在精密制造中，关键零部件需要具有高精度，并满足行业的严格公差。使用以下精确且可重复的技术后 精密数控加工 和 3D 打印，必须测量物体的尺寸并将其与原始设计进行比较。您可以使用坐标测量机 (CMM) 进行检查。
CMM 可在各种制造业中验证原型和产品设计。有不同类型的 CMM 用于维护工作流程并确保尺寸精度。本文将解释什么是 CMM、常见的 CMM 类型及其工作原理，以及 CMM 在制造业中的应用。
制造业中的 CMM 是什么
坐标测量机是一种检查和测量三维物体的设备。它检查角度和几何特征（例如线、圆或正方形），并将其与预期设计进行比较。使用 CMM 进行检查和质量控制可减少设计缺陷、缩短交货时间并提高客户满意度。
此外，坐标测量机由许多主要和次要部件组成，这些部件使其能够正常工作。它具有由坚固的金属制成的结构、与物体交互的探测系统、控制器和计量软件系统。与使用传统计量仪器进行的手动检查相比，坐标测量机速度快、可重复，并且能产生准确的结果。
CMM 检查如何进行？
所有类型的 CMM 都以类似的方式运行，并具有相同的最终目标；验证制造流程并确保最终零件符合所需规格。以下是执行 CMM 检查的分步过程
步骤 1-准备和设置
第一步是将物体放置在舞台上并让其适应室温。
然后，将探头安装到机器的移动轴上并进行校准。
请注意，校准对象在纹理、形状和尺寸方面应与检查对象紧密匹配。
步骤 2-测量和扫描
然后，接触式探针沿 X、Y 和 Z 轴扫描并围绕零件移动。该探针通过接触式或使用视觉或激光的非接触式过程来实现此目的。
然后，探头向机器发送信号，机器记录物体轮廓上各点的坐标。
步骤3-数据处理和分析
随后，软件会对收集到的数据进行分析和处理，计算出几何尺寸和公差。
步骤4-检查和输出
将结果与原始 CAD 模型进行比较并检查是否存在偏差。
如果结果满足测量目标，则使用各种格式导出并存档以供将来参考。
CMM 的类型及其使用方法
坐标测量机主要有四种类型：桥式、悬臂式、龙门式和横臂式。它们具有不同的结构、优点和局限性。
桥式三坐标测量机
这是最常见和应用最广泛的类型。它具有移动桥式结构和沿三个正交轴（X、Y 和 Z）移动的探头。桥式坐标测量机可以是移动式或固定式。在移动桥式坐标测量机中，桥架和探头分别沿 X 和 Y 轴移动以收集测量数据点。
另一方面，固定式测量机的桥架是固定的，而探头负责所有移动。桥式坐标测量机速度快、准确，并且不会改变物体的完整性。然而，它更适合中小型部件。
悬臂式三坐标测量机
悬臂式坐标测量机具有较长的测量臂，一端安装有探头。使用这种坐标测量机，您可以从三个侧面评估物体，从而在测量复杂设计时具有更大的灵活性。
它用于相对较小的部件和狭小的空间。悬臂式坐标测量机的精度低于桥式坐标测量机，并且悬臂会因负载而产生弯曲效应。
龙门三坐标测量机
龙门式坐标测量机在结构和精度水平方面与桥式坐标测量机类似。但是，龙门式坐标测量机更大，并且可以测量大型部件，因为您可以将它们直接装载在地板上。
龙门坐标测量机价格昂贵、坚固耐用且不便携。然而，它非常适合汽车或航空航天等处理重型机械部件的行业。
水平臂坐标测量机
这是最古老的 CMM 类型之一，其探头水平安装。它易于使用，可以检查难以触及的几何形状和薄壁部件。然而，它是上述所有 CMM 类型中准确度最低的一种，因为水平臂可能会弯曲或偏转。
水平臂坐标测量机有平板式和滑轨式两种，平板式坐标测量机有专用的平板，比滑轨式更精确。
坐标测量机的应用
CMM 广泛应用于航空航天、汽车、医疗保健、制药和食品加工等行业的加工中和最终检查。它用途广泛，适用于大型和小型部件。以下是 CMM 的一些常见具体应用。
质量控制
CMM 是组织内建立质量控制的有效方法。它检查和测量关键部件，以确保它们尺寸准确并符合严格的公差。
磁逆向工程
您还可以使用 CMM 进行逆向工程。通过记录对象的完整几何形状，您可以根据该几何形状创建 3D 虚拟模型。这在创建和设计 CAD、CAM 和 CAE 软件时非常有用。然后，您可以优化软件以获得新的、经济实惠且更有效的产品。
工装检验
CMM 还可用于测量和检查以下工具： 数控切削刀具、模具和冲模在用于制造之前必须进行检查。准确度和精密度是模具制造的关键，因为任何错误都会影响最终的零件。
排序任务
您还可以使用 CMM 根据零件的精度和公差水平将其分为不同的类别。您可以将它们分为非常精确、不太精确和最不精确的组件。
原型和工艺验证
CMM 也用于产品开发的原型设计阶段。它测量 快速原型 并在开始全面生产之前验证制造流程。
使用坐标测量机的局限性
CMM 具有许多优点，因此可用于许多应用。然而，这种机器也有一些缺点。以下是使用 CMM 的一些限制。
成本
大多数坐标测量机的购买和安装成本都很昂贵。它总是需要熟练的操作员来执行检查过程。所有这些额外费用都会增加最终零件的价格。
材料限制
检查由柔软且精致的材料制成的部件时必须小心谨慎。这是因为当探头接触时，可能会使部件凹陷。这会导致其随着时间的推移而损坏。
尺码
机器的类型将决定您可以检查的物体的大小。当没有合适的机器时，这对于大型和重型部件来说是一个限制。
结语
CMM 检测是使用坐标技术评估和测量零件特征的过程。与传统计量操作相比，CMM 更轻松、无错误且可重复。因此，它可用于质量控制、逆向工程以及检查模具和冲模。但是，对于中小型企业来说，设置和维护成本可能较高。
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