Wat is een coördinatenmeetmachine (CMM) en waarvoor wordt deze gebruikt?

Productontwerpen waren aan het begin van de 20e eeuw vrij eenvoudig en productontwerpers waren flexibel met vereisten op het gebied van nauwkeurigheid en maattolerantie. Als gevolg hiervan hadden machinewerkplaatsen geen probleem om onderdelen te fabriceren met conventionele freesmachines en om kwaliteitscontrole te garanderen met handgereedschap zoals schuifmaten, micrometers en vergelijkers.

Maar naarmate productontwerpen complexer werden en productietechnologieën geavanceerder werden, ontstond de behoefte aan geavanceerdere kwaliteitscontroleapparatuur die menselijke fouten uitsluit. Dit leidde in 1959 tot de ontwikkeling van de eerste Coördinatenmeetmachine (CMM) door Ferranti.

Een coördinatenmeetmachine (CMM) is een essentieel apparaat voor kwaliteitscontrole dat tegenwoordig wordt gebruikt door eersteklas machinewerkplaatsen, en in dit artikel zullen we de basisprincipes van CMM's behandelen. We zullen uitleggen hoe een CMM werkt, zijn toepassingen en de verschillende soorten coördinatenmeetmachines die tegenwoordig beschikbaar zijn.

Wat is een coördinatenmeetmachine?

Een coördinaten meetmachine (CMM) is een apparaat voor kwaliteitscontrole dat de hoogte, breedte en diepte van een onderdeel meet om te bepalen of het voldoet aan de ontwerpvereisten.

Een typische coördinatenmeetmachine (CMM) heeft een sonde die de positie van een punt in de ruimte detecteert en meet vanaf een driedimensionale referentiepositie. Dus wanneer u de tasterpunt over een werkstuk beweegt, verzamelt het tastersysteem punten en vormt een "puntenwolk" die de vorm van het werkstuk omlijnt.

Het proces waarmee de meetpunten worden gemeten en omgezet in een vormomtrek, wordt afgehandeld door speciale software voor het verwerken van coördinaten.

Waarvoor wordt een coördinatenmeetmachine gebruikt?

Voorbeeld van een "puntenwolk" door Lucas Vieira, Publiek domein, via Wikimedia Commons

Met de "puntenwolk" gevormd door de coördinatenmeetmachine kunt u bevestigen dat een onderdeel voldoet aan de ontwerpintentie en tolerantie-eisen. Eersteklas machinewerkplaatsen integreren deze machines doorgaans in hun afdeling kwaliteitscontrole (QC) om de nauwkeurigheid en precisie van gefabriceerde onderdelen te testen tegen de specificaties van hun klant.

Gerelateerde post: Kwaliteitscontrole voor CNC-bewerkingen

Door middel van reverse engineering gebruiken machinewerkplaatsen ook CMM's om replica's van aangepaste ontwerpen (of fysieke monsters) te maken. Tijdens dit proces beweegt een machinist de gevoelige sonde over het fysieke monster en voert de CMM een reeks bewerkingen uit om dit monster om te zetten in een 3D CAD-tekening.

De machinist gebruikt deze CAD-modellen vervolgens om replica's van de fysieke monsters te maken met behulp van productietechnologieën zoals CNC-machines en 3D-printers. Deze reverse engineering-toepassing van CMM's komt goed van pas bij het maken van verouderde onderdelen, zoals oldtimermotoren of gasturbine-onderdelen.

Soorten coördinatenmeetmachines

Coördinatenmeetmachines zijn er doorgaans in vier verschillende typen:

1. CMM's overbruggen
2. Gantry CMM's
3. Cantilever CMM's
4. Horizontale arm CMM's

#1 meetmachines voor brugcoördinaten

CMM's van het brugtype zijn het meest voorkomende type coördinatenmeetmachines. Ze hebben doorgaans een zeer stabiel anker voor het meetapparaat en zijn het beste voor het meten van bewerkte onderdelen met de hoogste nauwkeurigheid en de kleinste tolerantie-eisen.

CMM's in brugstijl zijn echter over het algemeen beperkt tot het meten van kleine tot middelgrote machinaal bewerkte onderdelen die u gemakkelijk op de tafel kunt tillen. Met bridge-CMM's kunt u ook problemen ondervinden wanneer u probeert toegang te krijgen tot bepaalde te meten onderdelen. Dit komt doordat het rechtopstaande anker van de brug de x-as vasthoudt.

#2 Gantry-coördinatenmeetmachines

Gantry-CMM's lijken veel op brug-CMM's, maar verschillen enigszins in ontwerp en mogelijkheden.

In tegenstelling tot de CMM in brugstijl, wordt een portaal-coördinatenmeetmachine direct op de vloer gemonteerd met de brug op pilaren geheven. Hierdoor kan de portaal-CMM plaats bieden aan en toegang krijgen tot bewerkte onderdelen met hogere volumes en complexere geometrieën dan waarvoor de brug-CMM's zijn ontworpen.

Het meetbereik voor portaal-CMM's varieert doorgaans van (1 x 2 x 1 m) tot (5 x 9 x 3 m) in een 3D-coördinatensysteem.

#3 Cantilever-coördinatenmeetmachines

Cantilever CMM's worden slechts op één punt ondersteund, waardoor ze minder stijf zijn dan portaal- en brug-achtige coördinatenmeetmachines. Wanneer ze worden gebruikt voor het meten van machinaal bewerkte onderdelen met een laag gewicht, kunnen ze dankzij hun enkelvoudige ondersteuning sneller bewegen en een hogere nauwkeurigheid bereiken dan andere CMM's.

Cantilever CMM's zijn over het algemeen beperkt tot het meten van kleine bewerkte onderdelen, meetkalibers en hoofdonderdelen.

#4 Horizontale Arm Coördinaten Meetmachine

CMM's met horizontale arm monteren scantasters (of tasttasters) horizontaal in plaats van verticaal, zoals bij de andere typen CMM's. Dankzij dit unieke ontwerp kunnen ze grote oppervlakken of bewerkte onderdelen met moeilijk bereikbare functies meten.

Houd er rekening mee dat CMM's met horizontale arm minder nauwkeurig zijn dan andere CMM-typen. Toch zijn ze het ideale CMM-type voor het meten van grote dunwandige plaatwerkdelen.

Kwaliteit garanderen met een CMM:Gensun kan helpen

Zelfs nadat u de nieuwste bewerkingstechnologie hebt gebruikt om uw productontwerp te fabriceren, is er nog steeds een mogelijkheid van maat- of tolerantiefouten die de kwaliteit van uw bewerkte onderdeel beïnvloeden.

Gensun Precision Machining is een toonaangevende leverancier van CNC-bewerkingsdiensten over de hele wereld. We hebben niet alleen ultramoderne bewerkingsapparatuur en zeer ervaren machinisten, maar we hebben ook een toegewijde afdeling kwaliteitscontrole.

Ons team van QC-experts meet bewerkte onderdelen met behulp van onze coördinatenmeetmachine, hoogtemeters, 2D-projectoren, micrometers en andere QC-tools, zodat ze voldoen aan de ontwerpintentie en -vereisten van onze klanten. Onze faciliteit is ook ISO 9001 gecertificeerd voor kwaliteitsmanagementsystemen.

Lees meer over onze CNC-bewerkingsservices.