في بيئة التصنيع العالمية اليوم, تعد جودة ودقة الأبعاد الحرجة للمنتج وعناصره ذات أهمية بالغة. في مجالات مثل السيارات, الفضاء الجوي, إلكترونيات, وما إلى ذلك حيث يكون القياس الصارم مطلوبًا في المكونات أو الهياكل التي تلعب أجهزة قياسها دورًا حيويًا. يضمن هذا الجهاز للمصنعين عدم خروج أي من منتجاتهم من خط الإنتاج دون تلبية معايير معينة. مع ذلك, أسئلة مهمة أخرى تحتاج إلى إجابة: ما الذي يشير إليه الاختصار CMM وما هو نوع الآلة التي تعتبر آلة CMM? كيف يعمل ولماذا أصبح عاملا هاما في التصنيع المعاصر? ستساعدك هذه المقالة على فهم كل هذه المفاهيم.
ما هو ماكينة سي ام ام?
آلة CMM المعروفة باسم آلة القياس الإحداثيات هي أداة تستخدم لقياس السمات الهندسية الفيزيائية للكائن. ويستخدم مسبارًا لتحديد الإحداثيات بدقة عند نقطة ما على سطح الجسم. يساعد ذلك الشركات المصنعة في التأكد مما إذا كانت أبعاد الجزء صحيحة بالنسبة للتصميم. يتم استخدام CMMs في الصناعات التي تكون فيها دقة الأبعاد وحدود التسامح مهمة.
حهل تعمل آلة CMM؟?
ماكينة CMM تعمل بالتلامس أو عدم التلامس, تستخدم طريقة الاتصال مسبار اللمس والآخر يستخدم الليزر أو النظام البصري. يكتسب المسبار قياسات تفصيلية للعثور على X, ي, وإحداثيات Z التي تصف نقاطًا معينة في جلد الجسم. تتم بعد ذلك مقارنة هذه القياسات بالمقياس المحدد لمعرفة ما إذا كان الكائن قيد الاختبار يعمل وفقًا للتفاوتات المطلوبة أم لا. تعمل الآلة بالخطوات التالية:
1. التهيئة
أولاً, تتم معايرة CMM للأشياء المرجعية لضمان دقة القياسات. يتم التحكم في درجة الحرارة والاهتزازات التي تعمل على الهيكل لضمان تحقيق معايير القياس المطلوبة.
2. التحقيق
يتكون مسبار النسخة الكربونية من اللمس, الليزر, أو البصرية التي تلامس سطح الجسم وتكتسب علامة X, ي, وإحداثيات Z لنقاط معينة. يمكن التحكم فيه رقميًا بالكمبيوتر (CNC) أو موجهة يدويًا.
3. تحليل البيانات
تتم مقارنة البيانات التي تم الحصول عليها مع مواصفات التصميم التي تم وضعها. يُظهر البرنامج الانحرافات عن درجة تفاوت معينة مما يمكّن المهندسين من تحديد الأخطاء.
4. إنشاء التقرير
تتضمن المطبوعات الإضافية تقارير تفصيلية للإشارة إلى ما إذا كان الجزء يلبي المواصفات وما إذا كان يحتاج إلى تعديل بطريقة ما.
أنواع آلات قياس الإحداثيات (سم)
يقدم لنا الجدول التالي معلومات حول الأنواع المختلفة لآلات CMM المتوفرة في السوق:
| نوع سي إم إم | وصف | دقة | نطاق الحجم | أفضل التطبيقات |
| جسر CMM | إطار ثابت, النوع الأكثر شيوعا | عالي (± 0.001 ملم) | أجزاء صغيرة إلى متوسطة (ما يصل الى 2 م) | الهندسة الدقيقة, السيارات |
| ناتئ CMM | مفتوحة على جانب واحد, يسمح بالوصول من ثلاث جهات | عالي (± 0.002 ملم) | أجزاء صغيرة (ما يصل الى 1 م) | إلكترونيات, أجزاء دقيقة صغيرة |
| العملاقة CMM | على نطاق واسع, مُثَبَّت, ومستقرة للغاية | عالية جدًا (± 0.001 ملم) | أجزاء كبيرة (ما يصل الى 10 م) | الفضاء الجوي, مكونات السيارات الكبيرة |
| ذراع أفقي CMM | هيكل مفتوح, جيد للأجزاء الأكبر أو المرنة | معتدل (± 0.01 ملم) | أجزاء كبيرة (ما يصل الى 5 م) | الصفائح المعدنية, إطارات السيارات |
| سم المحمولة | وزن خفيف, متحرك, يستخدم الليزر أو المجسات | معتدل (± 0.02 ملم) | أجزاء صغيرة إلى كبيرة جدًا (ما يصل الى 10 م) | القياسات الميدانية, بناء, المعدات الثقيلة |
لماذا أحتاج إلى آلة CMM?
يحتاج المصنعون إلى آلات CMM لعدة أسباب:
- دقة محسنة: توفر CMMs قياسات بدقة كبيرة لقياس التباين الصغير في الأبعاد. يمكن أن يحدث ذلك فرقًا في تصنيع السلع المعمرة للتطبيقات, أي. تصنيع المعدات الفضائية أو الطبية.
- رقابة جودة: فيما يلي فوائد الإدارة الفعالة للمستندات. إنهم يساعدون في الحفاظ على جودة المنتج حيث يتم اكتشاف أي خطأ في الوقت المحدد.
- أتمتة: عادةً ما تكون آلات CMM مفيدة لأنها ستساعد في أتمتة بعض القياسات التي تكون عرضة للعديد من الأخطاء.
- كفاءة: أدت الدرجات العالية من أتمتة العمل إلى انخفاض عدد عمليات التفتيش بشكل ملحوظ. هكذا, توفر آلات CMM الوقت والمال أثناء عمليات التصنيع.
- براعه: سيتم أيضًا رؤية من خلال الميزات المختلفة كيف يمكن استخدام آلات القياس عالية المرونة هذه في التصنيع. لذا, يمكنه قياس كل شيء بدءًا من المكونات وحتى التجميعات الكبيرة.
مميزات ماكينات CMM
توفر آلات CMM المزايا التالية:
- دقة عالية: دقة عالية مع قليل من التقلب بين المثالي والفعلي.
- براعه: يمكنه قياس جميع الكائنات ذات الحجم والشكل المتنوع.
- توفير الوقت: وهذا يتناقض بشكل حاد مع طرق الفحص التقليدية التي ستستغرق وقتًا طويلاً عند إجرائها يدويًا.
- القدرة على الأتمتة: يلغي الحاجة إلى الأدوار الكبيرة للناس. لذا, سيؤدي إلى زيادة الدقة.
- تحليل البيانات: تمكن من جمع المعلومات الواقعية والبيانات البحثية لتحسين القرارات تجاه حل المشكلات.
حدود آلات CMM
فيما يلي بعض القيود المفروضة على أجهزة CMM:
- يكلف: تكاليفها الأولية مرتفعة اعتمادًا على نوع النموذج, نوع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
- متطلبات التدريب: يجب أن يكون مشغلو الماكينة محترفين وذوي معرفة في التعامل السليم مع الماكينة.
- الحساسية البيئية: الاهتزازات, التغيرات في درجات الحرارة, والرطوبة يمكن أن تؤثر على عمليات CMMs.
- قيود الحجم: لا تستطيع بعض أجهزة CMM استيعاب قياسات ضخمة للأشياء أثناء عملية القياس.
- احتياجات الصيانة: تتطلب بعض هذه التعقيدات صيانة ومعايرة مستمرة للعمل كما هو مطلوب في المستقبل.
تطبيقات آلات CMM
فيما يلي بعض التطبيقات الشائعة لأجهزة CMM:
- صناعة السيارات: لقياس الأجزاء المعقدة عادة من المحرك, التروس التي سيتم استخدامها, وأجزاء جسم السيارة.
- صناعة الطيران: يزيل المثقاب عدم الدقة في القطع الرقيقة مثل شفرات التوربين أو أجزاء الطائرة.
- أجهزة طبية: ضروري لصنع الأجهزة الطبية والأدوات الجراحية.
- تصنيع الإلكترونيات: يستخدم في قياس لوحات الدوائر و/أو العبوات الإلكترونية.
- الآلات الثقيلة: تم استخدامها للتحقق من أبعاد الأجزاء الميكانيكية الضخمة التي لا يمكن أخذ قياساتها بسهولة بالميكرومتر التقليدي.
الفرق بين أجهزة CMM المحمولة وأدوات القياس التقليدية
فيما يلي جدول مقارنة بين أجهزة CMM المحمولة وأدوات القياس التقليدية:
| ميزة | أجهزة CMM المحمولة | أدوات القياس التقليدية |
| قابلية النقل | محمولة للغاية, يزن ~ 5-10 كجم | غير محمولة, الأجهزة الثابتة (20-50 كجم) |
| سرعة | التدابير في غضون دقائق | يستغرق ما يصل إلى 2-5 مرات أطول |
| نطاق القياس | يمكن قياس الأشياء تصل إلى 10 متر | يقتصر على الأشياء الصغيرة (ما يصل الى 1 متر) |
| دقة | ± 0.01 ملم | ± 0.05 ملم |
| المرونة | يمكن قياس معقدة, كبير, وأجزاء صغيرة | يقتصر على أصغر, كائنات بسيطة |
| سهولة الاستخدام | سهل الاستخدام, الحد الأدنى من التدريب المطلوب | يتطلب الخبرة والتشغيل اليدوي |
| تحليل البيانات | آلي, معالجة البيانات في الوقت الحقيقي | يتطلب الحسابات اليدوية |
لماذا نتحدث عن سرعة CMM طوال الوقت؟?
تلعب سرعة قياس CMM عاملاً مهمًا في أجهزة CMM. هذا هو الوقت الأقصر لقياس تجديد الإنتاج. بوضوح, في التصنيع بكميات كبيرة, يجب تقليل الوقت المستغرق لفحص كل جزء لتحقيق وفورات كبيرة. يحاول المصنعون تحقيق أهداف محددة بوضوح لتقليل الوقت. إلى جانب ذلك, فهو يساعد على زيادة كفاءة وفعالية الآلة عندما تقوم بعمل فحص الأجزاء. تتركز المجالات الأساسية لتطوير تقنية CMM على تحسينات السرعة التي يتم تحقيقها من خلال استراتيجيات الفحص المحسنة, برمجة, والمعدات.
خاتمة
ختاماً, تعد آلة CMM قطعة مهمة من المعدات في عمليات الإنتاج الحالية لأنها تعزز الدقة والسرعة في فحوصات الجودة. سواء كنت من السيارات, الفضاء الجوي, أو صناعة الإلكترونيات, يضمن CMM أن منتجات الشركة تعمل على تحديد متطلبات التصميم. في حين تمتلك تكاليف اقتناء عالية, الفوائد المستمدة من تكنولوجيا الأتمتة من أجل الدقة, متطلبات الوقت الكفاءة, وتحليل البيانات يتجاوز التكاليف التي تتحملها شركات التصنيع. لذا, يمكنهم تحسين الجودة وكذلك تقليل التكاليف من خلال استخدام أدوات فعالة لتحسين الجودة.
أسئلة مكررة:
1. ماذا يعني CMM?
CMM هو اختصار لآلة قياس الإحداثيات, وهو جهاز يستخدم لقياس أبعاد مختلفة لجسم ما.
2. ما هو الدور الرئيسي لCMM؟?
يتم استخدام CMM لتحديد المعلمات الهندسية للكائن للتحقق من مطابقته للحجم المطلوب.
3. كيف يتم التحكم في دقة CMM?
إن CMM دقيق ودقيق ويمكن تحقيقه من خلال معايرة الصيانة المناسبة والظروف البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة.
4. هل يمكن لـ CMM قياس المواد اللينة؟?
نعم, يمكن لجميع أنواع CMM قياس بعض المواد اللينة دون الإضرار فعليًا بالمادة أثناء العملية.
5. أين يتم استخدام تطبيق آلات CMM بشكل كبير?
تستخدم آلات CMM في السيارات, الفضاء الجوي, إلكترونيات, والصناعات الطبية.
6. ما الفرق بين CNC CMM وCMM اليدوي?
CNC CMMs هي آلات تعمل بالكمبيوتر. إنها آلية, بينما, يتم تشغيل أجهزة CMM اليدوية بواسطة الإنسان.
