Masina de masurat in coordonate CMM. Masurare si control

De la șublere la brațe de măsurare, la mașini de măsurat în coordonate, pentru controlul pieselor prelucrate. Utilizarea softului NX CAM de la Siemens pentru programarea CMM-urilor. Toate acestea în prezentul articol.

Controlul pieselor prelucrate este o operație întâlnită în toate firmele de producție. Este etapa din ciclul de fabricație care validează produsul. Metodele și instrumentele de control diferă de la cele mai simple cum ar fi șublere, micrometre, calibre, lere, până la instrumente moderne cu un înalt grad de performanță tehnologică. Aici amintim: braț de măsurare în coordonate, mașină de măsurat în coordonate (denumită și CMM – Coordinate Measuring Machine), scaner 3D etc. Pentru informații detaliate despre oferta Allmetech cu privire la instrumente de măsură, puteți consulta catalogul Schut sau Mitutoyo.

Principiul de funcționare al acestor instrumente moderne se bazează fie pe contactul unui palpator cu suprafața inspectată (braț de măsurare, mașină de măsurat în coordonate) fie pe non-contact în cazul instrumentelor de scanare cu lumină structurată, lumină colorată sau laser.

Măsurarea cu contact [1] Scanarea cu lumină albastră [2] Scanare cu laser [3]

La măsurarea cu braț sau mașină de măsurat în coordonate, prin contact, se înregistrează coordonatele unui punct în raport cu sistemul de referință stabilit și comparând aceste coordonate cu coordonatele aceluiași punct de pe modelul 3D al reperului, se stabilește abaterea. În cazul brațului de măsurare, deplasarea și poziționarea brațului pentru a stabili contactul și uneori pentru a citi/prelua valoarea se face manual. În cazul mașinii de măsurat în coordonate, mașina realizează deplasările în funcție de un program stabilit, similar programului CN aferent prelucrării reperului. În plus, mașina de măsurat în coordonate poate ”scana” suprafața prin parcurgerea acesteia cu palpatorul, similar palpatorului unui rugozimetru.

Asemănări și deosebiri între CMM și braț de măsurare

Dacă pentru brațul de măsurare este nevoie în cea mai mare parte de intervenția utilizatorului pentru a obține valorile punctelor verificate, la utilizarea CMM trebuie întocmit programul de inspecție. Principiile de întocmire ale acestui program sunt foarte asemănătoare cu cele de întocmire a unui program CN pentru prelucrări prin așchiere pe mașini unelte cu comandă numerică. Piesa se consideră fixă, mișcările fiind executate de palpator în raport cu un sistem de coordonate prestabilit de utilizator. Spre deosebire de brațul de măsurare, pe CMM, odată stabilit programul, utilizatorul nu trebuie să facă altceva decât să schimbe piesele măsurate la finalizarea ciclului și să stabilească originea sistemului de coordonate al următoarei piese.

Programarea CMM

Mașinile de măsurat în coordonate se livrează în general cu softul aferent pentru a putea întocmi programul de inspecție. Acesta are diverse forme și tipuri de interfețe, unele mai prietenoase și mai ușor de folosit decât altele. Pe lângă aceste opțiuni, există posibilitatea utilizării unui soft comun atât pentru partea de CAD/CAM cât și pentru partea de CMM. Un astfel de soft este NX de la Siemens. Principiile utilizate la programarea CMM în NX CAM sunt identice cu cele utilizate la partea de CAM, utilizatorului fiindu-i foarte ușoară trecerea de la programarea prelucrării piesei la programarea controlului acesteia. Pe lângă interfața comună pe care o împărtășesc cele 3 module (CAD/CAM/CMM) există unele avantaje oferite de NX demne de luat în considerare la alegerea modului de lucru pe CMM:

– alegerea tipului de palpator dintr-o librărie predefinită sau configurarea manuală a acestuia;

– specificarea modului de măsurare (punct cu punct sau parcurgerea/scanarea suprafeței cu palpatorul);

– verificarea traseului de inspecție împotriva coliziunilor cu piesa, cu sistemul de fixare al acesteia sau cu alte entități existente în zona de lucru a mașinii;

– validarea traseului de inspecție raportat la cursele de lucru ale mașinii și la geometria palpatorului;

– comenzile, meniurile și unele noțiuni cum ar fi Safe Plane, Tool, ToolPath, Generate, librăria de mașini de măsurare, postprocesarea, sunt identice ca la programarea prelucrării în modulul CAM, utilizatorul fiind deja familiarizat cu acestea;

– funcționează pe bază de condiții PMI (Product Manufacturing Information) care se atașează direct modelului 3D, nefiind astfel nevoie de desenul de execuție al piesei. Aceste date PMI sunt informații cu privire la toleranțe dimensionale, la poziția relativă a suprafețelor respectiv la forma suprafeței. NX le recunoaște și poate face recomandări cu privire la traseul de inspecție și la unele setări ale acestuia;

– mașina de măsurat în coordonate poate fi definită în NX sau aleasă din librăria de CMM-uri și poate fi simulată la fel ca o mașină unealtă de prelucrare prin așchiere;

– întocmirea traseului de inspecție cu poziția axei palpatorului înclinată la un anumit unghi, ales de utilizator, față de suprafața cu care vine în contact pentru a avea acuratețe maximă la măsurare;

– în cazul în care modelul nu are date PMI, NX poate utiliza Feature Recognition pentru suprafețele de tip găuri, umeri, etc;

– la fel ca în cazul așchierii, NX permite crearea de șabloane și particularizarea aplicației în așa fel încât utilizatorului să-i fie cât mai simplu și ușor să realizeze programul de inspecție;

– conceptul de Master Model este implementat și în NX, permițând de exemplu ca în timp ce un tehnolog întocmește tehnologia de prelucrare a reperului în NX CAM, un alt tehnolog să realizeze programul pentru CMM, cei doi lucrând în paralel și reducând astfel timpii necesari ciclului de fabricație și control. Pentru mai multe informații despre acest mod de lucru consultați [4];

– în funcție de post-procesor, programul de inspecție poate fi implementat pe oricare din CMM-urile existente sau chiar și pe mașina unealtă de prelucrare prin așchiere, echipată cu palpator pentru măsurare.

Se recomandă așadar utilizarea unui soft capabil de a crea, simula, verifica și genera programul de inspecție pe CMM. Aveți în vedere și integrarea acestei etape cu etapele anterioare CAD/CAM precum și cu etapele ulterioare controlului cum ar fi cele aferente întocmirii documentației tehnice.

Modul de generare al documentației tehnice de fabricație cu ajutorul NX, de utilizare a unor șabloane predefinite și de corelare automată a acestora cu orice modificare din cadrul procesului vor fi prezentate în articolul următor.

Autor: Dr.ing. Vlad DICIUC

Surse:

De la șublere la brațe de măsurare, la mașini de măsurat în coordonate, pentru controlul pieselor prelucrate. Utilizarea softului NX CAM de la Siemens pentru programarea CMM-urilor. Toate acestea în prezentul articol.

Asemănări și deosebiri între CMM și braț de măsurare

Programarea CMM

Distribuie acest articol pe oricare din canalele de social media