De la şublere la braţe de măsurare, la maşini de măsurat în coordonate, pentru controlul pieselor prelucrate. Utilizarea softului NX CAM de la Siemens pentru programarea CMM-urilor. Toate acestea, în prezentul articol.
Generalităţi
Controlul pieselor prelucrate este o operaţie întâlnită în toate firmele de producţie. Este etapa din ciclul de fabricaţie care validează produsul. Metodele şi instrumentele de control diferă de la cele mai simple, cum ar fi şublere, micrometre, calibre, lere, până la instrumente moderne cu un înalt grad de performanţă tehnologică. Aici amintim: braţ de măsurare în coordonate, maşină de măsurare în coordonate (denumită şi CMM – Coordinate Measuring Machine), scaner 3D etc. Pentru informaţii detaliate despre oferta Allmetech cu privire la instrumente de măsură, consultaţi cele două link-uri:
Principiul de funcţionare al acestor instrumente moderne se bazează fie pe contactul unui palpator cu suprafaţa inspectată (braţ de măsurare, maşină de măsurat în coordonate), fie pe noncontact în cazul instrumentelor de scanare cu lumină structurată, lumină colorată sau laser.
La măsurarea cu braţ sau maşină de măsurat în coordonate, prin contact, se înregistrează coordonatele unui punct în raport cu sistemul de referinţă stabilit şi, comparând aceste coordonate cu coordonatele aceluiaşi punct de pe modelul 3D al reperului, se stabileşte abaterea. În cazul braţului de măsurare, deplasarea şi poziţionarea braţului pentru a stabili contactul şi, uneori, pentru a citi/prelua valoarea se fac manual. În cazul maşinii de măsurat în coordonate, maşina realizează deplasările în funcţie de un program stabilit, similar programului CN aferent prelucrării reperului. În plus, maşina de măsurat în coordonate poate „scana” suprafaţa prin parcurgerea acesteia cu palpatorul, similar palpatorului unui rugozimetru.
Asemănări şi deosebiri între CMM şi braţ de măsurare
Dacă pentru braţul de măsurare este nevoie, în cea mai mare parte, de intervenţia utilizatorului pentru a obţine valorile punctelor verificate, la utilizarea CMM trebuie întocmit programul de inspecţie. Principiile de întocmire ale acestui program sunt foarte asemănătoare cu cele de întocmire a unui program CN pentru prelucrări prin aşchiere pe maşini-unelte cu comandă numerică. Piesa se consideră fixă, mişcările fiind executate de palpator în raport cu un sistem de coordonate prestabilit de utilizator. Spre deosebire de braţul de măsurare, pe CMM, odată stabilit programul, utilizatorul nu trebuie să facă altceva decât să schimbe piesele măsurate la finalizarea ciclului şi să stabilească originea sistemului de coordonate al următoarei piese.
- Scanare cu laser
- Scanare cu lumină albastră
Programarea CMM
Maşinile de măsurat în coordonate se livrează în general cu softul aferent pentru a putea întocmi programul de inspecţie. Acesta are diverse forme şi tipuri de interfeţe, unele mai prietenoase şi mai uşor de folosit decât altele. Pe lângă aceste opţiuni, există posibilitatea utilizării unui soft comun atât pentru partea de CAD/CAM, cât şi pentru partea de CMM. Un astfel de soft este NX de la Siemens. Principiile utilizate la programarea CMM în NX CAM sunt identice cu cele utilizate la partea de CAM, utilizatorului fiindu-i foarte uşoară trecerea de la programarea prelucrării piesei la programarea controlului acesteia. Pe lângă interfaţa comună pe care o împărtăşesc cele trei module (CAD/CAM/CMM), există unele avantaje oferite de NX demne de luat în considerare la alegerea modului de lucru pe CMM:
- alegerea tipului de palpator dintr-o librărie predefinită sau configurarea manuală a acestuia;
- specificarea modului de măsurare (punct cu punct sau parcurgerea/scanarea suprafeţei cu palpatorul);
- verificarea traseului de inspecţie împotriva coliziunilor cu piesa, cu sistemul de fixare al acesteia sau cu alte entităţi existente în zona de lucru a maşinii;
- validarea traseului de inspecţie raportat la cursele de lucru ale maşinii şi la geometria palpatorului;
- comenzile, meniurile şi unele noţiuni, cum ar fi Safe Plane, Tool, ToolPath, Generate, librăria de maşini de măsurare, postprocesarea, sunt identice ca la programarea prelucrării în modulul CAM, utilizatorul fiind deja familiarizat cu acestea;
- funcţionează pe bază de condiţii PMI (Product Manufacturing Information), care se ataşează direct modelului 3D, nefiind astfel nevoie de desenul de execuţie al piesei. Aceste date PMI sunt informaţii cu privire la toleranţe dimensionale, la poziţia relativă a suprafeţelor, respectiv la forma suprafeţei. NX le recunoaşte şi poate face recomandări cu privire la traseul de inspecţie şi la unele setări ale acestuia;
- maşina de măsurat în coordonate poate fi definită în NX sau aleasă din librăria de CMM-uri şi poate fi simulată la fel ca o maşină-unealtă de prelucrare prin aşchiere;
- întocmirea traseului de inspecţie cu poziţia axei palpatorului înclinată la un anumit unghi, ales de utilizator, faţă de suprafaţa cu care vine în contact pentru a avea acurateţe maximă la măsurare;
- în cazul în care modelul nu are date PMI, NX poate utiliza Feature Recognition pentru suprafeţele de tip găuri, umeri etc.;
- la fel ca în cazul aşchierii, NX permite crearea de şabloane şi particularizarea aplicaţiei în aşa fel încât utilizatorului să-i fie cât mai simplu şi uşor să realizeze programul de inspecţie;
- conceptul de Master Model este implementat şi în NX, permiţând, de exemplu, ca în timp ce un tehnolog întocmeşte tehnologia de prelucrare a reperului în NX CAM, un alt tehnolog să realizeze programul pentru CMM, cei doi lucrând în paralel şi reducând astfel timpii necesari ciclului de fabricaţie şi control. Pentru mai multe informaţii despre acest mod de lucru, consultaţi [4];
- în funcţie de post-procesor, programul de inspecţie poate fi implementat pe oricare din CMM-urile existente sau chiar şi pe maşina-unealtă de prelucrare prin aşchiere, echipată cu palpator pentru măsurare.
Se recomandă, aşadar, utilizarea unui soft capabil de a crea, simula, verifica şi genera programul de inspecţie pe CMM. Aveţi în vedere şi integrarea acestei etape cu etapele anterioare CAD/CAM, precum şi cu etapele ulterioare controlului, cum ar fi cele aferente întocmirii documentaţiei tehnice.
Modul de generare al documentaţiei tehnice de fabricaţie cu ajutorul NX, de utilizare a unor şabloane predefinite şi de corelare automată a acestora cu orice modificare din cadrul procesului vor fi prezentate în articolul următor.
Bibliografie:
1.www.kateximeurope.com/images/gallery/checking_equipment/Coordinate_ Measuring_Machines_CCM_3.JPG
2.www.metrology.news/wp-content/uploads/2017/02/Laser-Design-Cyber- Gage360.png
3.www.laserdesign.com/wp-content/uploads/2014/11/ws-series-laser-scanner.jpg
