Menene injin aunawa na daidaitawa?

Ana'urar aunawa mai daidaitawa(CMM) na'ura ce da ke auna yanayin abubuwan zahiri ta hanyar fahimtar wurare daban-daban a saman abin da aka yi amfani da na'urar bincike. Ana amfani da nau'ikan na'urori daban-daban a cikin CMMs, gami da na'urar injiniya, na gani, na laser, da haske fari. Dangane da na'urar, ana iya sarrafa matsayin na'urar bincike da hannu ta hanyar mai aiki ko kuma ana iya sarrafa shi ta kwamfuta. CMMs yawanci suna ƙayyade matsayin na'urar bincike dangane da sauyawarsa daga matsayin tunani a cikin tsarin daidaitawa na Cartesian mai girma uku (watau, tare da gatari XYZ). Baya ga motsa na'urar bincike tare da gatari X, Y, da Z, na'urori da yawa kuma suna ba da damar sarrafa kusurwar na'urar bincike don ba da damar auna saman da ba za a iya isa gare su ba.

Tsarin CMM na 3D na yau da kullun yana ba da damar motsi na bincike tare da gatari uku, X, Y da Z, waɗanda suke daidai da juna a cikin tsarin daidaitawa na Cartesian mai girma uku. Kowane axis yana da firikwensin da ke sa ido kan matsayin na'urar binciken a kan wannan axis, yawanci tare da daidaiton micrometer. Lokacin da na'urar binciken ta haɗu (ko kuma ta gano) wani takamaiman wuri akan abin, na'urar tana ɗaukar samfurin na'urori masu auna matsayi uku, don haka tana auna wurin da wuri ɗaya yake a saman abin, da kuma vector mai girma uku na ma'aunin da aka ɗauka. Ana maimaita wannan tsari kamar yadda ya cancanta, ana motsa na'urar binciken a kowane lokaci, don samar da "gajimare mai maki" wanda ke bayyana wuraren saman da ake sha'awa.

Amfani da CMMs gabaɗaya yana cikin tsarin kera da haɗa abubuwa don gwada wani ɓangare ko haɗuwa bisa ga manufar ƙira. A cikin irin waɗannan aikace-aikacen, ana samar da girgije mai ma'ana wanda ake nazarinsa ta hanyar algorithms na juyawa don gina fasaloli. Ana tattara waɗannan maki ta amfani da na'urar bincike wacce mai aiki ya sanya ta da hannu ko ta atomatik ta hanyar Gudanar da Kwamfuta Kai Tsaye (DCC). Ana iya tsara CMMs na DCC don auna sassa iri ɗaya akai-akai; don haka CMM mai sarrafa kansa wani nau'i ne na musamman na robot na masana'antu.

Sassan

Injinan aunawa masu daidaitawa sun haɗa da manyan abubuwa guda uku:

• Babban tsarin wanda ya haɗa da gatari uku na motsi. Kayan da aka yi amfani da su don gina firam ɗin motsi ya bambanta tsawon shekaru. An yi amfani da dutse da ƙarfe a farkon CMM. A yau duk manyan masana'antun CMM suna gina firam daga ƙarfen aluminum ko wani abu mai kama da juna kuma suna amfani da yumbu don ƙara taurin axis na Z don aikace-aikacen duba. Masu ginin CMM kaɗan ne a yau har yanzu suna ƙera firam ɗin granite CMM saboda buƙatar kasuwa don inganta yanayin metrology da kuma ƙaruwar yanayin shigar da CMM a waje da dakin gwaje-gwajen inganci. Yawanci masu ginin CMM masu ƙarancin girma da masana'antun cikin gida a China da Indiya ne kawai ke ƙera granite CMM saboda ƙarancin hanyar fasaha da sauƙin shiga don zama mai ginin firam na CMM. Ƙarar yanayin duba yana buƙatar axis na CMM Z ya zama mai tauri kuma an gabatar da sabbin kayayyaki kamar yumbu da silicon carbide.
• Tsarin bincike
• Tsarin tattara bayanai da rage su - yawanci ya haɗa da na'urar sarrafa na'ura, kwamfutar tebur da software na aikace-aikace.

Samuwa

Waɗannan injunan za su iya zama na dindindin, na hannu da kuma na ɗaukuwa.

Daidaito

Daidaiton injunan auna daidaito yawanci ana ba su ne a matsayin abin da ba shi da tabbas a matsayin aiki a kan nisa. Ga CMM mai amfani da na'urar taɓawa, wannan yana da alaƙa da sake maimaita na'urar da kuma daidaiton ma'aunin layi. Maimaita na'urar na'urar na iya haifar da ma'aunin cikin .001mm ko .00005 inci (rabin kashi goma) akan jimlar girman ma'auni. Ga injunan axis 3, 3+2, da 5, ana daidaita na'urorin bincike akai-akai ta amfani da ƙa'idodin da za a iya bibiya kuma ana tabbatar da motsin injin ta amfani da ma'auni don tabbatar da daidaito.

Takamaiman sassa

Jikin injin

Kamfanin Ferranti na Scotland ne ya ƙirƙiro CMM na farko a shekarun 1950 sakamakon buƙatar auna daidaiton kayan aikin soja, kodayake wannan injin yana da gatari 2 kawai. Samfuran farko masu axis 3 sun fara bayyana a shekarun 1960 (DEA na Italiya) kuma sarrafa kwamfuta ya fara bayyana a farkon shekarun 1970 amma Browne & Sharpe sun ƙirƙiro CMM na farko kuma suka sayar da shi a Melbourne, Ingila. (Daga baya Leitz Jamus ta samar da tsarin injin da aka gyara tare da tebur mai motsi.

A cikin injunan zamani, babban ginin da aka yi da gantry yana da ƙafafu biyu kuma galibi ana kiransa gada. Wannan yana tafiya cikin 'yanci tare da teburin granite tare da ƙafa ɗaya (wanda galibi ana kiransa ƙafar ciki) yana bin layin jagora da aka haɗa a gefe ɗaya na teburin granite. Ƙafar da ke gabanta (sau da yawa ƙafar waje) kawai tana kan teburin granite tana bin layin saman tsaye. Bearings na iska sune hanyar da aka zaɓa don tabbatar da tafiya ba tare da gogayya ba. A cikin waɗannan, ana tilasta iska mai matsewa ta cikin jerin ƙananan ramuka a cikin saman ɗaukar kaya mai faɗi don samar da matashin iska mai santsi amma mai sarrafawa wanda CMM zai iya motsawa ta hanyar da ba ta da gogayya wanda za a iya rama shi ta hanyar software. Motsin gadar ko gantry tare da teburin granite yana samar da ginshiƙi ɗaya na jirgin XY. Gadar gantry tana ɗauke da karusa wacce ke ratsa tsakanin ƙafafuwa na ciki da na waje kuma tana samar da ɗayan ginshiƙin kwance na X ko Y. Axis na uku na motsi (axis Z) ana samar da shi ta hanyar ƙara quill ko spindle a tsaye wanda ke motsawa sama da ƙasa ta tsakiyar karusar. Binciken taɓawa yana samar da na'urar ji a ƙarshen quill. Motsin gatari na X, Y da Z ya bayyana cikakken ambulan aunawa. Ana iya amfani da tebura masu juyawa na zaɓi don haɓaka kusancin na'urar aunawa zuwa ga kayan aiki masu rikitarwa. Teburin juyawa a matsayin axis na huɗu na tuƙi ba ya haɓaka girman aunawa, wanda ya kasance 3D, amma yana ba da matakin sassauci. Wasu na'urorin taɓawa kansu na'urori ne masu juyawa masu ƙarfi waɗanda ke da ƙarshen na'urar aunawa wanda zai iya juyawa a tsaye ta hanyar fiye da digiri 180 da kuma ta hanyar cikakken juyawa na digiri 360.

Ana samun CMMs a wasu nau'ikan daban-daban. Waɗannan sun haɗa da hannayen CMM waɗanda ke amfani da ma'aunin kusurwa da aka ɗauka a haɗin gwiwar hannu don ƙididdige matsayin ƙarshen stylus, kuma ana iya sanya su da na'urori don duba laser da hoton gani. Irin waɗannan CMMs ɗin hannu galibi ana amfani da su inda sauƙin ɗaukar su ya fi CMMs na gado na gargajiya - ta hanyar adana wurare da aka auna, software na shirye-shirye kuma yana ba da damar motsa hannun aunawa da kansa, da girman ma'auninsa, a kusa da ɓangaren da za a auna yayin aikin aunawa. Saboda hannayen CMM suna kwaikwayon sassaucin hannun ɗan adam, sau da yawa suna iya isa ga cikin sassan da ba za a iya bincika su ta amfani da injin axis uku na yau da kullun ba.

Injin bincike

A farkon zamanin auna daidaito (CMM), an sanya na'urorin bincike na injiniya a cikin wani maƙalli na musamman a ƙarshen ƙugiya. Ana yin na'urar bincike ta yau da kullun ta hanyar haɗa ƙwallon tauri zuwa ƙarshen shaft. Wannan ya dace don auna dukkan nau'ikan fuskoki masu faɗi, silinda ko saman zagaye. An niƙa wasu na'urorin bincike zuwa takamaiman siffofi, misali murabba'i, don ba da damar auna siffofi na musamman. An riƙe waɗannan na'urorin bincike a zahiri a kan kayan aikin tare da matsayin da ke cikin sararin samaniya ana karanta shi daga na'urar karanta dijital mai kusurwa 3 (DRO) ko, a cikin tsarin da ya fi ci gaba, ana shigar da su cikin kwamfuta ta hanyar makullin ƙafa ko na'ura makamancin haka. Ma'aunin da wannan hanyar hulɗa ta ɗauka galibi ba shi da inganci saboda ana motsa injuna da hannu kuma kowane mai aiki da injin yana amfani da matsin lamba daban-daban akan na'urar ko kuma ya ɗauki dabaru daban-daban don aunawa.

Wani ci gaba kuma shi ne ƙara injina don tuƙa kowace axis. Masu aiki ba sai sun taɓa na'urar ba amma suna iya tuƙa kowace axis ta amfani da akwatin hannu mai joysticks kamar yadda ake yi da motocin zamani masu sarrafawa daga nesa. Daidaiton aunawa da daidaito sun inganta sosai bayan ƙirƙirar na'urar kunna taɓawa ta lantarki. Wanda ya fara wannan sabuwar na'urar bincike shi ne David McMurtry wanda daga baya ya kafa abin da yanzu ake kira Renishaw plc. Duk da cewa har yanzu na'urar tuntuɓa ce, na'urar tana da ƙwallo mai ƙarfe da aka ɗora da spring (daga baya ruby ​​ball) stylus. Yayin da na'urar ta taɓa saman ɓangaren, stylus ɗin ya karkace kuma a lokaci guda ya aika da bayanan daidaitawa na X,Y,Z zuwa kwamfutar. Kurakuran aunawa da masu aiki ɗaya ke haifarwa sun ragu kuma an saita matakin gabatar da ayyukan CNC da kuma zuwan zamanin CMM.

Na'urorin bincike na gani sune tsarin ruwan tabarau-CCD, waɗanda ake motsawa kamar na injina, kuma an yi su ne a wurin da ake sha'awa, maimakon taɓa kayan. Za a rufe hoton saman a cikin iyakokin tagar aunawa, har sai ragowar ya isa ya bambanta tsakanin yankunan baƙi da fari. Ana iya ƙididdige lanƙwasa mai rabawa zuwa wani wuri, wanda shine wurin aunawa da ake so a sarari. Bayanin kwance akan CCD shine 2D (XY) kuma matsayin tsaye shine matsayin cikakken tsarin bincike akan tsayayyen Z-drive (ko wani ɓangaren na'ura).

Tsarin binciken bincike

Akwai sabbin samfura waɗanda ke da na'urorin bincike waɗanda ke jan su a saman ɓangaren suna ɗaukar maki a takaitattun lokaci, waɗanda aka sani da na'urorin bincike na scanning. Wannan hanyar duba CMM sau da yawa ta fi daidai fiye da hanyar binciken taɓawa ta al'ada kuma galibi tana da sauri.

Tsarin scanning na gaba, wanda aka sani da noncontact scanning, wanda ya haɗa da babban saurin laser triangulation na maki ɗaya, laser line scanning, da white light scanning, yana ci gaba da sauri. Wannan hanyar tana amfani da ko dai hasken laser ko farin haske wanda aka haska a saman ɓangaren. Ana iya ɗaukar dubban maki da yawa kuma ana amfani da su ba kawai don duba girma da matsayi ba, har ma don ƙirƙirar hoton 3D na ɓangaren. Wannan "bayanan point-gajimare" za a iya canja wurin shi zuwa software na CAD don ƙirƙirar samfurin 3D mai aiki na ɓangaren. Waɗannan na'urorin scanning na gani galibi ana amfani da su akan sassa masu laushi ko masu laushi ko don sauƙaƙe injiniyan baya.

Binciken Micrometrology

Tsarin gwaji don aikace-aikacen ilimin metrology na ƙananan sikelin wani yanki ne da ke tasowa. Akwai na'urori da yawa da ake da su a kasuwa waɗanda ke da na'urar aunawa ta microprobe a cikin tsarin, tsarin na musamman da dama a dakunan gwaje-gwaje na gwamnati, da kuma duk wani adadin dandamalin metrology da jami'o'i suka gina don ilimin metrology na ƙananan sikelin. Duk da cewa waɗannan na'urori suna da kyau kuma a lokuta da yawa kyawawan dandamalin metrology tare da sikelin nanometric, babban iyakancewarsu shine ingantaccen bincike na ƙananan/nano mai ƙarfi.^{[ana buƙatar ambato]}Kalubalen da ake fuskanta wajen amfani da fasahar binciken ƙananan na'urori sun haɗa da buƙatar na'urar auna girman fuska mai ƙarfi wadda ke ba da damar samun damar shiga siffofi masu zurfi da kunkuntar tare da ƙarancin ƙarfin hulɗa don kada ta lalata saman da kuma daidaito mai girma (matakin nanometer).^{[ana buƙatar ambato]}Bugu da ƙari, na'urorin bincike na ƙananan ƙwayoyin cuta suna da saurin kamuwa da yanayin muhalli kamar danshi da hulɗar saman jiki kamar stiction (wanda mannewa, meniscus, da/ko ƙarfin Van der Waals da sauransu suka haifar).^{[ana buƙatar ambato]}

Fasahar da za a iya cimmawa wajen binciken ƙananan na'urori sun haɗa da sigar binciken CMM na gargajiya, na'urorin binciken gani, da na'urar binciken raƙuman ruwa da sauransu. Duk da haka, fasahar gani ta yanzu ba za a iya auna ta da ƙarami don auna fasalin zurfi, kunkuntar, kuma ƙudurin gani yana iyakance ta hanyar tsawon hasken. Hoton X-ray yana ba da hoton fasalin amma babu wani bayani game da ilimin lissafi da za a iya ganowa.

Ka'idojin jiki

Ana iya amfani da na'urorin bincike na gani da/ko na'urorin bincike na laser (idan zai yiwu a hade), waɗanda ke canza CMMs zuwa na'urorin aunawa ko na'urorin auna firikwensin da yawa. Ba a kiran tsarin hasashen fringe, tsarin triangulation na theodolite ko tsarin nesa da triangulation na laser injinan aunawa ba, amma sakamakon aunawa iri ɗaya ne: wurin sarari. Ana amfani da na'urorin bincike na laser don gano nisan da ke tsakanin saman da wurin tunani a ƙarshen sarkar kinematic (watau: ƙarshen ɓangaren Z-drive). Wannan na iya amfani da aikin interferometrical, bambancin mayar da hankali, karkatar da haske ko ƙa'idar inuwar haske.

Injinan aunawa masu ɗaukuwa

Yayin da CMMs na gargajiya ke amfani da na'urar bincike da ke motsawa akan gatari uku na Cartesian don auna halayen zahiri na wani abu, CMMs masu ɗaukuwa suna amfani da ko dai hannaye masu alaƙa ko, a yanayin CMMs na gani, tsarin duba ba tare da hannu ba wanda ke amfani da hanyoyin triangulation na gani kuma yana ba da damar cikakken 'yancin motsi a kusa da abin.

CMMs masu ɗaukuwa tare da hannaye masu alaƙa suna da gatari shida ko bakwai waɗanda aka sanye su da na'urorin ɓoyewa masu juyawa, maimakon gatari masu layi. Hannun da ake ɗaukuwa suna da nauyi (yawanci ƙasa da fam 20) kuma ana iya ɗauka da amfani da su kusan ko'ina. Duk da haka, ana ƙara amfani da CMMs masu gani a masana'antar. An ƙera su da kyamarori masu layi ko matrix (kamar Microsoft Kinect), CMMs masu gani suna ƙanƙanta fiye da CMMs masu ɗaukuwa tare da hannaye, ba su da wayoyi, kuma suna ba masu amfani damar ɗaukar ma'aunin 3D cikin sauƙi na duk nau'ikan abubuwa da ke kusa da ko'ina.

Wasu aikace-aikacen da ba a maimaita su ba kamar injiniyan baya, yin samfuri cikin sauri, da kuma babban bincike na sassan kowane girma sun fi dacewa da CMMs masu ɗaukar hoto. Fa'idodin CMMs masu ɗaukar hoto suna da yawa. Masu amfani suna da sassauci wajen ɗaukar ma'aunin 3D na kowane nau'in sassa kuma a wurare mafi nisa/masu wahala. Suna da sauƙin amfani kuma ba sa buƙatar yanayi mai sarrafawa don ɗaukar ma'auni daidai. Bugu da ƙari, CMMs masu ɗaukar hoto suna da ƙarancin farashi fiye da CMMs na gargajiya.

Cinikin da ke tattare da CMMs masu ɗaukan hoto ana yin sa ne da hannu (koyaushe suna buƙatar ɗan adam ya yi amfani da su). Bugu da ƙari, daidaitonsu na iya zama ƙasa da daidaito fiye da na CMM na gada kuma bai dace da wasu aikace-aikace ba.

Injinan auna firikwensin da yawa

Fasahar CMM ta gargajiya da ake amfani da ita wajen amfani da na'urorin taɓawa a yau galibi ana haɗa ta da wasu fasahar aunawa. Wannan ya haɗa da na'urori masu auna haske na laser, bidiyo ko fari don samar da abin da aka sani da aunawa ta hanyar amfani da na'urori masu auna firikwensin da yawa.