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 важными 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, посчитать, во сколько обходится соблюдение 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:

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.  Наша задача – находить соответствующие устройства под ваши потребности.

во-вторых, важно учесть размеры и типы измеряемых объектов. Например, предприятию, занимающемуся производством больших стальных конструкций, может потребоваться КИМ с большой рабочей зоной, способной измерить элементы 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 меньшими размерами.

Также следует учесть принцип и особенности производственного процесса, потенциальную потребность в автоматизации. Например, если предприятие выпускает большое количество изделий, то может потребоваться КИМ с высокой скоростью измерений и возможностью автоматического измерения деталей, например, путем подачи деталей на паллетной системе. Для других предприятий, где требуется гибкость процессов и позиционирование вручную, 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, способная контролировать сложные геометрические формы. Также необходимо учесть размеры пресс-формы и возможность измерять различные параметры, такие как глубина каналов, радиусы закруглений, пазы, слоты и т.п.

Далее в статье мы более подробно расскажем 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 сферы применения. В целом их можно разделить на стационарные классические машины для лабораторий или измерений в цеху в выделенной зоне и на мобильные портативные КИМ (КИМ типа «рука», также называемые иногда «манипулятор»).

Портальные КИМ

Это самый распространенный тип стационарных КИМ. Они состоят из тяжелого основания, изготовленного из такого жесткого рабочего материала, как гранит. Из гранита изготавливается  рабочая плита, портал с установленной на нем вертикальной пинолью. На ней находятся высокоточные измерительные головки и датчики. Также КИМ оснащена системой управления (контроллер, компьютер, измерительное программное обеспечение). 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 компенсацией и виброкомпенсацией. Для более удобной подачи деталей в цеху возможно исполнение с боковым размещением траверсы на консоли, т.н. консольные КИМ.

Портальные КИМ:

+ обладают высокой жесткостью и обеспечивают наиболее точные измерения вплоть до 1 мкм;

+ позволяют проводить измерения в режиме ЧПУ;

- доступ к объекту может быть ограничен из-за конструкции портала;

- ограничены в максимальном диапазоне, как правило, не более чем 2000х5000х1500мм, чаще – существенно меньше.

Мостовые КИМ

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 3 мкм, чаще – около 7-15 мкм), но  имеют большую рабочую зону, вплоть до 5000х5000х2500 мм, что позволяет измерять крупные объекты с их прямой подачей в зону измерений, например, на тележке.

Мостовые КИМ:

+ обеспечивают возможность измерения крупногабаритных объектов;

+ позволяют проводить геометрические измерения в режиме ЧПУ;

-  требуют специально подготовленного фундамента и сложны в монтаже;

- выше стоимость машины, услуг по монтажу и подготовке помещения.

«Горизонтальные руки»

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 плиту с одной стороны, монтироваться прямо в пол, комбинироваться в системы из нескольких машин. Это позволяет увеличивать измерительный диапазон 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.

«Горизонтальные руки»

+ обеспечивают автоматические измерения на вертикальных поверхностях, обеспечивают доступ в глубину объекта;

Мобильная КИМ типа «рука»

Очень распространенный тип оборудования, состоит из нескольких карбоновых секций и шарниров, позволяющих вращать «руку» в нескольких степенях свободы. На конце «руки» закреплен жесткий щуп, а также опционально лазерный полосовой сканер. В зависимости от количества осей могут быть 6-ти и 7-осевыми. В отличие от стационарных машин они не оснащены моторами и целиком управляются силой оператора. Для облегчения работы снабжаются специальным противовесом (скрытым пружинным или с внешними амортизаторами).

Малый вес (около 10 кг), возможность работы от батарей, встроенный WiFi, меньшая восприимчивость к перепадам температур делают «руки» отличным вариантом для измерений прямо в производственном цеху, для быстрого межоперационного контроля, входного контроля, обратного инжиниринга. Классические примеры применения – колесные пары, водозапорная арматура, кузовные элементы, элементы энергетического машиностроения, металлоконструкции, отливки.

Мобильная КИМ типа «рука»

+ можно перемещать прямо к детали;

+ не нужно специальных условий для работы;

+ относительно доступная цена;

-  не позволяют проводить измерения в режиме ЧПУ;

-  погрешность «рук» от 20 до 110 мкм.

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 соотносить ее точность и разрешение 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 проверяется в соответствии с международными стандартами, такими как ISO 10360.

4. Программное обеспечение координатных измерительных машин

Программное обеспечение играет ключевую роль в работе с координатными измерительными машинами и в 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:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Если для управления производственными процессами вы используете другое программное обеспечение, важно проверить, насколько легко ПО КИМ может быть интегрировано в уже существующие системы. Это может облегчить обмен данными и автоматизировать процессы.

Убедитесь, что ПО предполагает регулярные обновления и поддержку со стороны производителя. Обновления могут содержать исправление ошибок, улучшение функциональности и новые возможности. Поддержка со стороны производителя поможет решить возникающие проблемы и ответит на ваши вопросы.

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

5. Дополнительные функции и аксессуары координатных измерительных машин

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

В зависимости от ваших потребностей, вы можете использовать различные типы измерительных датчиков, таких как контактные датчики, лазерные сканеры, оптические системы и так далее. Обратите внимание на доступность датчиков и их совместимость с выбранной КИМ.

Возможно, вам потребуются специальные приспособления и оснастка для закрепления объектов во время измерений. Убедитесь, что выбранная КИМ совместима с различными типами приспособлений и держателей, требующихся в вашей работе.

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

Если вы работаете с CAD/CAM системами для проектирования и производства, важно проверить возможность интеграции выбранной КИМ с системой, которую вы уже используете. Это позволит упростить передачу данных и сделать рабочий процесс эффективнее.

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 программы обучения для операторов и обслуживающего персонала, доступ к технической поддержке и консультациям, обладает необходимыми инструментами для компенсации машины (КМД, уровни, лазерные интерферометры),а его инженеры достаточно компетентны. 

Проанализируйте свои потребности и бюджет, чтобы определить, какие дополнительные функции и аксессуары будут полезны для ваших измерительных процессов. При выборе аксессуаров обратите внимание на их качество, совместимость с выбранной КИМ и возможность гарантийного обслуживания.

6. Бюджет покупки и цена координатных измерительных машин

Стоимость координатных измерительных машин может значительно различаться в зависимости от их типа, характеристик, точности и функциональности. При выборе КИМ важно определить бюджет, который вы готовы выделить на приобретение этого оборудования.

Важно помнить, что стоимость КИМ не ограничивается только начальной ценой покупки. Дополнительные расходы могут включать обучение операторов, обслуживание и ремонт, программное обеспечение, измерительные датчики, аксессуары и возможные обновления в будущем. Проанализируйте потенциальные 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 сервисную поддержку.

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

7. Выбор поставщика координатных измерительных машин

После определения требований к координатной измерительной машине  и бюджета покупки, не менее важно выбрать надежного поставщика, который сможет обеспечить поддержку на должном уровне. Вот несколько факторов, которые следует учесть:

изучите репутацию и опыт поставщика координатных измерительных машин. Узнайте, как долго он работает в этой области, есть ли у него хорошие отзывы от покупателей. Поставщик с устоявшейся репутацией и многолетним опытом может предложить качественные продукты и обслуживание;

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;

убедитесь, что поставщик соответствует необходимым стандартам и сертификациям. Например, аккредитация по ГОСТ 17025 подтверждает компетентность лаборатории по проведению поверки;

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

Профессионалы индустрии рекомендуют компанию МС Метролоджи как надежного поставщика 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 воочию увидеть, как работает оборудование, познакомиться с его функциональностью и производительностью. 

У компании МС Метролоджи есть собственный технический центр  с представленным в нем оборудованием для демонстации и отработки программ.

9. Принятие решения и покупка измерительной машины

После тестирования разных вариантов КИМ, а также тщательного анализа всех ранее упомянутых факторов, вы можете принять обоснованное 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 персонала

Приобрели КИМ? Ваша работа на этом не закончилась. 

Важно провести обучение операторов, чтобы они  использовали оборудование с максимальной отдачей. 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 специалисты 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 профессиональными техническими специалистами, прошедшими обучение по работе с данными моделями оборудования и программным обеспечением и 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 срока эксплуатации вашей координатной измерительной машины возможно потребуется ее обновление или модернизация. Это может быть связано с добавлением новых функций, улучшением производительности или адаптацией к изменяющимся требованиям ваших производственных процессов.

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 помогут поддерживать эффективность работы вашего оборудования на протяжении всего 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 в дальнейшем.

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, чтобы достичь лучших 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.