプは何ですか?

座標測定マシンの一般的なエラータイプは、静的エラーと動的エラーに分類できます。静的エラーは、一貫した安定したレベルのエラーによって特徴付けられますが、動的エラーは時間とともに増加します。

エラーを効果的に補正するには、これら2つのエラータイプを明確に理解し、それに応じて適切な方法を選択することが重要です。

座標測定マシンの一般的なエラー補償方法は何ですか?

座標測定マシンに最も一般的に使用されるエラー補償方法は、温度補償、ソフトウェア補正補償、およびその他の種類の補償です。

ソフトウェア補正補正方法は、3つの寸法座標測定機の動的エラーを効果的に補正するため、実際のアプリケーションで特に一般的です。

測定室の温度をバランスを保ち、安定させる方法は?

測定室にバランスのとれた安定した温度を維持するためのいくつかのソリューションがあります。

1.測定機のソフトウェアは、線形補正と温度補正を使用して、-サイトのキャリブレーション中に環境条件に基づいて温度効果を調整できます。

2。電気機器やコンピューターなどの熱源を測定機から妥当な距離に保つことが重要です。

3.エアコンを選択するときは、強い温度制御機能を備えたインバーターモデルを選択することをお勧めします。さらに、エアコンの設置場所を慎重に計画することが重要であり、測定機に直接吹き込まないようにします。バランスのとれた屋内気温を維持するには、空間全体の十分な空気循環を刺激するために、空調風の方向を上に調整することをお勧めします。

4。温度損失を最小限に抑え、日光にさらされることを避けるために、ドアと窓がしっかりと閉じられているコンピュータールームに熱断熱策を実装する必要があります。最後に、測定室の厳格な管理は、不必要な人員がこの地域に残るのを防ぐために施行されるべきです。

3D座標測定機の検出システムは、測定結果に影響しますか?

3つの寸法座標測定機の測定結果は、その検出システムの影響を受ける可能性があります。このプロセスでは、プローブが測定されているワークピースと接触し、信号を送信します。

制御システムとコンピューターは、プローブの座標を収集し、必要な計算を実行して、目的の測定結果を取得します。現在、ほとんどの座標マシンプローブはスイッチ-タイプとして設計されており、異なる位置で検出するときに異なる接点ポイントにつながる可能性があります。

この設計原則は、測定結果の不確実性に直接影響する検出エラーを導入します。したがって、正確な測定のためにこれらのエラーを最小限に抑えることが重要です。

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