Máy đo CMM là gì? Các thành phần, công dụng và lợi ích của máy đo 3D (CMM)
Hoạt động sản xuất mạnh mẽ phụ thuộc vào việc đo lường chính xác các bộ phận và thành phần. Mọi bộ phận cần phải giống nhau để đảm bảo chức năng chính xác, nhưng đôi khi, sự không đồng đều trong quá trình chế tạo và sản xuất có thể dẫn đến sai khác về kích thước của các bộ phận đã sản xuất. Mà không có sự đo lường chính xác, hoặc sai lệch về kích thước có thể dẫn đến sự cố trong hoạt động của sản phẩm. Việc kiểm tra đảm bảo chất lượng đã được thực hiện bởi các chuyên gia sản xuất bằng cách sử dụng các thiết bị đo lường cầm tay như các thiết bị đo và thước đo. Nhưng mặc dù một số chuyên gia đã được đào tạo có thể rất giỏi trong việc đo lường đảm bảo chất lượng, quá trình này có thể chậm và dễ gặp sai sót. Đó là thời điểm mà các máy đo tọa độ có thể tạo ra sự khác biệt. Trong bài viết này, hãy cùng COMIT tìm hiểu về máy đo CMM là gì nhé!
Máy đo CMM là gì?
Máy đo CMM là gì? Máy đo tọa độ (Coordinate Measuring Machine – CMM) là một thiết bị đo lường chính xác được sử dụng để đo và kiểm tra các bộ phận và bề mặt trong các ngành công nghiệp khác nhau.CMM sử dụng cảm biến và các trục di chuyển để đo lường các điểm và tọa độ trên mẫu hoặc bộ phận một cách chính xác. CMM được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất, ô tô, hàng không, điện tử và y tế để kiểm soát chất lượng, xác nhận độ chính xác, kiểm tra mẫu, kiểm tra sản xuất và nghiên cứu phát triển. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện quy trình sản xuất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và tăng cường hiệu suất đo lường.
Các máy đo tọa độ có thể được phân biệt bởi cấu trúc của chúng. Các loại chính của CMM bao gồm:
- Máy cầu (Bridge)
- Máy treo (Cantilever)
- Máy cánh ngang (Horizontal Arm)
- Máy cầu chạy dọc (Gantry)
Nói chung, một CMM sử dụng entô hoặc thiết bị đo không tiếp xúc. Trong entô, đầu entô tiếp xúc với bề mặt của đối tượng đang được đo lường. Đo lường không tiếp xúc trên CMM sử dụng máy ảnh hoặc quét laser để thực hiện kiểm tra kích thước bằng các phương pháp tam giác học quang học. Mặc dù hầu hết các máy đo tọa độ được thiết kế để phân tích các thành phần tương đối nhỏ, một số có thể đáp ứng được các đối tượng lớn hơn.
Công dụng của máy đo tọa độ CMM
Các máy đo tọa độ là một trong những công cụ đảm bảo chất lượng hữu ích nhất hiện nay. Đối với các bộ phận phức tạp và mẫu nguyên mẫu với độ chính xác chặt chẽ, CMMs là những thiết bị không thể thiếu trong thiết kế, kỹ thuật và sản xuất hiện đại.
Mỗi loại CMM có những ưu điểm khác nhau làm cho nó phù hợp hơn cho các ứng dụng cụ thể. Mục đích chính của một máy đo CMM, tất nhiên, là thực hiện các phép đo, nhưng các ứng dụng của CMM thay đổi theo từng loại.
CMM loại cầu thường được thiết kế để sử dụng trong môi trường sản xuất. Chúng có thể chịu được việc sử dụng hàng ngày nhiều lần nhưng có thể chỉ kiểm tra các bộ phận nhỏ đến trung bình. Kích thước các đối tượng mà một CMM loại cầu có thể đo thường bị hạn chế bởi kích thước của bàn granit.
CMM loại treo tương tự như CMM loại cầu vì chúng được thiết kế để đo các bộ phận và chi tiết chính xác. Nhưng CMM loại treo chỉ được hỗ trợ từ một điểm và cho phép phân tích một bộ phận từ ba mặt, thay vì một hoặc hai mặt. Các máy đo tọa độ loại cầu không đòi hỏi một bộ phận hoặc thành phần phải được đặt trên bàn để đo, làm cho chúng hoàn hảo cho việc kiểm tra các đối tượng lớn hơn. CMMs loại cầu thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô và các ngành công nghiệp khác nơi cần đo các bộ phận máy nặng.
CMM loại cánh ngang hữu ích cho việc đo các đối tượng không đều mà không phù hợp với phạm vi của các máy đo tọa độ khác. Loại CMM này tận dụng hướng ngang của nó để đo các bộ phận dài hơn, mảnh hơn.
CMMs được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để đo các bộ phận có hình dạng và kích thước đa dạng. Từ máy móc nặng trong ngành ô tô, hàng không vũ trụ và hàng không đến các bộ phận chính xác trong lĩnh vực y tế và công nghệ sinh học, máy đo tọa độ là thiết yếu để đảm bảo kích thước nhất quán và chính xác
Lợi ích của máy đo tọa độ CMM
Sử dụng máy đo tọa độ mang lại rất nhiều lợi ích. Không chỉ các hệ thống CMM cung cấp những phép đo chính xác nhất của các bộ phận mà chúng còn có thể thúc đẩy cải tiến trong hoạt động sản xuất tổng thể.
Đảm bảo chất lượng tốt hơn
Trong khi các nhân viên vận hành có thể thực hiện các đo lường chẩn đoán một cách chính xác, thậm chí những chuyên gia có đào tạo tốt nhất cũng vẫn có thể mắc phải sai sót. Con người có thể mệt mỏi, bị sao lãng hoặc thậm chí bất cẩn khi thực hiện các nhiệm vụ kiểm định chất lượng lặp đi lặp lại, dẫn đến các đo lường không chính xác.
Một máy đo tọa độ có khả năng loại bỏ khả năng lỗi từ con người. Nó có thể được lập trình để thực hiện các cuộc kiểm tra tự động mà không cần sự can thiệp liên tục từ người vận hành. Một khi đã được hiệu chuẩn cho kích thước, một CMM tự động có thể đo lường nhiều bộ phận cần thiết mà không cần nghỉ.
Cải thiện hiệu suất
Khi đã thiết lập một máy đo tọa độ, nó có thể giảm thiểu đáng kể thời gian sản xuất. Giai đoạn kiểm tra trong quy trình sản xuất có thể được tối ưu hóa để đạt tới tốc độ tối đa trong khi vẫn duy trì tính chính xác trong việc đo lường.
Ngoài ra, tùy theo mẫu cụ thể, máy đo tọa độ có thể tiết kiệm không gian quý báu trên sàn xưởng. Chưa kể, một máy đo tọa độ chất lượng có thể giúp giảm thiểu lượng phế phẩm và chất thải sản xuất bằng cách cung cấp các đo lường chính xác, ngăn ngừa các lỗi xuất hiện trong quy trình sản xuất.
Máy đo tọa độ không chỉ đơn thuần là thiết bị đo lường, mà còn là một công cụ quan trọng đóng góp vào quá trình sản xuất chất lượng. Từ việc đảm bảo tính nhất quán và chính xác của các bộ phận, đến việc tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và tạo dựng uy tín cho sản phẩm, CMM đã thể hiện vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại.
Có thể tùy chỉnh và tính tương thích cao
Máy đo tọa độ có thể được trang bị các chương trình phần mềm chuyên dụng để điều khiển thiết bị. Phần mềm sau đó có thể được cập nhật liên tục để đạt được hiệu suất tối đa. Các búa đo và phần cứng khác của CMM cũng có thể được điều chỉnh và nâng cấp để thích nghi với nhu cầu sản xuất.
Một trong những điểm đáng chú ý về việc ứng dụng phần mềm trong CMM là khả năng tùy chỉnh và mở rộng chức năng của thiết bị. Phần mềm có thể được tạo ra hoặc tùy chỉnh để thực hiện các nhiệm vụ đo lường và kiểm tra cụ thể, từ việc kiểm tra kích thước đơn giản cho đến việc đo lường phức tạp và kiểm tra tính chính xác. Điều này cho phép CMM linh hoạt thích ứng với nhiều loại sản phẩm và yêu cầu kiểm tra khác nhau trong quá trình sản xuất.
Ngoài ra, phần mềm CMM có thể được liên kết với hệ thống quản lý chất lượng tổng thể của doanh nghiệp, giúp tạo ra một hệ thống đo lường tự động và liên tục. Việc kết hợp thông tin từ CMM vào hệ thống quản lý chất lượng giúp cải thiện quy trình kiểm tra và đảm bảo rằng các thông số đo lường được ghi lại và theo dõi một cách hiệu quả.
Cải thiện danh tiếng
Mọi tổ chức sản xuất luôn nỗ lực cung cấp cho khách hàng và đối tác của họ những sản phẩm chất lượng cao nhất. Bằng cách sử dụng máy đo tọa độ, các nhà sản xuất có thể sản xuất các bộ phận tốt hơn một cách liên tục, tạo ra một danh tiếng mạnh mẽ khác biệt so với đối thủ cạnh tranh.
Sự tập trung vào chất lượng là một phần quan trọng trong việc duy trì và phát triển doanh nghiệp. Khi các sản phẩm được sản xuất với độ chính xác và đồng nhất, tỷ lệ lỗi và sự phụ thuộc vào việc thực hiện kiểm tra chất lượng bởi con người giảm đi đáng kể. Điều này đồng nghĩa với việc khả năng cung cấp các sản phẩm chất lượng và đáng tin cậy tăng lên, từ đó làm cho khách hàng tin tưởng hơn và thúc đẩy tạo nên danh tiếng vượt trội.
Sự kết hợp giữa chất lượng sản phẩm và danh tiếng tốt sẽ giúp doanh nghiệp tạo ra một thế trận mạnh mẽ trước sự cạnh tranh. Khả năng cung cấp các sản phẩm chất lượng cao không chỉ tạo ra sự hài lòng cho khách hàng hiện tại, mà còn thúc đẩy việc mở rộng thị trường và thu hút được thêm khách hàng mới. Khi người tiêu dùng biết rằng họ có thể dựa vào chất lượng và độ chính xác của sản phẩm từ một doanh nghiệp, họ sẽ có xu hướng chọn lựa và ủng hộ thương hiệu đó hơn.
Với sự gia tăng về tình trạng cạnh tranh trong ngành sản xuất, việc tạo dựng một danh tiếng vượt trội là vô cùng quan trọng. Sự tập trung vào chất lượng sản phẩm thông qua việc sử dụng máy đo tọa độ không chỉ mang lại những kết quả đáng kể trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm, mà còn đóng góp vào việc xây dựng một danh tiếng vững chắc và đạt được sự khác biệt trong thị trường cạnh tranh ngày nay.
Thành phần cấu tạo của máy đo CMM
Trong khi có ít nhất bốn loại chính của máy đo tọa độ, hầu hết đều được thiết kế với các bộ phận tương tự nhau. Hiểu cách hoạt động của những bộ phận này có thể cung cấp thông tin về nhu cầu CMM của một hoạt động sản xuất cụ thể.
Các bộ phận của máy đo tọa độ bao gồm:
- Cấu trúc
- Búa đo (hoặc các búa đo)
- Bộ điều khiển
- Phần mềm
Cấu trúc của máy đo tọa độ liên quan đến hình dáng tổng thể của máy. Điều này bao gồm loại vật liệu mà máy được làm và thiết kế cụ thể của nó. Như đã đề cập trước đó, CMM có thể có nhiều loại khác nhau.
Các cánh đo, bàn đo, kẹp đo và thậm chí là máy nén không khí có thể biến đổi tùy theo cấu trúc của mô hình.
Búa đo, hoặc các búa đo, có thể sử dụng tiếp xúc trực tiếp để đo một đối tượng hoặc sử dụng các bộ đo laser, ánh sáng hoặc máy ảnh để thực hiện các phép đo không tiếp xúc. Đầu búa đo có thể được làm từ các vật liệu khác nhau nhưng loại phổ biến nhất là bi ruby. Mặc dù CMM có thể khác nhau về cấu trúc, tất cả các CMM đều sử dụng chuyển động của búa đo để hoàn thành các nhiệm vụ đo lường của chúng.
Bộ điều khiển quyết định đầu ra của máy. Nó điều hướng các lệnh đến động cơ và các búa đo quét và có thể điều chỉnh để phù hợp với các bộ phận khác nhau. Mặc dù việc điều khiển máy tính trực tiếp có thể được thực hiện thủ công, các bộ điều khiển CMM thường được tự động hóa trong các hoạt động lớn hơn.
Và mặc dù nó không nhất thiết phải là một phần vật lý, phần mềm đo lường là không thể thiếu trong một hệ thống CMM chất lượng. Phần mềm thu thập, phân tích và hiển thị dữ liệu đo lường theo thời gian thực. Và khi phần mềm đo lường sử dụng các yếu tố trí tuệ nhân tạo, phần mềm có thể thực sự học hỏi theo thời gian và dễ dàng nhận ra các không đều đặn.
Hướng dẫn cách sử dụng máy đo CMM
Sử dụng máy đo tọa độ một cách hiệu quả đòi hỏi quá trình đào tạo cụ thể và kinh nghiệm. Mặc dù máy có thể được lập trình để hoạt động tự động, việc hiệu chuẩn và thiết lập các thông số cần thiết phải được thực hiện trước khi bắt đầu sử dụng. Hiểu rõ cách hoạt động và chuẩn bị cho máy đo tọa độ có thể giúp bạn đảm bảo các kết quả đo lường chính xác và hiệu quả.
Trong cách đơn giản nhất, quy trình đo lường trên máy đo tọa độ thực hiện bằng cách di chuyển búa đo tới vị trí cụ thể trên chi tiết cần đo. Khi búa đo tiếp xúc với bề mặt của đối tượng, máy sẽ tự động ghi nhận các tọa độ kích thước của đối tượng đó.
Tuy nhiên, trước khi thực hiện các phép đo, cần thực hiện một số bước chuẩn bị quan trọng.
Đầu tiên, đối tượng cần được để nhiễn nhiệt độ phòng trong một khoảng thời gian ngắn trước khi thực hiện đo lường. Điều này giúp ngăn chặn bất kỳ sai sót về hình dạng và kích thước nào do biến đổi nhiệt độ gây ra. Đặc biệt, đối với các bộ phận hoặc nguyên mẫu đã được chuyển từ các phòng ban hoặc cơ sở khác nhau, điều này trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Mặc dù sự thay đổi kích thước do nhiệt độ thay đổi có thể không đáng kể, nó có thể gây ra sự khác biệt đáng kể trong kích thước của các bộ phận chính xác.
Sau đó, búa đo cần được hiệu chuẩn để đảm bảo độ chính xác trong việc đo các đối tượng mục tiêu. Quy trình hiệu chuẩn có thể khác nhau tùy theo từng loại máy đo tọa độ, nhưng thông thường nó liên quan đến việc so sánh dữ liệu đo được với các giá trị đã biết trước. Việc hiệu chuẩn búa đo giúp đảm bảo rằng các phép đo sau này sẽ chính xác và đáng tin cậy.
Một bước quan trọng trong hiệu chuẩn búa đo là sử dụng một đối tượng thử nghiệm có kích thước đã biết trước để so sánh với các đo lường của máy. Đối tượng thử nghiệm này cần phải tương tự với đối tượng mục tiêu cần đo về độ cứng và kích thước. Một số lựa chọn phổ biến cho đối tượng thử nghiệm bao gồm thanh đầu, bóng và hình nón, ổ đục, và ổ bóng. Đối với hiệu chuẩn cấp cao, có thể sử dụng máy đo nhiễu xạ laser để đo đạc chuyển động của máy đo tọa độ bằng ánh sáng.
Trước khi thực hiện các phép đo, cũng cần kiểm tra, thay dầu hoặc làm sạch các thành phần của máy để đảm bảo rằng máy đo hoạt động tốt và đạt được kết quả tốt nhất. Tất cả những bước này đều đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng máy đo tọa độ hoạt động chính xác và hiệu quả trong quá trình đo lường.
