3.2.Основные типы координатно-измерительных машин

Горизонтальный тип координатно-измерительных машин.

Достоинства: возможность доступа к внутренним точкам детали.

Недостатки: ограниченная возможность вертикальных перемещений. Контроль деталей небольших габаритов (Рис.3.1).

Рис.3.1. Горизонтальный тип КИМ.

Вертикальный тип координатно-измерительных машин.

Достоинства: наиболее точная из всех типов координатно-измерительных машин.

Недостатки: необходимость термостатированного помещения. Низкая производительность. Контроль изделий и деталей малых габаритных размеров. Высокая стоимость (Рис.3.2).

Рис.3.2. Вертикальный тип КИМ.

Мостовой тип координатно-измерительных машин.

Достоинства: повышенная жесткость элементов, поддерживающих измерительную головку. Возможность загрузки больших деталей и изделий.

Недостатки: Наличие четырех стоек по углам машины, затрудняющих загрузку крупногабаритных деталей (Рис.3.3).

Рис.3.3. Мостовой тип координатно-измерительных машин.

Портальный тип координатно-измерительных машин.

Достоинства: Повышенная жесткость. Возможность загрузки крупногабаритных объектов. Высокая точность системы. Наличие массивной плиты стола, позволяющей улучшить условия измерений.

Недостатки: Высокая стоимость (Рис.3.4).

Рис.3.4. Портальный тип координатно-измерительных машин.

Преимущество портальных КИМ реализуются при измерении точных деталей в стационарных условиях специальных термостатированных помещений. Но в ряде случаев их использование невозможно или неоправданно, например при измерении крупногабаритных деталей или когда нет возможности доставить деталь в специальное помещение. В этих случаях используются измерительные машины портативного типа.

3.3.Координатно-измерительные машины портативного типа

КИМ портативного типа представляет собой многоосевую измерительную «руку» с шестью степенями свободы, имеющую три подвижных сочленения (в «плече», «локте» и «запястье») со сферическим рабочим пространством. Каждое сочленение снабжено датчиком поворотов по осям. Точка или кривая в трехмерном пространстве регистрируется при нажатии соответствующих кнопок на «руке» и передается по последовательному каналу в головной компьютер через контроллер. Процессор цифровых сигналов показывает все состояния, включая ошибки. Возможна работа с любыми видами щупов: стандартными шариковыми, точечными и т.д. Точность соответствует стандартам ISO.

КИМ типа «рука» компактны и устанавливаются в непосредственной близости от измеряемого объекта. В зависимости от исполнения они обеспечивают точность 0,025-0,12 мм, что часто является достаточным при измерении крупногабаритных деталей. При этом длина измерения со стационарной позиции составляет 3,5-5 м, а при наличии специальной системы лазерной привязки достигает 12 м, но с потерей точности до 0,25 мм.

3.4.Проведение замеров на координатно-измерительных машинах

Процесс проведения замеров на КИМ выполняется следующим образом. Измеряемый объект устанавливается на плиту координатно-измерительной машины.

Перед началом измерений производится базирование измерительного наконечника на поверхности измеряемого объекта, т.е. на объекте выбирается точка, ребро или грань, которая будет служить началом отсчета в последующих измерениях. Затем в зависимости от того, какая операция выполняется (контроль правильности формы или взаимного расположения, оцифровка поверхности), производится подвод измерительного наконечника до касания с поверхностью в заданных точках.

Если в качестве образца используется электронная 3D-модель детали, то оператор КИМ может создавать измерительную программу непосредственно на компьютере, выбирая на 3D-модели элементы, подлежащие контролю. Программное обеспечение на основании этих данных позволяет автоматически распределить точки измерения по поверхности выбранного элемента, определить их номинальные координаты и направляющие векторы подвода инструмента к точкам. В этом случае возможно не только точное измерение координат точек поверхности, но и контроль сложных поверхностей в отсутствие измерительных баз на детали, т.е. базирование может быть осуществлено непосредственно по измеряемой поверхности.

Ведущим мировым поставщиком автоматизированных систем для производства изделий сложной формы является фирма «Delcam PLC». Программы, разработанные этой фирмой, позволяют осуществлять быстрый контроль сложных поверхностей. Оператор получает возможность измерять сложные пространственные детали и сравнивать полученные данные с трехмерной компьютерной моделью.

Программа позволяет осуществлять привязку по плоскости, линии, точке с возможностью автоматической подгонки полученных данных и 3D-модели, осуществлять контроль точек, взятых произвольно, производить немедленный расчет и показ отклонений на экране. Имеется возможность измерения кромок поверхностей, введение компенсации на диаметр щупа и контроль сечений.

Для каждой измеренной точки показываются фактические координаты и отклонение от заданного значения. Данные могут быть представлены в виде таблиц, диаграмм, графиков с визуальным показом положения и значений отклонений в трехмерном пространстве. После проведения обмеров компьютер автоматически выдает на монитор или на печать соответствующую стандартную карту измерений. Например, в стандартном протоколе измерений, принятых на координатно-измерительных машинах (КИМ) фирмы «Mora» (Германия), указаны фактические и номинальные значения контролируемых параметров, а также получившееся отклонение.

На электронной модели контролируемой поверхности разными цветами показываются контролируемые точки. Одним цветом обозначены точки, находящиеся в номинале, другим - в пределах допуска (допустимые отклонения), а третьим - выходящие за поле допуска. Результаты замеров могут быть переданы в электронном виде по локальной сети и электронной почте. Обмен данными с заводскими CAD-системами может осуществляться через внешние файлы стандартных форматов IGES, STEP, DXF. Для таких программных продуктов, как «Unigraphics», «Pro/Engineer», «CATIA», возможен непосредственный обмен данными с программным обеспечением координатно-измерительных машин (КИМ).