Трехмерные измерительные машины, широко известные под аббревиатурой КИМ (координатно-измерительная машина), представляют собой высокоточные метрологические системы, используемые для контроля размеров и геометрии механических компонентов. Они получают декартовы координаты точек на поверхности детали с помощью контактных щупов или оптических датчиков, цифровым способом восстанавливая геометрию компонента и вычисляя его размеры, форму, положение и допуски по ориентации. Они являются эталонным инструментом для точной промышленной метрологии в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, производство пресс-форм и энергетика.
Хотите помочь в выборе товара?
Архитектура и типологии
Координатно-измерительные машины (КИМ) различаются по своей механической архитектуре на мостовые, портальные, горизонтальные и портальные модели (обычно для крупных заготовок). Заготовка позиционируется на рабочем столе, а три направляющие (X, Y, Z) перемещают измерительный щуп вдоль заданных координат. Ручные версии управляются оператором, моторизованные имеют сервомоторы и джойстики, а модели с прямым компьютерным управлением (DCC) автономно выполняют предустановленные программы измерения. Типичная точность составляет от 1-3 мкм для лабораторных моделей до десятков мкм для моделей, используемых в цеху.
системы обследования
Наиболее часто используемые зонды — это контактные (точечное зондирование с срабатыванием при контакте), сканирующие (непрерывное получение сотен точек в секунду вдоль профилей), шарнирные 5-осевые зонды для доступа к сложным геометрическим формам, оптические зонды (лазерные линейные сканеры для получения облака точек, камеры для интегрированного машинного зрения) и зонды со структурированным светом. Зонды могут автоматически заменяться с помощью специальных магазинов. Оптические зонды быстро набирают популярность благодаря высокой скорости сбора данных и отсутствию контактного усилия.
Программное обеспечение и геометрические допуски и размеры
Программное обеспечение для управления КИМ является столь же важным компонентом, как и аппаратное обеспечение: оно управляет калибровкой измерительного щупа, созданием программ измерений, выравниванием деталей (RPS, базовая точка 3-2-1), расчетом геометрических элементов (плоскостей, цилиндров, сфер, конусов, торов), оценкой геометрических допусков в соответствии с ISO 1101 и ASME Y14.5 (GD&T – геометрическое размерное и допусковое проектирование), генерацией отчетов о размерах, интеграцией с CAD через DMIS/IGES/STEP/QIF, управлением статистикой статистического контроля процессов.
Применения
Координатно-измерительные машины (КИМ) используются для контроля компонентов двигателей (головки цилиндров, блоки цилиндров, валы, шестерни), пресс-форм и штампов, лопаток турбин и компрессорных лопаток, корпусов и деталей корпусов, конструкционных элементов аэрокосмической техники, прецизионных гидравлических деталей, медицинских приборов и протезов. Их способность оценивать сложные геометрические допуски (цилиндричность, сферичность и положение групп отверстий) делает их основным инструментом для точного контроля качества.
Стандарты и калибровка
Приемка и периодическая проверка координатно-измерительных машин регулируются полным стандартом ISO 10360, который определяет ошибки измерения (P), ошибки длины (E), ошибки сканирования и характеристики работы с шарнирными щупами. Калибровка осуществляется с использованием эталонных образцов (кольца, сферы, шарообразные стержни, блоки), откалиброванных в соответствии со стандартом ISO 17025. Неопределенности измерений указываются в соответствии со стандартами ISO 14253 и ISO 15530 (имитационные или экспериментальные процедуры оценки неопределенности). Критерии выбора более подробно описываются по запросу в зависимости от конкретного применения.
Эффективность координатно-измерительной машины (КИМ) тесно связана с условиями ее эксплуатации: контролируемая температура (20°C ±1°C, типичная для метрологических помещений), отсутствие вибраций и достаточная термическая стабильность необходимы для полного раскрытия заявленных характеристик. Модели для цеха, с другой стороны, предназначены для работы в условиях цеха со встроенной температурной компенсацией.