Zaloguj

ZINTEGROWANA BAZA NOWOCZESNYCH TECHNOLOGII WYTWARZANIA

CWspółrzędnościowe maszyny pomiarowe

Istota współrzędnościowej techniki pomiarowej polega na tym, że informacja o postaci i wymiarach poszczególnych elementów (cech) mierzonego przedmiotu odbierana jest jako zbiór współrzędnych punktów, które, w pewnym przestrzennym układzie współrzędnych (kartezjańskim, walcowym lub sferycznym), zajmują środek kulistej końcówki trzpienia pomiarowego stykającego się z powierzchnią mierzonego przedmiotu. Na podstawie uzyskanej informacji oprogramowanie maszyny pomiarowej wyznacza parametry zastępczych elementów geometrycznych (np. walca, płaszczyzny, kuli), a następnie, opierając się na tak opracowanej informacji, wykonuje obliczenia umożliwiające stwierdzenie zgodności wymiarów mierzonego przedmiotu z wymaganiami konstrukcyjnymi.

Współrzędnościowe maszyny pomiarowe składają się z następujących zespołów:

  1. zespołu nośnego (mechanicznego), zapewniającego, dzięki łożyskowaniu aerostatycznemu, możliwość przemieszczania układów przesuwnych maszyny w osiach X, Y, Z,
  2. układów pomiarowych (zespołu pomiarowego wraz z cyfrowym układem wskazującym, zwykle przedstawianym na monitorze),
  3. głowicy pomiarowej (sondy),
  4. komputera wraz z osprzętem,
  5. układów napędowych i sterujących

Podstawowymi parametrami charakteryzującymi współrzędnościowe maszyny pomiarowe dla danego typu konstrukcji są: zakresy pomiarowe, niedokładność (błąd wskazania), prędkości pomiarowe, rodzaj stosowanej głowicy, warunki eksploatacji maszyny (temperatura, gradient temperatury itp. ), wyposażenie , masa maszyny itp.

W zależności od zakresu pomiarowego, dokładności i obszaru zastosowania ukształtowały się różne odmiany współrzędnościowych maszyn pomiarowych (WMP) sterowanych ręcznie, mechanicznie i CNC. Należy zatem wyróżnić podstawowe rodzaje konstrukcji WMP:

1. Portalowe (bramowe) – charakteryzują się zakresami pomiarowymi najczęściej w przedziale od 700 do 2500 mm (jedna oś prostopadła do portalu, najczęściej jest nią oś Y, może mieć zakres nawet parometrowy). W praktyce występują maszyny z nieruchomym stołem i przesuwnym portalem lub rzadziej ze stałym portalem i przesuwnym stołem pomiarowym. Pewną odmianę stanowią maszyny portalowe z portalem w kształcie litery L.

Przykładowa maszyna portalowa:

Widok współrzędnościowej maszyny pomiarowej NMP 10.7.5 z serii LINEA

2. Mostowe - osiągają zakresy 1200-5000 mm, przy czym w osi Y zakres pomiarowy może osiągnąć nawet 16 m.
Produkowane głównie przez firmy wchodzące w skład koncernu HEXAGON METROLOGY – DEA, LEITZ MESSTECHNIK, BROWN&SHARPE, TRIMEK oraz firmy ZEISS, FERRANTI.

Przykładowe maszyny mostowe:

Maszyna mostowa ALPHA firmy DEA

Maszyna mostowa DELTA HA firmy DEA

3. Wspornikowe. Są to maszyny o stosunkowo małym zakresie pomiarowym, zawierającym się w przedziale 300-700 mm.

Przykładowe maszyny wspornikowe:
WMP wspornikowa JOHANSSON – o zakresach pomiarowych 700x450x350 mm. Wykonywana jest w dwóch opcjach: w opcji standardowej jako JOHANSON 07C i w opcji JOHANSSON 07C SPEED.

WMP JOHANSSON 07C o konstrukcji wspornikowej firmy CE JOHANSSON

4. Wysięgnikowe – stosowane najczęściej do pomiaru karoserii samochodowych. Charakteryzują się zakresami pomiarowymi w przedziale 800 – 2000 mm, przy czym w osi X zakres pomiarowy może dochodzić nawet do 6 m. Norma PN-EN ISO 10360 rozróżnia maszyny wysięgnikowe z ruchomą kolumną i poziomym ramieniem, z nieruchomym stołem i poziomym ramieniem oraz z ruchomym stołem i poziomym ramieniem. Maszyny te wytwarzane są najczęściej z przesuwna kolumna i stałym stołem pomiarowym, przy czym dominuje opcja gdy w pewnym sensie role stołu spełnia fundament, w którym kolumna przemieszcza się w specjalnych prowadnicach

Przykładowe maszyny wysięgnikowe:
WMP o konstrukcji wysięgnikowej PRO firmy C.ZEISS – wytwarzane w trzech odmianach PRO Premium, PRO Select i PRO Compact jako maszyny jedno lub dwukolumnowe. Montowane są bezpośrednio w fundamencie podłogi, zapewniając przesuwanie kolumn w specjalnych prowadnicach.

WMP o konstrukcji wysięgnikowej PRO Selekt firmy C.ZEISS

WMP o konstrukcji wysięgnikowej SMC firmy C.ZEISS

5. Hybrydowe – nie dają się zakwalifikować pod względem konstrukcji do żadnej z wymienionych wyżej grup. Często bazują na konstrukcji robotów przemysłowych, w których w miejsce chwytaka zamontowana jest głowica pomiarowa oraz zmienione parametry sterowania i oprogramowania.

Przykładowe maszyny hybrydowe:
WMP hybrydowe ScanMax firmy ZEISS. Zakresy pomiarowe maszyny wynoszą w zależności od długości trzpienia pomiarowego „l” i średnicy końcówki „d”:
- dla l=150 mm i d=8 mm w osi X=850 mm, w osi Y=400 mm, w osi Z=470 mm.
- dla l=80 mm i d=8 mm zakres pomiarowy w osi Z wzrasta do 470 mm. Niedokładność pomiarowa trójwymiarowa (wg VDI/VDE) wynosi U3 =5+L/50 µm, gdzie L-mierzona długość w mm. Rozdzielczość układu pomiarowego liniowego wynosi 0,5 µm, a kątowego 0,5”.

WMP hybrydowa ScanMax

Pomiary przeprowadza się ręcznie, doprowadzając najpierw do styku końcówki z mierzoną powierzchnią, a następnie wodzi się końcówka po powierzchni mierzonego elementu. Pomiar ma charakter skaningowy. W wyniku wodzenia końcówka po powierzchni ścianek mierzonego elementu, otrzymuje się stosunkowo dużą liczbę wartości współrzędnych punktów, co pozwala uzyskać informację o odchyłkach kształtu.