Die Art der verwendeten Maschine (CNC-Drehmaschine, 3-Achsen-CNC-Fräsmaschine oder 5-Achsen-Bearbeitungszentrum) wird in der Regel auf der Grundlage der Komplexität des Teils bestimmt. Die Komplexität, Geometrie und Größe des Elements beeinflussen die Art der gewählten Maschine sowie Toleranzen, Endanwendung und Art des Produktmaterials. In der Regel erfordern komplexere Teile mehr Aufmerksamkeit bei der Bearbeitung aufgrund ihrer Konstruktion, spezifischen Abmessungen und Anforderungen. Konstruktionsingenieure sollten versuchen, so viele einfache, herstellbare Teile wie möglich während des Designprozesses zu erstellen. Je einfacher das Design, desto einfacher und damit kostengünstiger ist die Produktion. Maschinenbau-Designer denken immer darüber nach, wie sie Designs erstellen können, die weniger Komponenten erfordern und gleichzeitig maximale Effizienz gewährleisten. Dies hilft, die Kosten zu senken und gleichzeitig die Leistung und Produktivität zu erhöhen. CNC-Maschinen werden zur Metallbearbeitung und darüber hinaus verwendet. Wie genau macht man das? Eine CMM-Maschine kann dabei helfen.
Was ist eine CMM-Maschine
Kann die CNC-Bearbeitung mit Hilfe von CNC-Maschinen noch besser werden? Ja! Genauigkeit in Geometrie und physischen Abmessungen ist in jedem Produktionsprozess wichtig. Menschen verwenden dafür zwei Methoden. Eine davon ist die traditionelle Methode mit einem manuellen Messgerät oder optischen Vergleicher. Diese Werkzeuge erfordern jedoch spezielles Wissen und sind fehleranfällig. Die andere Methode ist die Verwendung einer Koordinatenmessmaschine. CMM steht für Koordinatenmessmaschine. Dies ist ein Werkzeug, das die Abmessungen von Maschinenteilen/Werkzeugen mit Koordinatentechniken messen kann. Messen Sie die folgenden Abmessungen:
- Höhe,
- Breite
- Tiefe in den X-, Y- und Z-Achsen.
Abhängig von der Komplexität des CMM können Objekte gemessen und Messdaten aufgezeichnet werden.
Wie benutzt man ein CMM-Messgerät?
Wenn wir wissen wollen, was CMM ist, müssen wir auch verstehen, wie es funktioniert. In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie CMM funktioniert. WMP haben zwei allgemeine Arten von Messungen. Eine Art verwendet einen Kontaktmechanismus (Tastsonde) zur Messung von Werkzeugteilen. Die andere Art verwendet andere Methoden, wie Kameras oder Laser als Messmechanismus. Die Abmessungen der Teile, die gemessen werden können, variieren ebenfalls. Einige Modelle (Koordinatenmessmaschinen für Autos) können Teile messen, die größer als 10 m sind.
Wie funktioniert CMM?
CMM macht zwei Dinge. Es misst die physische Geometrie und Dimensionen eines Objekts mit einem Tastkopf, der auf der beweglichen Achse der Maschine montiert ist. Es testet auch das Teil, um sicherzustellen, dass es dem modifizierten Entwurf entspricht. CMM funktioniert durch die folgenden Schritte. Das zu testende Teil wird auf dem Sockel der Koordinatenmessmaschine platziert. Der Sockel ist der Messpunkt und besteht aus einem stabilen und starken dichten Material. Stabilität und Steifigkeit gewährleisten eine Messgenauigkeit, die unabhängig von externen Kräften ist, die die Arbeit stören könnten. Über der Platte der Koordinatenmessmaschine sind auch bewegliche Türen mit Tastköpfen montiert. Dann steuert das CMM das Teil, um den Tastkopf entlang der X-, Y- und Z-Achse auszurichten. Auf diese Weise repliziert es jeden Aspekt des zu testenden Teils.
Beim Berühren eines Punktes auf dem zu untersuchenden Teil sendet der Sensor ein elektrisches Signal aus, das vom Computer kartiert wird. Wenn Sie dies nacheinander für viele Punkte tun, messen Sie den Teil.
Nach Abschluss der Messung folgt die Analysephase, nachdem die Sonde die X-, Y- und Z-Koordinaten des Teils erfasst hat. Die aus der Analyse gewonnenen Informationen werden in Bezug auf Merkmale konstruiert. Der Wirkungsmechanismus ist der gleiche bei Koordinatenmessmaschinen, die Kameras oder Lasersysteme verwenden.
Vorteile und Einschränkungen von Koordinatenmessmaschinen
CMM sollte ein integraler Bestandteil jedes Produktionsprozesses sein. Dies ergibt sich aus seinen enormen Vorteilen, die seine Einschränkungen überwiegen. Dennoch werden wir die Vor- und Nachteile dieser Frage diskutieren.
Vorteile der Verwendung einer Koordinatenmessmaschine
- Zeit und Geld sparen
Koordinatenmessmaschinen sind ein integraler Bestandteil des Produktionsprozesses aufgrund ihrer Geschwindigkeit und Genauigkeit. Die Herstellung komplexer Werkzeuge wird in der Produktion üblich, und Koordinatenmessmaschinen eignen sich perfekt zur Messung ihrer Abmessungen. Letztendlich reduzieren sie die Kosten und die Produktionszeit in der Industrie.
- Qualitätsgarantie
Im Gegensatz zu traditionellen Methoden zur Analyse der Abmessungen von Maschinenteilen sind Koordinatenmessmaschinen am zuverlässigsten. Sie können Ihre Teile digital messen und analysieren, zusammen mit anderen Dienstleistungen wie dimensionale Analyse, CAD-Vergleich, Werkzeugzertifizierung und Reverse Engineering. All dies ist notwendig, um die Qualität zu gewährleisten.
- Die Vielfalt der Sonden und Techniken sorgt für Vielseitigkeit
CMM ist kompatibel mit vielen Arten von Werkzeugen und Komponenten. Die Komplexität der Teile spielt keine Rolle, da CMM diese messen kann.
- Weniger Engagement des Bedieners
CMM sind computergesteuerte Maschinen. Daher reduzieren sie das menschliche Engagement. Dies führt zu einer Reduzierung der Bedienerfehler, die Probleme verursachen können.
Nachteile der Verwendung von CMM
CMM-Maschinen verbessern die Produktionsprozesse erheblich und spielen gleichzeitig eine Schlüsselrolle in der Produktion. Sie haben jedoch auch einige Einschränkungen, die berücksichtigt werden müssen. Hier sind einige davon:
- Der Taster muss die Oberfläche berühren
Jede Koordinatenmessmaschine, die einen Taster verwendet, hat denselben Mechanismus. Damit der Taster funktioniert, muss er die Oberfläche des zu messenden Teils berühren. Bei sehr robusten Teilen ist dies kein Problem. Bei Teilen mit feinem oder empfindlichem Finish kann jedoch wiederholtes Berühren zu einer Verschlechterung der Produktqualität führen.
- Weiche Teile können Schäden verursachen
Bei Teilen aus weichen Materialien wie Gummi und Elastomeren kann die Verwendung eines Tastkopfes zu deren Einklappen führen. Es besteht das Risiko, Fehler zu erzeugen, die bei der Analyse von Zahlen sichtbar werden.
- Wählen Sie den richtigen Tastkopf aus
In Koordinatenmessmaschinen werden verschiedene Arten von Tastköpfen verwendet, und um die besten Ergebnisse zu erzielen, sollte der richtige ausgewählt werden. Die Wahl des richtigen Tastkopfes hängt in hohem Maße von der Größe des Teils, dem gewünschten Projekt und den Fähigkeiten des Tastkopfes ab.
Faktoren, die die Komplexität des Teils beeinflussen
- Teilgröße
Die Größe bestimmt nicht die Komplexität eines Teils, kann aber ein Faktor sein, der dies beeinflusst. Denken Sie daran, dass größere flache Teile manchmal weniger anspruchsvoll sind als kleinere, komplexere. Es sollte auch die Größe der einzelnen Elemente berücksichtigt werden, da dies die Größe des verwendeten Schneidwerkzeugs beeinflusst. Größere, schnellere Schneidwerkzeuge entfernen Material schneller und verkürzen die Bearbeitungszeit.
- Teilebearbeitung
Die Anzahl der erforderlichen Operationen, Eingriffe und Kontrollen beeinflusst auch die Komplexität der Teile. Abhängig von Geometrie, Verarbeitung und Toleranzen usw. kann die Operationssequenz komplex, zeitaufwändig und detailliert sein. Zum Beispiel könnte ein komplexes Teil viele Positionsänderungen und menschliche Eingriffe erfordern. Manchmal kann die am besten geeignete Maschine eine Fünf-Achsen-Maschine oder eine Fräs-Drehmaschine sein.
- Teiltoleranz
Die Toleranzen der Teile beeinflussen die Wahl der verwendeten CNC-Maschine sowie die Kosten und die Durchführungszeit. Auch das Material, die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Ausrüstung haben Einfluss auf die erreichbaren Toleranzen. Kurz gesagt, je enger die Toleranz, desto teurer das Teil. Höhere Toleranzen ermöglichen eine größere Präzision, können aber auch zusätzliche Prozesse, Operationen, Werkzeuge und Maschinen erfordern, was die Kosten erhöht.
Arten von Oberflächenbehandlungen
Im Folgenden stellen wir die Arten von Oberflächenbehandlungen vor:
- Sandstrahlen
Die Strahlbearbeitung dient zur Entfernung aller Ablagerungen oder Oberflächenfehler, um eine gleichmäßigere, glattere Oberfläche zu erzielen. Kugelförmige Kugeln sorgen für ein konsistentes Finish und werden oft verwendet, um ein mattes Finish zu erzielen. Feinere Elemente sind ebenfalls erhältlich, um ein eher seidenmattes oder mattes Finish zu erzielen.
- Anodisierung
Anodisierte Oberflächen bieten eine spezifische, verschleißfeste Beschichtung und sind oft in verschiedenen Farben erhältlich. Die Anodisierung ist in der Regel transparent und die Schichten sind oft sehr dünn, daher sollten CNC-Maschinenspuren auf der Oberfläche berücksichtigt werden.
CMM-Inspektionsberichte und die Bearbeitung komplexer Formen
Die Kontrolle einer dreidimensionalen Koordinatenmessmaschine (CMM) besteht darin, die CMM-Maschine zur Erkennung der Größe von Teilen zu verwenden, um festzustellen, ob sie bestimmte Toleranzanforderungen erfüllen. Koordinatenmessmaschinen werden zur Messung von Masse und Eigenschaften von Objekten verwendet. Eine CMM-Kontrolle wird erforderlich sein, um komplexere Teile zu messen, um sicherzustellen, dass sie die Spezifikationen erfüllen. Glatte Oberflächenveredelungen werden in diesem Stadium überprüft, um sicherzustellen, dass sie zu den Zeichnungen und Entwürfen passen. Die CMM arbeitet mit Sonden zusammen, die Punkte auf dem Werkstück messen. Drei Achsen bilden das Koordinatensystem der Maschine. Das zweite System ist das Koordinatensystem des Teils, in dem die drei Achsen den Merkmalen und Referenzpunkten des bearbeiteten Gegenstands entsprechen.
Vorteile der CMM-Kontrolle
CMM-Inspektionen werden bei Bedarf durchgeführt und sind manchmal sogar obligatorisch. Berichte von CMM-Inspektionen sparen Zeit und reduzieren die Gesamtkosten, indem sie sicherstellen, dass die Teile genau so produziert werden, wie sie entworfen wurden. Dies garantiert eine hohe Effizienz und alle Designabweichungen oder Mängel werden vor dem Versand erkannt. Je nach Branche können Abweichungen von der Norm katastrophal sein (z.B. Medizin oder Luftfahrttechnologie). Diese endgültige Qualitätskontrolle bietet Sicherheit vor der Herstellung von Teilen und deren Lieferung an die Kunden. Die computergesteuerte Steuerung von numerischen Geräten und CNC-Maschinen war noch nie so präzise. Unser Unternehmen macht CNC-Technologie und den CNC-Bearbeitungsprozess noch besser, und die Metallbearbeitung wird unter anderem durch präzises Positionieren des Werkzeugs und die korrekte Anwendung von Steuerungssystemen gewährleistet.