Навстречу точности: Руководство по выбору и приобретению координатной измерительной машины (КИМ)

Вам предстоит выбрать и купить координатную измерительную машину? Изучите наше полное руководство!

Координатные измерительные машины (КИМ) - это высокоточное оборудование, которое применяется в промышленности для измерения размеров, формы и положения объектов. Они позволяют проводить точные измерения с использованием трех осей (X, Y, Z) и обеспечивают высокую степень повторяемости и надежности результатов.

Выбор и покупка КИМ являются критическими шагами, которые могут повлиять на эффективность и точность вашего производства. Правильно подобранная КИМ должна соответствовать требованиям вашего бизнеса и обеспечивать необходимую точность и производительность.

1. Определение потребности в КИМ

Перед выбором координатной измерительной машины необходимо провести анализ производственного процесса, требований к продукции, ее целевой себестоимости, качеству, далее определить основные требования к измерениям. Это важный этап для предприятий, которые стремятся обеспечить высокое качество своей продукции и точность измерений геометрических параметров объектов.

При анализе потребностей необходимо учесть ряд факторов, чтобы выбрать оптимальное решение.

Во-первых, следует определить требуемую точность (погрешность) измерений. Например, предприятие, занимающееся производством сложных компонентов для авиационной отрасли, может нуждаться в КИМ с высокой точностью измерений, такой как 2-3 мкм или даже меньше. С другой стороны, для простых металлических или пластиковых изделий в автомобильной промышленности достаточной может быть точность 50-100 мкм.

Во-вторых, важно учесть размеры и типы измеряемых объектов. Например, предприятие, занимающееся производством больших стальных конструкций,может потребовать КИМ с большой рабочей зоной, способной измерять детали размером до нескольких метров. С другой стороны, предприятие, производящее маленькие электронные компоненты, зубчатые колеса для коробок передач, турбинные лопатки может обратить внимание на КИМ с более компактными размерами.

Также следует учесть особенности производственного процесса и требуемую автоматизацию. Например, если предприятие выпускает большое количество изделий, то может потребоваться КИМ с высокой скоростью измерений и возможностью автоматического измерения серийных деталей, например путем подачи деталей на паллетной системе и роботизации процесса. Для других предприятий, где требуется гибкость и ручное позиционирование, будет достаточна КИМ с обычной ручной установкой деталей.

Примером может служить предприятие, специализирующееся на производстве сложных пресс-форм. В этом случае потребуется КИМ с высокой точностью измерений, способной контролировать сложную геометрию формы. Также необходимо учесть размеры пресс-формы и возможность измерять ее различные параметры, такие как глубина каналов, радиусы закруглений, пазы, слоты и т.п.

Далее в статье мы расскажем более подробно обо всех этапах выбора координатных измерительных машин.

2. Типы координатных измерительных машин. Описание основных типов КИМ

На рынке существует несколько типов координатных измерительных машин, каждый из которых имеет свои особенности и применение. В целом их можно разделить на стационарные классические машины для лабораторий (ЦИЛ) или измерений в цеху в выделенной зоне, и на мобильные портативные КИМ (КИМ типа рука, также называемые иногда “манипулятор”).

Основные типы стационарных машин:

• Портальные координатные измерительные машины

Это самый распространенный тип стационарных КИМ. Они состоят из тяжелого основания – гранитной рабочей плиты, жесткого портала, с установленной на нем вертикальной пинолью, на которой установлены высокоточные измерительные датчики, и системы управления (контроллера, компьютера, измерительного программного обеспечения). Возможно оснащение лазерными сканерами. поворотными столами, магазинами щупов.

Портальные КИМ применяются в различных отраслях промышленности, таких как автомобильное производство, аэрокосмическая промышленность и машиностроение.

Такие машины могут создаваться также в цеховом исполнении, с дополнительной защитой от внешних воздействий, активной температурной и виброкомпенсацией. Для более удобной подачи детали в цеху возможно исполнение с боковым размещением траверсы на консоли, т.к. консольные КИМ.

• Мостовые координатные измерительные машины

Более редкий тип КИМ. Такие машины состоят из нескольких опор, устанавливаемых непосредственно на фундамент помещения. перемещающегося портала с пинолью, рабочей плиты на полу. Система датчиков и система управления аналогичны портальным КИМ. Такие машины более грубые, чем портальные (от 7мкм. чаще - около 10-20 мкм), но  могут иметь большую рабочую зону, вплоть до 5000х5000х2500мм что позволяет измерять крупные объекты с прямой подачей их в зону измерений, например на тележке.

+ Обеспечивают возможность измерения крупногабаритных объектов 
+ Позволяют проводить измерения в режиме ЧПУ
-  Требуют специально подготовленного фундамента и сложны в монтаже
-  Высокая стоимость машины, услуг по монтажу и подготовке помещения

• Вертикальные координатные измерительные машины (КИМ типа горизонтальная рука) 

Имеют вертикальную стойку, перемещающуюся вдоль специальной направляющей, и боковую пиноль. Сенсоры и система управления такие же, как на портальных и мостовых КИМ. Машины могут устанавливаться на рабочую плиты с одной из сторон, монтироваться прямо в пол, комбинироваться в системы из нескольких машин. Это позволяет достигать измерительного диапазона до 3000х12000х3000мм. Чаще всего применяются на автомобильных заводах для контроля кузовных элементов и кузовов в сборе, а также в авиации, например для контроля вертолетных лопастей.

• Мобильные координатные измерительные машины типа рука

Очень распространенный тип оборудования. Состоят из нескольких карбоновых секций и шарниров, позволяющих вращать руку в нескольких степенях свободы. На конце руки закреплен жесткий щуп, а также опционально - лазерный сканер. В зависимости от количества осей могут быть 6-ти и 7-ми осевыми. В отличие от стационарных машин они не оснащены моторами и управляются целиком силой оператора. Для упрощения работы снабжаются специальным противововесом.

Малый вес (около 10кг), возможность работы от батарей, по WiFi, меньшая восприимчивость к перепадам температур делают данные приборы отличным выбором для измерений прямо на производстве, для быстрого межоперационного контроля, входного контроля, обратного инжиниринга. Классические примеры применения - колесные пары, водозапорная арматура, кузовные элементы, элементы энергетического машиностроения, металлоконструкции, отливки.

+ Обеспечивают возможность перемещения прямо к детали
+ Не требуют специальных условий для работы
+ Обладают относительно доступной ценой
-  Не позволяют проводить измерения в режиме ЧПУ
-  Погрешность рук от 20 до 110мкм

Если у вас есть вопросы по типам измерительных машин, их особенностям и характеристикам, вы можете обратиться за консультацией к экспертам компании МС Метролоджи. Оставьте заявку или позвоните!  

3. Точность и разрешение координатных измерительных машин 

Точность и разрешение являются ключевыми метрологическими характеристиками КИМ

• Точность - это способность КИМ воспроизводить измерения с минимальной погрешностью. Она измеряется величиной ошибки измерения, выраженной в относительных или абсолютных единицах. Например, КИМ с точностью 0,005 мм гарантирует, что измеренные значения будут отличаться от истинных не более чем на 0,005 мм.

• Разрешение - это минимальный шаг, с которым КИМ способна обнаружить изменение координаты объекта. Обычно измеряется в микрометрах (мкм) или нанометрах (нм). Оно определяет минимальную длину, которую КИМ может измерить. Например, КИМ с разрешением 0,001 мм может измерять изменения длины на 0,001 мм.

При выборе КИМ необходимо учитывать требуемую точность и разрешение в соответствии с вашими приложениями и стандартами качества. Желательно обратиться к спецификациям производителя и международным стандартам для определения соответствующих классов точности и разрешения, которые соответствуют вашим требованиям измерений.

Точность КИМ подвергается проверке в соответствии с международными стандартами, такими как ISO 10360.

4. Программное обеспечение координатных измерительных машин

Программное обеспечение (ПО) играет ключевую роль в работе с координатными измерительными машинами и обработке полученных данных. Оно обеспечивает управление КИМ, визуализацию измерений, анализ данных и генерацию отчетов. Важно выбрать ПО, которое соответствует вашим требованиям и облегчает процесс измерений и анализа результатов.

При выборе измерительной машины обратите внимание на следующие функциональные возможности её ПО:

• Управление измерениями

ПО должно предоставлять возможность программного управления КИМ, включая установку параметров измерений, перемещение осей и запуск измерений. Важно, чтобы ПО было интуитивно понятным и удобным в использовании.

• Визуализация и анализ данных 

Хорошее ПО должно предоставлять инструменты для визуализации и анализа полученных данных. Это может включать 3D-визуализацию объектов, построение графиков, измерение расстояний и углов, а также статистический анализ данных.

• Генерация отчетов

ПО должно позволять генерировать отчеты о выполненных измерениях. Отчеты могут содержать результаты измерений, графики, статистические данные и другую информацию, необходимую для документирования и контроля качества.

• Интеграция с другими системами

Если у вас уже используется другое программное обеспечение для управления производственными процессами, важно проверить, насколько легко ПО КИМ может быть интегрировано с вашими существующими системами. Это может облегчить обмен данными и автоматизировать процессы.

• Обновления и поддержка

Убедитесь, что ПО предлагает регулярные обновления и поддержку со стороны производителя. Обновления могут содержать исправления ошибок, улучшения функциональности и новые возможности. Поддержка со стороны производителя поможет вам решить возникающие проблемы и ответить на вопросы.

Выбор программного обеспечения для КИМ должен быть основан на вашем бюджете, требованиях к функциональности и интеграции с другими системами. 

5. Дополнительные функции и аксессуары координатных измерительных машин

Рассмотрим некоторые дополнительные функции и аксессуары, которые могут быть полезны при выборе и использовании координатной измерительной машины:

• Сенсорика

В зависимости от ваших потребностей, вам может потребоваться использовать различные типы датчиков измерения, таких как контактные датчики, лазерные сканеры, оптические системы и так далее. Обратите внимание на доступность и совместимость датчиков с выбранной КИМ.

• Приспособления и оснастка

Возможно, вам потребуются специальные приспособления и держатели для закрепления и фиксации объектов во время измерений. Убедитесь, что выбранная КИМ имеет совместимость с различными типами приспособлений и держателей, которые могут потребоваться в вашей работе.

• Автоматизация и роботизация

ЧПУ КИМ предлагают функции автоматизации, которые позволяют выполнять измерения без постоянного участия оператора. Это может включать автоматическую смену инструментов и измерительных датчиков, программирование последовательности измерений и т.д. Возможна интеграция в линию, подача деталей роботами или иными системами.

• Интеграция с CAD/CAM системами

Если вы работаете с CAD/CAM системами для проектирования и производства, важно проверить возможность интеграции выбранной КИМ с вашей существующей системой. Это позволит упростить передачу данных и обеспечить более эффективный рабочий процесс.

• Монтаж, настройка, компенсация, обучение и поддержка

Приобретение КИМ включает обучение операторов и поддержку со стороны производителя. Для ЧПУ КИМ крайне важен процесс монтажа, настройки и геометрической компенсации. Убедитесь, что производитель предлагает необходимые программы обучения для операторов и обслуживающего персонала, доступ к технической поддержке и консультациям, а его инженеры достаточно компетентны и обладают необходимыми инструментами для компенсации машины (КМД, уровни, лазерные интерферометры).

Проанализируйте свои конкретные потребности и бюджет, чтобы определить, какие дополнительные функции и аксессуары будут наиболее полезны для вашего процесса измерений. При выборе аксессуаров обратите внимание на их качество, совместимость с выбранной КИМ и наличие гарантийного обслуживания.

6. Бюджет и цена координатных измерительных машин

Координатные измерительные машины могут значительно различаться по стоимости в зависимости от их типа, характеристик, точности и функциональности. При выборе КИМ важно установить бюджет, который вы готовы выделить на приобретение этого оборудования.

Важно помнить, что стоимость КИМ не ограничивается только начальной инвестицией. Дополнительные расходы могут включать обучение операторов, обслуживание и ремонт, программное обеспечение, датчики измерения, аксессуары и возможные обновления в будущем. Проанализируйте полные затраты на КИМ на протяжении всего срока ее использования.

Рекомендуется сравнить несколько вариантов КИМ от разных производителей, чтобы определить наилучшее соотношение цены и качества. Учитывайте не только стоимость оборудования, но и его характеристики, точность, функциональность и надежность. Также обратите внимание на репутацию производителя, гарантийные условия и наличие сервисной поддержки.

Эксперты компании МС Метролоджи помогут вам подобрать решение, которое  отвечает вашим потребностям, при этом вписывается в ваш бюджет на приобретение и дальнейшую эксплуатацию измерительной машины. Оставьте заявку или позвоните!

7. Выбор поставщика и поддержка для координатных измерительных машин

После определения требований и бюджета для координатной измерительной машины, не менее важным является выбор надежного поставщика и обеспечение достойной поддержки. Вот несколько факторов, которые следует учесть:

• Репутация и опыт поставщика

Исследуйте репутацию и опыт поставщика координатных измерительных машин. Узнайте, как долго они работают в этой области и имеют ли они хорошие отзывы от клиентов. Поставщик с устоявшейся репутацией и обширным опытом может предложить качественные продукты и обслуживание.

• Гарантия и сервисная поддержка

Проверьте, какие гарантии предлагает поставщик на свою продукцию. Хороший поставщик обычно предоставляет гарантию на оборудование и может обеспечить сервисную поддержку, включая обучение операторов, техническую помощь и возможность ремонта или замены деталей.

• Сертификация и соответствие стандартам

Убедитесь, что координатная измерительная машина и ее поставщик соответствуют необходимым стандартам и сертификациям. Например, аккредитация по ГОСТ 17025 подтверждает компетентность лаборатории по проведению поверки

• Совместимость и интеграция

Если у вас уже есть другие системы измерений или программное обеспечение, убедитесь, что выбранный поставщик может предложить совместимое оборудование и возможность интеграции с вашими существующими системами. 

Профессионалы индустрии рекомендуют компанию МС Метролоджи как надежного партнера измерительного оборудования, который обеспечивает полную поддержку покупателя на всех этапах сотрудничества. 

8. Демонстрация и тестирование КИМ

Перед тем, как совершить окончательную покупку, рекомендуется запросить демонстрацию или тестовые измерения на выбранной координатной измерительной машине. Это позволит вам ознакомиться с работой оборудования, его функциональностью и производительностью. 

Компания МС Метролоджи обладает собственным техническим центром с различными моделями оборудования для демонстраций и отработки программ.

9. Принятие решения и покупка измерительной машины

После тщательного анализа и тестирования разных вариантов КИМ, а также учета всех ранее упомянутых факторов, вы можете принять информированное решение и перейти к покупке выбранной координатной измерительной машины.

Перед оформлением покупки обратитесь к поставщику, чтобы уточнить все детали и условия сделки. Обсудите гарантию, сервисную поддержку, обучение операторов и доставку оборудования. Убедитесь, что все ваши требования учтены в договоре и что вы полностью понимаете условия покупки.

Надежный поставщик, поддержка и качественное оборудование - ключевые составляющие успешной покупки координатной измерительной машины.

10. Обучение и обновление навыков персонала

Приобрели КИМ? Ваша работа на этом не окончена. 

Далее важно обеспечить обучение операторов, чтобы они правильно использовали и извлекали максимальную пользу из оборудования. Свяжитесь с поставщиком и узнайте о возможностях обучения, включая тренинги, семинары или онлайн-курсы.

На странице для специалистов вы можете узнавать о бесплатных вебинарах и мероприятиях, которые проводят эксперты компании МС Метролоджи.

Помимо начального обучения, также важно быть в курсе последних технологических разработок и обновлений в области координатных измерительных машин. Поставщики часто предоставляют информацию о новых функциях, методах измерений и программном обеспечении. Участие в профессиональных конференциях, выставках или форумах также может быть полезным для обмена опытом с другими специалистами и получения новых знаний.

11. Установка и настройка координатной измерительной машины

Установка ЧПУ КИМ обычно включает размещение оборудования в соответствующем помещении, подключение к питанию и необходимым коммуникациям, настройку и компенсацию системы. Такие работы выполняются только профессиональным техническим специалистам, прошедшими обучение по работе с данными моделями оборудования и программного обеспечения, обладающими достаточным опытом работы.

12. Поддержка и обслуживание КИМ

После установки и начала использования КИМ важно иметь доступ к надежной сервисной поддержке. 

Регулярное обслуживание КИМ также необходимо для поддержания ее работоспособности и точности измерений. Следуйте рекомендациям производителя относительно периодичности обслуживания, калибровки и проверки системы. На регулярной основе, не реже одного раза в год, обращайтесь за техническим обслуживанием  к сертифицированным специалистам.

13. Обновление и модернизация

В течение эксплуатации вашей координатной измерительной машины возможно потребуется обновление или модернизация системы. Это может быть связано с добавлением новых функций, улучшением производительности или адаптацией к изменяющимся требованиям вашего процесса.

Свяжитесь с поставщиком и узнайте о возможностях обновления и модернизации вашей КИМ. Обновление программного обеспечения, замена компонентов или расширение функциональности могут быть доступными вариантами. Такие обновления могут помочь вам сохранить актуальность и эффективность вашего оборудования на протяжении его срока службы.

Заключение

Выбор и покупка координатной измерительной машины - серьезный и важный процесс. Он требует тщательного анализа требований, сравнения характеристик, тестирования оборудования и выбора надежного поставщика. Помните, что выбор КИМ должен соответствовать вашим потребностям и бюджету, а также обеспечивать качественную поддержку и сервисное обслуживание.

Не торопитесь с принятием решения. Проведите детальное сравнение различных вариантов КИМ и оцените их преимущества и недостатки. Обратите внимание на функциональность, точность, скорость, гибкость, программное обеспечение, а также наличие сервисной поддержки и обновлений.

Имейте в виду, что выбор и покупка КИМ - это только начало вашего пути. 

После покупки важно обеспечить обучение операторов, установку, настройку и регулярное обслуживание КИМ. Также следите за новыми технологическими разработками и возможностями модернизации вашего оборудования.

И помните, что координатная измерительная машина - это инструмент, который помогает вам достичь высокой точности и качества в вашей работе. Используйте ее с умом, постоянно развивайте свои навыки и углубляйтесь в область измерений, чтобы достичь оптимальных результатов.

Желаем вам успешной покупки и эффективного использования вашей новой координатной измерительной машины!

Вы можете обратиться к экспертам компании МС Метролоджи за любыми консультациями по координатным измерительным машинам.