Don là một quản lý chịu trách nhiệm quản lý chất lượng tại một nhà sản xuất linh kiện ô tô OEM.
Don có một vấn đề: công ty của anh vừa nhận được một hợp đồng để sản xuất 30.000 trục cam cho một động cơ mới và Don được thông báo rằng lô hàng đầu tiên đã bị từ chối vì không đạt chỉ tiêu kỹ thuật.
Chuyện gì đã xảy ra?
Công ty của Don đã được sử dụng sự kết hợp các công cụ đo cầm tay để kiểm tra các bộ phận trên dây chuyền sản xuất, đã làm việc tốt cho đến bây giờ. Thật không may, các trục cam cần đo đạc kiểm tra nhiều hơn với mức độ chính xác cao hơn mà các công cụ cầm tay không thể cung cấp.
Nguồn gốc của sai số trong đo lường chủ yếu đến từ các thiết bị đo, nhưng đo lường tọa độ (CMM) có thể làm giảm sai số đáng kể.
Sự ra đời của máy đo tọa độ (CMMs) làm quá trình đảm bảo chất lượng hiệu quả hơn, chính xác hơn và linh hoạt hơn. Những lợi ích tất cả xuất phát từ khả năng lập trình của nó.
Các máy có thể được thiết lập để thực hiện nhiệm vụ đo lặp đi lặp lại tự động mà không cần phải lập trình lại mỗi lần sử dụng. Họ cũng có thể tránh việc phải sở hữu hàng loạt các dụng cụ đo lường dành cho từng công việc, một máy đo CMM duy nhất có thể được lập trình để thực hiện gần như bất kỳ nhiệm vụ đo lường nào.
Tất cả các máy đo CMMs đều có ba trục trực giao (X, Y, Z) hoạt động trong một hệ tọa độ 3D. Mỗi trục có quy mô sử dụng để chỉ ra vị trí của hệ thống hoặc vị trí trong không gian.
Các máy đọc tín hiệu từ một thiết bị cảm biến được lập trình bởi bộ điều khiển hoặc sử dụng máy tính điều khiển số (CNC).
Máy đo tọa độ 3 chiều CNC Carmar CMM-C series
Sau đó, họ sử dụng dữ liệu đó để tính toán các số đo như khoảng cách, kích thước, hình dạng hình học và vị trí tương đối của những hình dạng trên phôi.
Tích hợp một máy CMM vào quá trình sản xuất, trong một phòng thí nghiệm hoặc trong các xưởng có thể làm nên sự khác biệt đáng kể đến chất lượng của sản phẩm của bạn, nhưng việc lựa chọn một máy đo CMM phù hợp cho ứng dụng của bạn là nhiệm vụ không dễ dàng.
“Thật khó để chọn được máy phù hợp cho chính mình” Mr. Paul, Giám đốc tiếp thị và chiến lược kinh doanh hãng Carmar công nghiệp đo lường (Đài Loan) nói. “Bạn có thể sẽ mua phải một máy không thực hiện đo đầy đủ thông số kỹ thuật bạn cần, hoặc bạn sẽ chi tiêu quá nhiều tiền cho một máy có nhiều hơn những gì bạn cần”
Ngày nay, phạm vi giá của CMMs thay đổi từ khoảng $ 30K đến hơn $ 1 triệu, tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Tương tự như vậy, chi phí của các cấu hình đầu dò / cảm biến khác nhau dao động từ vài nghìn USD đến hàng chục ngàn.
Đây là lý do tại sao bạn cần tìm kiếm lời khuyên chuyên môn trước khi đưa ra quyết định cuối cùng, nhưng vẫn có một số gợi ý có thể giúp xác định CMM nào là phù hợp nhất với yêu cầu của bạn.
Có rất nhiều cách để phân loại máy đo tọa độ, nhưng nếu bạn muốn biết loại nào là tốt nhất cho bạn, hãy tự hỏi những câu dưới đây:
Tôi muốn mang chi tiết, bộ phận đến máy kiểm tra hay tôi muốn di chuyển máy đến để kiểm tra?
Câu trả lời cho câu hỏi này sẽ phụ thuộc vào việc bạn đang đo cái gì và đo ở đâu. Nếu bạn có kế hoạch đưa chi tiết vào máy, thì bạn sẽ muốn có một máy đo CMM cố định. Nếu là cách khác thì bạn sẽ muốn có một máy đo CMMs linh hoạt. Trong bài viết này, sẽ tập trung hoàn toàn vào CMMs cố định.
Máy đo CMMs cố định chia làm 4 loại:
Máy đo CMMs loại Cầu di chuyển là loại phổ biến nhất của máy đo tọa độ.
Trong loại cầu di chuyển, đầu đo xác định giá trị trên trục Z bằng cách di chuyển lên và xuống trên một cây cầu bắc ngang thân máy. Đầu đo giá trị trục X bằng cách di chuyển qua lại trên cầu. Giá trị trên trục Y được xác định bằng cách di chuyển toàn bộ cầu trên bàn soi bằng đá granite.
Máy đo CMM loại Cantilever khác loại cầu di chuyển với đầu đo chỉ được gắn trên một mặt cố định. Do đó, bị giới hạn phạm vi đo nhỏ hơn, phần di động trục Z phải tương đối ngắn để duy trì kết cấu của máy.
Tuy nhiên, với kết cấu của máy cùng trọng lượng thấp của đầu di chuyển cho phép CMMs cantilever di chuyển rất nhanh chóng. Khoảng đo chiều cao cùng độ chính xác là những lý do CMMs cantilever được sử dụng chủ yếu để đo định cỡ, hiệu chuẩn, các chi tiết nhỏ.
Máy đo tọa độ CMM tay ngang có độ chính xác kém hơn so với các loại khác vì thiết kế của nó dễ bị ảnh hưởng gây nhiễu. Tuy nhiên, máy phù hợp để đo phôi lớn hoặc những chi tiết hình dạng kỳ dị.
Trong các ứng dụng ô tô, ví dụ, máy đo CMMs hai cánh có thể được kết hợp để đo cả hai bên của khung xe một cách đồng thời trong khi chi tiết vẫn trên dây chuyền lắp ráp. Điều này được thực hiện bằng cách đồng bộ cả hai máy cùng hệ thống phối hợp.
Do thiết kế của máy, những cánh tay có thể tiếp cận các vị trí bên trong khung xe mà máy đo cầu di chuyển không thể tiếp cận.
Máy đo tọa độ CMMs loại Gantry có cấu trúc tương tự như máy đo CMMs loại cầu, nhưng có khoảng đo lớn hơn nhiều. Trong máy loại grantry, cây cầu được gắn trên trụ lớn. Tương tự cấu trúc cầu, máy đo tọa độ CMMs có độ chính xác cao. Kết hợp với khoảng đo lớn, là lý do tại sao máy đo tọa độ CMMs đặc biệt phổ biến trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, nơi các chi tiết lớn nhưng vẫn đòi hỏi độ chính xác cao.
Tổng hợp:
| Loại máy đo CMM | Độ chính xác | Độ linh hoạt | Phù hợp đo |
| Bridge | Cao | Trung bình | Chi tiết trung bình yêu cầu chính xác cao |
| Cantilever | Cao nhất | Thấp nhất | Chi tiết nhỏ yêu cầu độ chính xác cao nhất |
| Horizontal Arm | Thấp nhất | Cao nhất | Chi tiết lớn yêu cầu độ chính xác thấp |
| Gantry | Cao | Trung bình | Chi tiết lớn yêu cầu độ chính xác cao |
Một máy đo tọa độ tốt phụ thuộc hoàn toàn vào đầu dò của nó.
Giống như máy đo CMM, đầu dò cũng có nhiều loại. Phân loại cơ bản là đầu dò tiếp xúc và đầu dò không tiếp xúc – có sử dụng tia laser hoặc quang học. Đầu dò tiếp xúc thì chính xác hơn nhưng đầu dò không tiếp xúc thì nhanh và linh hoạt hơn.
Các đầu dò tiếp xúc phổ biến nhất chia làm hai loại:
Đầu dò tiếp xúc kích hoạt bao gồm một bút stylus kèm theo một tấm mang kết nối với cảm biến áp suất bên trong đầu dò, tạo ra một tín hiệu điện mỗi khi họ liên hệ với một điểm trên phôi.
Đầu dò quét Analog cũng là dựa trên stylus và được sử dụng để đo lường bề mặt đường viền, chẳng hạn như kim loại tấm. Thay vì chạm vào điểm, đầu dò vẫn tiếp xúc với phôi khi nó được kéo qua.
Đầu dò không tiếp xúc
Đầu dò không tiếp xúc được sử tốt nhất cho các bộ phận, chi tiết phức tạp, nhỏ hơn đầu dò không tiếp xúc không đo được. Sử dụng công nghệ laser hoặc quang học.
Một máy đo CMM phù hợp phụ thuộc chủ yếu dựa vào cấu trúc và đầu dò của nó, nhưng cũng phụ thuộc vào phần mềm.
Mặc dù có ngôn ngữ lập trình CMM chuẩn, được gọi là giao diện đo kích thước chuẩn (DMIS), nhưng nó thường không được sử dụng trong các nhà máy, mặc dù đều được hỗ trợ.
DMIS không chứa tất cả các chức năng cần thiết cho tất cả các nhiệm vụ đo lường. Những hạn chế của nó đã khiến các nhà sản xuất để tạo ra chương trình vận hành độc đáo của riêng mình.
Cuối cùng, không có một yếu tố duy nhất nào có thể xác định một máy đo CMM tốt nhất cho các ứng dụng của bạn.
Nhiều yếu tố cần được xem xét, bao gồm loại CMM, loại đầu dò, phần mềm và các chi phí.
Tuy nhiên, điều cuối cùng, nhà cung cấp đưa ra một số lời khuyên:
Không mua trên cơ sở giá. Bởi khi bạn có được một hệ thống chi phí thấp và chạy tốt bạn đã trải qua nhiều quá trình như upgrade, bảo trì (hoặc có thể nhiều hơn) để nó có thể làm việc. Giá là quan trọng, nhưng có nhiều yếu tố khác để xác định các sản phẩm tốt.
Hiện tại, bạn nên có một số ý tưởng tốt để cân nhắc, nhưng nhắc lại lời khởi đầu của bài viết này: ” bạn luôn cần tìm đến lời khuyên chuyên nghiệp trước khi mua một máy đo tọa độ CMM “.
