완전한 CMM 기계 및 측정 가이드

CMM 기계란 무엇입니까?

고도로 자동화된 방식으로 매우 정확한 측정을 수행할 수 있는 CNC 스타일 기계를 상상해 보십시오.이것이 바로 CMM Machines가 하는 일입니다!

CMM은 "좌표 측정기"를 의미합니다.아마도 전반적인 유연성, 정확성 및 속도가 결합된 최고의 3D 측정 장치일 것입니다.

3차원 측정기의 응용

3차원 측정기는 정확한 측정이 필요할 때마다 유용합니다.그리고 측정이 더 복잡하거나 많을수록 CMM을 사용하는 것이 더 유리합니다.

일반적으로 CMM은 검사 및 품질 관리에 사용됩니다.즉, 부품이 설계자의 요구 사항 및 사양을 충족하는지 확인하는 데 사용됩니다.

그들은 또한 다음에 익숙해질 수 있습니다리버스 엔지니어링기존 부품의 기능을 정확하게 측정하여

CMM 기계는 누가 발명했나요?

최초의 CMM 기계는 1950년대 스코틀랜드의 Ferranti Company에 의해 개발되었습니다.항공우주 및 방위 산업 분야의 부품을 정밀하게 측정하는 데 필요했습니다.최초의 기계에는 모션 축이 2개뿐이었습니다.3축 기계는 1960년대 이탈리아 DEA에 의해 도입되었습니다.컴퓨터 제어는 1970년대 초 미국 셰필드(Sheffield)에 의해 도입되었습니다.

CMM 기계의 유형

3차원 측정기에는 다섯 가지 유형이 있습니다.

• 브리지 유형 CMM: 이 디자인에서는 가장 일반적인 CMM 헤드가 브리지에 장착됩니다.브릿지의 한 쪽은 베드 위의 레일 위에 올라가고, 다른 쪽은 가이드 레일 없이 베드 위의 에어쿠션 등으로 지지됩니다.
• 캔틸레버 CMM: 캔틸레버는 한쪽에서만 브리지를 지지합니다.
• 갠트리 CMM: 갠트리는 CNC 라우터처럼 양쪽에 가이드 레일을 사용합니다.이는 일반적으로 가장 큰 CMM이므로 추가 지원이 필요합니다.
• 수평 암 CMM: 캔틸레버를 상상해 보세요. 그러나 전체 브리지가 자체 축이 아닌 단일 암을 위아래로 이동합니다.이는 정확도가 가장 낮은 CMM이지만 자동차 본체와 같이 크고 얇은 구성 요소를 측정할 수 있습니다.
• 휴대용 암 유형 CMM: 이 기계는 관절형 암을 사용하며 일반적으로 수동으로 위치를 지정합니다.XYZ를 직접 측정하는 대신 각 관절의 회전 위치와 관절 사이의 알려진 길이로부터 좌표를 계산합니다.

각각은 수행할 측정 유형에 따라 장점과 단점이 있습니다.이러한 유형은 위치를 지정하는 데 사용되는 기계 구조를 나타냅니다.조사측정되는 부분에 상대적입니다.

다음은 장단점을 이해하는 데 도움이 되는 편리한 표입니다.

프로브는 일반적으로 X, Y, Z의 3차원에 배치됩니다. 그러나 보다 정교한 기계에서는 프로브 각도를 변경하여 프로브가 도달할 수 없는 위치에서도 측정이 가능하도록 할 수도 있습니다.회전 테이블은 다양한 기능에 대한 접근 가능성을 향상시키는 데 사용될 수도 있습니다.

CMM은 화강암과 알루미늄으로 만들어지는 경우가 많으며 에어 베어링을 사용합니다.

프로브는 측정 시 부품 표면의 위치를 ​​결정하는 센서입니다.

프로브 유형은 다음과 같습니다.

• 기계
• 광학
• 레이저
• 백색광

좌표 측정 기계는 대략 세 가지 일반적인 방법으로 사용됩니다.

• 품질 관리 부서: 일반적으로 정밀도를 극대화하기 위해 온도가 조절되는 클린룸에 보관됩니다.
• 작업 현장: CNC 기계 사이에 CMM이 있어 CMM과 부품이 가공되는 기계 사이의 이동을 최소화하면서 제조 셀의 일부로 검사를 쉽게 수행할 수 있습니다.이를 통해 측정을 더 일찍, 더 자주 수행할 수 있어 오류를 더 빨리 식별할 수 있어 비용 절감 효과가 있습니다.
• 휴대용: 휴대용 CMM은 이동이 쉽습니다.작업 현장에서 사용할 수도 있고 현장에서 부품을 측정하기 위해 제조 시설에서 멀리 떨어진 현장으로 가져갈 수도 있습니다.

CMM 기계는 얼마나 정확합니까(CMM 정확도)?

좌표 측정기의 정확도는 다양합니다.일반적으로 그들은 마이크로미터 정밀도 이상을 목표로 하고 있습니다.하지만 그렇게 쉬운 일은 아닙니다.우선, 오류는 크기의 함수일 수 있으므로 CMM의 측정 오류는 측정 길이를 변수로 포함하는 짧은 공식으로 지정될 수 있습니다.

예를 들어 Hexagon의 Global Classic CMM은 저렴한 다용도 CMM으로 등록되어 있으며 정확도를 다음과 같이 지정합니다.

1.0 + L/300um

이러한 측정값은 미크론 단위이고 L은 mm 단위로 지정됩니다.10mm 피처의 길이를 측정한다고 가정해 보겠습니다.공식은 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 또는 1.03 마이크론입니다.

1미크론은 1/1000mm로 약 0.00003937인치입니다.따라서 10mm 길이를 측정할 때의 오류는 0.00103mm 또는 0.00004055인치입니다.이는 1/10의 1/2도 안되는 작은 오류입니다!

반면에 우리가 측정하려는 것보다 10배의 정확도를 가져야 합니다.즉, 이 측정값을 해당 값의 10배, 즉 0.00005인치까지만 신뢰할 수 있다는 뜻입니다.여전히 아주 작은 오류입니다.

작업 현장 CMM 측정의 경우 상황이 더욱 어두워집니다.CMM을 온도 제어 검사실에 보관하면 많은 도움이 됩니다.그러나 작업 현장에서는 온도가 상당히 다를 수 있습니다.CMM이 온도 변화를 보상할 수 있는 방법은 다양하지만 완벽한 것은 없습니다.

CMM 제조업체는 종종 온도 대역에 대한 정확도를 지정하며, CMM 정확도에 대한 ISO 10360-2 표준에 따르면 일반적인 대역은 64-72F(18-22C)입니다.여름에 작업장 온도가 86F가 아닌 한 아주 좋습니다.그렇다면 오류에 대한 좋은 사양이 없습니다.

일부 제조업체에서는 정확도 사양이 다른 일련의 계단 또는 온도 대역을 제공합니다.하지만 하루 중 서로 다른 시간이나 다른 요일에 동일한 부품 실행에 대해 두 개 이상의 범위에 있는 경우 어떻게 되나요?

최악의 경우를 허용하는 불확실성 예산을 만들어야 하기 시작합니다.최악의 경우 부품에 대한 허용 오차가 허용되지 않는 경우 추가 프로세스 변경이 필요합니다.

• 온도가 더 유리한 범위에 속하는 특정 시간으로 CMM 사용을 제한할 수 있습니다.
• 하루 중 특정 시간대에 공차가 낮은 부품이나 기능만 가공하도록 선택할 수도 있습니다.
• 더 나은 CMM은 온도 범위에 대해 더 나은 사양을 가질 수 있습니다.훨씬 더 비싸더라도 그만한 가치가 있을 수 있습니다.

물론 이러한 조치는 작업 일정을 정확하게 세우는 능력에 큰 타격을 줄 것입니다.갑자기 작업 현장의 온도 조절을 개선하는 것이 가치 있는 투자가 될 수 있다고 생각하게 됩니다.

이 전체 측정 작업이 얼마나 까다로워지는지 확인할 수 있습니다.

함께 사용되는 또 다른 요소는 CMM에서 확인할 공차를 지정하는 방법입니다.최고의 표준은 GD&T(기하학적 치수 및 공차)입니다.자세한 내용은 GD&T 입문 과정을 확인하세요.

CMM 소프트웨어

CMM은 다양한 종류의 소프트웨어를 실행합니다.이 표준은 Dimensional Measurement Interface Standard의 약자인 DMIS라고 합니다.모든 CMM 제조업체의 주요 소프트웨어 인터페이스는 아니지만 대부분은 최소한 이를 지원합니다.

제조업체는 DMIS에서 지원하지 않는 측정 작업을 추가하기 위해 고유한 특성을 만들었습니다.

DMIS

언급한 바와 같이 DMIS가 표준이지만 CNC의 g-코드와 마찬가지로 다음을 포함한 많은 방언이 있습니다.

• PC-DMIS: Hexagon 버전
• 오픈DMIS
• TouchDMIS: 퍼셉트론

MCOSMOS

MCOSTMOS는 Nikon의 CMM 소프트웨어입니다.

칼립소

Calypso는 Zeiss의 CMM 소프트웨어입니다.

CMM 및 CAD/CAM 소프트웨어

CMM 소프트웨어 및 프로그래밍은 CAD/CAM 소프트웨어와 어떤 관련이 있습니까?

다양한 CAD 파일 형식이 있으므로 CMM 소프트웨어가 어떤 형식과 호환되는지 확인하세요.궁극적인 통합을 모델 기반 정의(MBD)라고 합니다.MBD를 사용하면 모델 자체를 사용하여 CMM의 치수를 추출할 수 있습니다.

MDB는 최첨단 기술이므로 아직 대부분의 경우에 사용되지 않습니다.

CMM 프로브, 고정 장치 및 액세서리

CMM 프로브

다양한 응용 분야를 용이하게 하기 위해 다양한 프로브 유형과 모양을 사용할 수 있습니다.

CMM 설비

고정 장치는 CNC 기계와 마찬가지로 CMM에 부품을 로드 및 언로드할 때 시간을 절약해 줍니다.처리량을 최대화하기 위해 자동 팔레트 로더가 있는 CMM을 얻을 수도 있습니다.

CMM 기계 가격

새로운 3차원 측정기는 $20,000에서 $30,000 범위에서 시작하여 $100만 이상까지 올라갑니다.

기계공장의 CMM 관련 채용정보

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