Współrzędnościowa maszyna CMM – czym jest i do czego służy?

Tradycyjne sposoby mierzenia elementów o skomplikowanych kształtach zawsze były mocno narażone na błędy i nieścisłości. Wraz z postępem technologii wyeliminowano czynnik ludzki. Obecnie maszyny współrzędnościowe zastępują mniej skuteczne metody. Przyjrzymy się im bliżej i wyjaśnimy, gdzie mogą znaleźć swoje najlepsze zastosowanie.

Budowa standardowej maszyny CMM

Chociaż poszczególne modele mogą nieco się od siebie różnić, to muszą zwierać te same, podstawowe elementy. Bez nich pomiary współrzędnościowe byłyby niemożliwe. Na urządzenie składa się więc:

• granitowy stół, na którym umieszcza się badany przedmiot;
• sonda odpowiadająca za zbieranie punktów pomiarowych poprzez kulistą lub ostrą końcówkę;
• portal lub kolumna do przesuwania sondy wzdłuż osi XYZ.

Do tego wszystkiego dochodzi jeszcze właściwe, bardzo zaawansowane oprogramowanie. Dzięki niemu maszyna CMM jest w stanie przeanalizować zebrane dane.

Różnice pomiędzy dostępnymi na rynku modelami zasadzają się m.in. na rodzaju sondy. Najczęściej są one wykonane z twardych materiałów pokroju rubinu i przybierają kulisty kształt. Część urządzeń pomiarowych została jednak wyposażona w typ igłowy, który cechuje się ostrym wierzchołkiem. Dobrym przykładem jest też oprogramowanie. Istnieją wersje zaprojektowane specjalnie z myślą o danym CMM, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby skorzystać z konkurencyjnego software'u.

Sposób działania współrzędnościowych maszyn pomiarowych

Funkcjonowanie urządzenia polega na wykorzystaniu układu współrzędnych kartezjańskich. To bardzo stare pojęcie, znane już od blisko 400 lat. Obecnie zyskało nowy wymiar właśnie dzięki maszynom współrzędnościowym. Na szczęście jest też łatwe do zrozumienia.

Położenie ciał na płaszczyźnie i w przestrzeni odbywa się z pomocą trzech osi: XYZ (lub dwóch, XY, jeśli bada się powierzchnię płaską). Sonda wykonuje na nich pomiary, a następnie porównuje je z ustalonymi wcześniej wartościami, aby potwierdzić ich zgodność z założeniami lub wskazać na odstępstwa. Współrzędnościowe maszyny pomiarowe działają w sposób automatyczny, więc operator nie musi się niczym przejmować – prócz kalibracji. O tym jednak opowiemy za chwilę.

Zalety tego rozwiązania można dostrzec gołym okiem. Przede wszystkim daje bardzo precyzyjne wyniki, pozwala je natychmiast zestawić z oczekiwaniami, a także skraca czas otrzymania potrzebnych informacji. Maszyny współrzędnościowe stały się wobec tego niezastąpiony w licznych branżach, które wymagają niezawodności oraz dokładności.

Gdzie pomiary CMM mają największe znaczenie?

Istnieje kilka dziedzin przemysłu szczególnie zainteresowanych tego typu urządzeniami. Mowa konkretnie o przedsiębiorstwach produkcyjnych wykonujących częste operacje kontrolne. Pomiary współrzędnościowe mają bezpośrednie przełożenie na jakość produktów oraz bezpieczeństwo całej konstrukcji. Nie może w związku z tym zabraknąć jej w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym, lotniczym i kosmicznym.

Co więcej, pomiary CMM przydają się w technologii medycznej, gdzie niewielkie konstrukcje są coraz częściej wymagane przy leczeniu chorych. Oczywiście inne branże, które muszą opierać się na elementach o bardzo różnych kształtach i wymiarach, również wiele skorzystają z tej metody. Jest ona powszechnie dostępna także dzięki naszej ofercie.

Na co uważać podczas pomiarów współrzędnościowych?

Urządzenia pomiarowe pracują automatycznie, lecz nie oznacza to całkowitego braku ingerencji ze strony operatora. W praktyce potrzeba przeszkolenia, aby zdobyć wiedzę na temat obsługi maszyny CMM. Zazwyczaj użytkownikami zostają osoby z wykształceniem metrologicznym.

We wcześniejszym akapicie wspomnieliśmy o kalibracji. Jest ona niezbędna po każdej zmianie ustawień, a nawet kącie próbki. Kalibruje się kilka części, takich jak rysik sondy czy elementy przesuwne. Trzeba też pamiętać o utrzymaniu ich w czystości i dobrym stanie technicznym, aby pomiary były faktycznie godne zaufania.

Wśród środków ostrożności związanych z obsługą należy jeszcze wspomnieć o aklimatyzacji przedmiotu poddawanego badaniom. W sali pomiarowej musi panować odpowiednia temperatura. Można też ustawić parametry pracy CMM w taki sposób, aby brały pod uwagę różnice w stopniach Celsjusza.

Wreszcie operator powinien znać się na programowaniu. Bez tego pomiary współrzędnościowe nie będą dawać wiarygodnych wyników, ponieważ urządzenie nie może działać poprawnie.

Jak więc widać, maszyny do określania położenia ciał na płaszczyźnie oraz w przestrzeni wymagają ściśle dostosowanych warunków funkcjonowania, a użytkownik nie może na nich pracować bez właściwego przeszkolenia oraz wykształcenia kierunkowego. W dużych firmach z wymienionych już branż nie stanowi to jednak żadnej przeszkody.

Mamy nadzieję, że artykuł przybliżył wszystkie najważniejsze kwestie związane z maszynami współrzędnościowymi. Jeśli jednak pozostały jakiekolwiek wątpliwości, to zapraszamy do kontaktu z naszymi przedstawicielami, którzy odpowiedzą na każde pytanie dotyczące asortymentu.