完全なCMMマシンと測定ガイド

CMMマシンとは何ですか？

非常に自動化された方法で非常に正確な測定を行うことができるCNCスタイルのマシンを想像してください。それがCMMマシンが行うことです！

CMMは「座標測定機」の略です。おそらく、全体的な柔軟性、精度、速度の組み合わせの観点から、究極の3D測定デバイスです。

座標測定機のアプリケーション

座標測定マシンは、正確な測定を行う必要がある時間をいつでも価値があります。測定値が複雑または多数あるほど、CMMを使用することがより有利になります。

通常、CMMは検査と品質管理に使用されます。つまり、デザイナーの要件と仕様を満たす部品を確認するために使用されます。

また、慣れている場合がありますリバースエンジニア機能を正確に測定することにより、既存の部品。

誰がCMMマシンを発明しましたか？

最初のCMMマシンは、1950年代にスコットランドのフェランティカンパニーによって開発されました。それらは、航空宇宙および防衛産業の部品の精度測定に必要でした。最初のマシンには2つの動きのみがありました。 1960年代にイタリアのDEAによって3つの軸機が導入されました。コンピューターコントロールは1970年代初頭に登場し、米国シェフィールドによって紹介されました。

CMMマシンの種類

座標測定機には5つのタイプがあります。

• ブリッジタイプのCMM：このデザインでは、最も一般的なCMMヘッドがブリッジに乗っています。橋の片側はベッドのレールに乗っており、もう片方はガイドレールなしでベッドのエアクッションまたは他の方法でサポートされています。
• Cantilever CMM：カンチレバーは、片側のみのブリッジをサポートします。
• ガントリーCMM：ガントリーは、CNCルーターのように両側のガイドレールを使用しています。これらは通常、最大のCMMであるため、追加のサポートが必要です。
• 水平腕CMM：カンチレバーを描いていますが、橋全体が独自の軸ではなく片腕を上下に移動します。これらは最も正確なCMMですが、自動ボディなどのコンポーネントが大規模な薄いコンポーネントを測定できます。
• ポータブルアームタイプCMM：これらのマシンはジョイントアームを使用し、通常は手動で配置されます。 XYZを直接測定するのではなく、各ジョイントの回転位置と関節間の既知の長さから座標を計算します。

それぞれには、測定の種類に応じて利点と短所があります。これらのタイプは、その配置に使用される機械の構造を指しますプローブ測定されている部分に対して。

これは、長所と短所を理解するのに役立つ便利なテーブルです。

プローブは通常、X、Y、およびZに3つの寸法に配置されます。ただし、より洗練されたマシンは、プローブの角度を変更できるようにすることで、プローブが到達できない場所で測定を可能にします。ロータリーテーブルは、さまざまな機能のアプローチ能力を向上させるためにも使用できます。

CMMはしばしば花崗岩とアルミニウムでできており、エアベアリングを使用しています

プローブは、測定が行われたときにパーツの表面がどこにあるかを決定するセンサーです。

プローブの種類には以下が含まれます。

• 機械
• 光学
• レーザ
• 白色光

座標測定マシンは、約3つの一般的な方法で使用されます。

• 品質管理部門：正確さを最大化するために、通常、気候制御のクリーンルームに保管されています。
• Shop Floor：CMMはCNCマシンの1つにあり、CMMと部品が機械加工されているマシンの間を最小限の移動を行う製造セルの一部として検査を容易にします。これにより、エラーがより早く識別されると節約につながる測定がより早く、潜在的に頻繁に行われる可能性があります。
• ポータブル：ポータブルCMMは簡単に移動できます。それらは、現場の部品を測定するために、現場から遠隔地にある現場からのサイトに使用することさえできます。

CMMマシン（CMM精度）はどれくらい正確ですか？

座標測定マシンの精度は異なります。一般的に、彼らはマイクロメートルの精度以上を目指しています。しかし、それほど簡単ではありません。 1つには、エラーがサイズの関数がある可能性があるため、測定の長さを変数として含む短式としてCMMの測定誤差を指定することができます。

たとえば、HexagonのグローバルクラシックCMMは、手頃な価格の万能CMMとしてリストされており、次の精度を指定します。

1.0 + L/300UM

これらの測定値はミクロンで、Lはmmで指定されています。それでは、10mm機能の長さを測定しようとしているとしましょう。式は1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30または1.03ミクロンです。

ミクロンは1000分の1 mmで、約0.00003937インチです。したがって、10mmの長さを測定するときのエラーは0.00103 mmまたは0.00004055インチです。それは半分未満の10分の1であり、ちょっとした小さなエラーです！

一方、私たちが測定しようとしているものは10倍の精度を持つ必要があります。つまり、この測定値をその値（0.00005インチ）に10倍に信頼するだけなら。まだかなり小さなエラーです。

Shop Floor CMM測定では、物事はさらに驚くほどになります。 CMMが温度制御された検査ラボに収容されている場合、それは大いに役立ちます。しかし、現場では、気温はかなり大きくなる可能性があります。 CMMが温度の変動を補うことができるさまざまな方法がありますが、完璧なものはありません。

CMMメーカーはしばしば温度帯域の精度を指定し、CMM精度のISO 10360-2標準によれば、典型的なバンドは64-72F（18-22C）です。夏にあなたの現場のフロアが86Fでない限り、それは素晴らしいことです。そうすれば、エラーの良い仕様がありません。

一部のメーカーは、異なる精度仕様の階段または温度バンドのセットを提供します。しかし、1日の異なる時間または曜日の異なる日に同じ部品の実行について複数の範囲にいる場合はどうなりますか？

最悪の場合を可能にする不確実性予算を作成する必要があります。これらの最悪のケースがあなたの部品に対して容認できない許容度をもたらす場合、さらなるプロセスの変更が必要です。

• CMMの使用は、温度がより好ましい範囲に落ちる特定の時間に制限できます。
• 特定の日には、より低い許容部品または機能を機械加工することを選択できます。
• より良いCMMは、温度範囲に優れた仕様を持っている可能性があります。はるかに高価になる可能性があるにもかかわらず、彼らはそれだけの価値があるかもしれません。

もちろん、これらの措置は、仕事を正確にスケジュールする能力に大混乱をもたらします。突然、あなたは現場でのより良い気候制御が価値のある投資かもしれないと考えています。

この測定値全体がかなり気まぐれになる方法を見ることができます。

手をつないで行くもう1つの成分は、CMMによってチェックされる耐性がどのように指定されているかです。ゴールドスタンダードは、幾何学的な寸法と許容度（GD＆T）です。詳細については、GD＆Tの入門コースをご覧ください。

CMMソフトウェア

CMMはさまざまな種類のソフトウェアを実行します。標準はDMISと呼ばれ、寸法測定インターフェイス標準を略します。それはすべてのCMMメーカーのメインソフトウェアインターフェイスではありませんが、それらのほとんどは少なくともそれをサポートしています。

メーカーは、DMISでサポートされていない測定タスクを追加するために、独自のフレーバーを作成しました。

DMIS

前述のDMISは標準ですが、CNCのGコードと同様に、以下を含む多くの方言があります。

• PC-DMIS：ヘキサゴンのバージョン
• OpendMis
• touchdmis：パーセプトロン

マコスモス

MCOSTMOSはNikonのCMMソフトウェアです。

カリプソ

CalypsoはZeissのCMMソフトウェアです。

CMMおよびCAD/CAMソフトウェア

CMMソフトウェアとプログラミングは、CAD/CAMソフトウェアにどのように関連していますか？

さまざまなCADファイル形式がありますので、CMMソフトウェアが互換性のあるものを確認してください。究極の統合は、モデルベースの定義（MBD）と呼ばれます。 MBDを使用すると、モデル自体を使用してCMMの寸法を抽出できます。

MDBはかなり先端であるため、大部分のケースではまだ使用されていません。

CMMプローブ、備品、およびアクセサリー

CMMプローブ

さまざまなアプリケーションを促進するために、さまざまなプローブタイプと形状を利用できます。

CMMフィクスチャー

CNCマシンのように、CMMに部品をロードしてアンロードするときに、備品がすべて節約されます。スループットを最大化するための自動パレットローダーを備えたCMMを入手することもできます。

CMMマシン価格

新しい座標測定マシンは20,000ドルから30,000ドルの範囲から始まり、100万ドル以上になります。

マシンショップでのCMM関連の仕事

CMMマネージャー

CMMプログラマー

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