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Was ist eine KMG-Maschine: Komponenten, Verwendung und Nutzen

Entdecken Sie die Grundlagen von Koordinatenmessgeräten (KMGs), ihre Komponenten, branchenübergreifende Anwendungen, Vorteile und Überlegungen für optimale Fertigungspräzision und -effizienz.
HITOP / Der Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/de/was-ist-eine-cmm-maschine/" title="Was ist eine KMG-Maschine: Komponenten, Verwendung und Nutzen">Was ist eine KMG-Maschine: Komponenten, Verwendung und Nutzen

Das Wichtigste bei der Herstellung ist die genaue Messung der Teile und Komponenten. Ein erfahrener Hersteller weiß, wie wichtig genaue Messungen sind, damit ein Gerät ordnungsgemäß funktionieren kann.

Manchmal kommt es jedoch aufgrund von Unachtsamkeit oder Fertigungsmängeln vor, dass die Abmessungen des gefertigten Teils falsch sind. Dies führt zu Funktionsstörungen der Produkte und verursacht Geschäftsverluste.

Obwohl die traditionellen Methoden den Einsatz von Handgeräten wie Messschiebern und Messgeräten beinhalteten, war der Prozess langsam und menschliche Fehler waren recht häufig. Hier kommt also die Koordinatenmessgerät ist eine Lösung für ein solches Problem. Lassen Sie uns mehr darüber im Detail erfahren.

CMM verstehen

Im Wesentlichen handelt es sich dabei um ein Messinstrument, das in 3 Dimensionen (X-, Y- und Z-Achse) misst. Dieses Gerät prüft die anspruchsvolle und komplexe Geometrie jedes Objekts und liefert Messungen, um sicherzustellen, dass die hergestellten Teile den Konstruktionsanforderungen entsprechen. Durch den Einsatz von Technologien wie Laserscanning gewährleistet es Präzision, Genauigkeit und Produktivität auf einem höheren Niveau.

Was sind seine Hauptkomponenten?

CMM besteht aus mehreren komplexen Modulen, die seine Bewegung, Stabilität und Gesamteffizienz unterstützen.

Was sind seine Hauptkomponenten

Es umfasst ein einfaches Element wie eine Vorrichtung oder sogar einen Softwareteil. Um das Verständnis zu erleichtern, können alle Komponenten in 4 Teile unterteilt werden.

Schauen wir uns also die einzelnen Komponenten dieses Geräts an.

Struktur

Es ist schwierig, einen genauen Messwert für ein Teil zu erhalten, wenn das Koordinatenmessgerät wackelt oder thermisch instabil ist.

Deshalb sorgt die Struktur der Maschine für die Stabilität des gesamten Messgeräts, insbesondere wenn sich ein Teil auf dem Beobachtungsband oder einer Vorrichtung befindet.

Eine Struktur besteht aus verschiedenen anderen Modulen, wie beispielsweise Brücken, Säulen, Portalkränen, Führungsbahnen und Sockeln.

Base

Es handelt sich um eine präzise nivellierte Einheit, die der Maschine Stabilität verleiht und sie vor äußeren Einflüssen schützt, die die Anzeige beeinträchtigen könnten. Sie besteht aus Strukturlegierungen wie Gusseisen für eine bessere Festigkeit.

Säulen

Auf der Basis unter den Brücken werden Säulen errichtet, die als vertikale Stütze dienen. Sie sind dafür ausgelegt, schwere Lasten zu tragen, wenn sich eine Komponente auf der Maschine befindet.

Brücken

Um einer Sonde die Flexibilität zu geben, sich in drei Dimensionen zu bewegen, werden Brücken zwischen den Säulen angebracht. Bei einem Portal-KMG wird anstelle von Brücken ein horizontaler Arm verwendet.   

Führungsschienen

Dies sind die Oberflächen, auf denen sich eine Brücke bewegt. Eine Beschichtung aus reibungsminderndem Material sorgt für eine reibungslose Bewegung. Die in der Industrie am häufigsten vorkommenden Führungsarten sind V-Profile und Schwalbenschwanzprofile.

Sonden

Sonden erfassen die Daten von einem Objekt, das auf der Vorrichtung platziert ist. Diese sind an der Maschinenstruktur befestigt. Im Allgemeinen gibt es eine Vielzahl von Sonden für unterschiedliche Zwecke. Einige der am häufigsten verwendeten Sonden sind berührend auslösende und berührungslose Sonden.

Der Touch-Trigger funktioniert, indem er die Daten der Berührungspunkte auswertet. Immer wenn der Stift den Punkt berührt, wird eine Messung ausgelöst und diese wird dann als wertvolle Daten aufgezeichnet.

Bei empfindlichen Materialien werden berührungslose Sonden verwendet, die Laser verwenden, ohne die Oberfläche physisch zu berühren. Sie liefern ebenfalls genaue Messwerte.

Je nach den unterschiedlichen Anforderungen verwenden einige Koordinatenmessgeräte einige andere Sensoren, beispielsweise Weißlicht- und Infrarotsensoren.

Die Weißlichtsensoren können unterschiedliche Lichtmuster auf dem Objekt analysieren, während die Infrarotsensoren auf Infrarotlicht basieren. Daher werden diese häufig bei empfindlichen Werkstücken verwendet.

Kontrollsystem

Die Sonden bewegen sich auf einem bestimmten Pfad, um die Koordinaten zu erhalten, und das Steuerungssystem sorgt für die Pfadplanung und eine reibungslose Bewegung für Messungen. Im Grunde löst es die Messungen für das Objekt aus. Darüber hinaus kommuniziert es mit Messsoftware, Sensoren und CNC Rückmeldungen zu geben. Darüber hinaus sendet es bei Störungen oder Ausfällen auch Notsignale und schaltet die Maschine bei Bedarf ab.

Software

Die Software hat mehrere Funktionen, von der Berichterstellung bis zur Sicherstellung der Koordination zwischen verschiedenen Teilen der Maschine. Hauptsächlich importiert sie CAD-Modelle für das Werkstück und kommuniziert mit einem Steuerungssystem, um Daten von Datenpunkten abzurufen. Sie führt komplexe Berechnungen durch, um Berichte zu erstellen und sogar visuelle Darstellungen zum besseren Verständnis zu erstellen.

Wie funktioniert es?

Anstatt es mit Fachjargon zu verkomplizieren, wollen wir es anhand eines Beispiels verstehen: Stellen Sie sich ein Raumfahrtunternehmen vor, das einen Motor messen möchte.

Wie funktioniert eine KMG-Maschine?

Angesichts der Größe und Struktur eines Triebwerks kann die Komplexität der Messung eines solchen Werkstücks erheblich von der eines kleinen Teils einer Rakete abweichen. Daher beginnt es mit der CAD-Programmierung, in der die Benutzer die Messpfade und die zu messenden spezifischen Dinge definieren. Stellen Sie es sich wie eine Anleitung für die Maschine vor.

Sobald der Motor über der Vorrichtung platziert ist, fährt die Maschine in eine Ausgangsposition (wie ein Referenzrahmen). Dann bewegen sich Sonden entlang der Berührungspunkte. Je nach Voreinstellung werden entweder Laser oder Sonden verwendet, um die X-, Y- und Z-Koordinaten basierend auf den genannten Bereichen zu markieren.

Anschließend werden die Daten zusammengestellt und zur weiteren Analyse an die Software gesendet. Die Maschine vergleicht diese Daten mit vordefinierten Toleranzen und erstellt den Gesamtbericht für das Werkstück. Zur doppelten Kontrolle verfügt sie auch über eine Kalibrierungsfunktion.

Einsatzmöglichkeiten von Koordinatenmessgeräten in verschiedenen Branchen

Sie kann in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, in denen genaue 3D-Messungen wichtig sind, von der Luft- und Raumfahrt über die Pharmaindustrie bis hin zum Gesundheitswesen. Schauen wir uns an, wie wir sie für verschiedene Aufgaben nutzen können.

Luft-und Raumfahrtindustrie

CMM-Maschinenbranchen

In der Luft- und Raumfahrt kommt es auf jedes kleinste Detail an. Mithilfe erstklassiger Steuerungssysteme und Software können Koordinatenmessgeräte die Abmessungen jedes Objekts mit komplexer Geometrie wie Fahrgestelle, Turbinenschaufeln und Rumpfteile überprüfen. So stellen Luftfahrtingenieure sicher, dass die Komponenten den Konstruktionsstandards entsprechen.

Energie Sektor

Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Energieanlagen zu gewährleisten, führen CMM-Maschinen eine Gegenprüfung der zur Erreichung der Umwandlungseffizienz erforderlichen Geräte durch. Ein derart zuverlässiges Werkzeug hilft Energieunternehmen dabei, die Compliance-Vorschriften einzuhalten.

Medizinbranche

Seine Anwendung beschränkt sich nicht nur auf komplexe Objekte, sondern auch auf einfache Produkte mit engen Toleranzen. Beispielsweise wird es verwendet, um die Konstruktionsgenauigkeit von Prothesen, Implantaten und Präzisionsinstrumenten zu messen.

Automobilindustrie

Wie in jeder anderen Branche ist auch in der Automobilindustrie eine hohe Präzision der Konstruktion erforderlich. Koordinatenmessgeräte werden zur Prüfung von Komponenten wie Achsen und anderen Strukturelementen eingesetzt. Darüber hinaus werden sie auch zur Formmessung verwendet, um die Konsistenz der Komponenten sicherzustellen. Die Mikro-Koordinatenmessgeräte können sogar die winzigen Komponenten von Fahrzeugen messen. Das Beste daran ist, dass ihre Präzision zufriedenstellend ist; Sie benötigen lediglich die richtige Sonde.

Vorteile

Aus geschäftlicher Sicht bietet die Einbindung einer hochpräzisen Maschine in den Fertigungsprozess viele Vorteile. Schauen wir uns einige davon an:

Schnellere Produktlebenszyklen

Die CMM-Maschinen führen komplexe Berechnungen durch und liefern Ergebnisse in kürzerer Zeit als eine manuelle Inspektionsmethode, wodurch der Prozess schneller wird. Außerdem ist für die Einrichtung nur sehr wenig Zeit erforderlich und für Aufgaben wie Chargeninspektionen sind sogar noch weniger Bedienerbefehle erforderlich. Dadurch können die Unternehmen sowohl zeitliche als auch qualitative Einschränkungen bewältigen, was zu einer besseren Präsenz auf dem Markt führt.

Hochwertigere Produkte

Die Koordinatenmessgeräte messen nicht nur die grundlegenden Parameter wie Länge oder Oberfläche, sondern können auch Zylindrizität und Winkligkeit berücksichtigen und so eine bessere Qualität gewährleisten. Insbesondere wenn eine CNC ein Prototyp, das CMM prüft seine Abmessungen gründlich, um sicherzustellen, dass es den Designanforderungen entspricht. Es hält sogar einen leichten oder manchmal gar keinen Kontakt aufrecht, wodurch die höhere Qualität und Integrität eines Produkts erhalten bleibt.

Flexibilität

Diese Maschinen sind in mehr als nur einer Hinsicht flexibel. Sie können mehrere Sensoren verarbeiten, die es ihnen ermöglichen, unterschiedliche Produkte unterschiedlicher Größe und Form zu messen. Sie sind mit verschiedenen Sondentypen gemäß den Benutzerspezifikationen kompatibel.

Verbesserte Produktivität

Dank seiner Automatisierungsfunktionen kann es Hersteller bei der Massenproduktion und der wiederholten Durchführung von Messaufgaben unterstützen. Dies trägt dazu bei, die Arbeitsbelastung der Arbeitskräfte zu verringern und die Produktivität zu steigern.

Herausforderungen und Überlegungen

Zweifellos kann eine Koordinatenmessmaschine die Betriebseffizienz und Qualität jedes Produkts steigern, doch damit sind auch einige Herausforderungen verbunden.

Hoher Kapitaleinsatz

Wie jede andere komplexe Maschine erfordert auch eine Koordinatenmessmaschine hohe Kapitalinvestitionen. Die Entwicklung hochwertiger Komponenten wie Sensoren, Scanner, Messtaster und Software ist mit sehr hohen Kosten verbunden. Darüber hinaus tragen Lizenz- und Schulungskosten zum Gesamtpreis bei.

Umfangreiches Training

CMM Machine Industries - Umfangreiche Schulung

Für die Bedienung und Fehlersuche an KMGs ist geschultes Personal erforderlich, was für die Unternehmen zusätzliche Schulungskosten bedeutet.

Hoher Wartungsaufwand

Die großen Systeme benötigen zusätzlichen Platz und temperaturgeregelte Räume, um optimale Leistung aufrechtzuerhalten. Außerdem erfordert ein regelmäßiges Softwareupdate in manchen Fällen Änderungen in vorhandenen Programmen.

Einhaltung

Jede Branche hat ihre eigenen spezifischen Vorschriften und Qualitätsstandards für die Dimensionsanalyse. Daher erfordert die Entscheidung für die beste KMG-Maschine Recherche.

Die Bedeutung von CMM im Spritzguss und Formenbau

Die Herstellung von Teilen mit komplexer Geometrie erfordert mehr Präzision, und aus diesem Grund verlassen sich viele Unternehmen auf Formenbau Und SpritzgussSo steigern KMGs den Wert dieses Prozesses:

Entscheidungsfindung

Koordinatenmessgeräte liefern wichtige Einblicke in den Spritzgussprozess, wie z. B. Oberflächenrauheit und Defektanalyse (wie Hohlräume oder Verformungen). Außerdem liefern sie Daten über Verbesserungsbereiche. Diese Informationen helfen Fertigungsunternehmen, die richtigen Entscheidungen zu treffen und ein perfektes Endprodukt zu entwickeln.

Genaue Messungen

Da Koordinatenmessgeräte mit verschiedenen Sensoren und Sonden kompatibel sind, können sie eine Form in einem engen Bereich von nur einem Nanometer genau messen. Dies trägt auch zur Qualität des Produkts bei.  

Qualitätskontrolle

Selbst ein kleiner Fehler bei den Messungen einer Form kann zu Nacharbeit und Zeitverschwendung führen. Die Sonden von CMMs messen die komplexen Teile genau, um zu prüfen, ob die Form dem angegebenen Design entspricht oder nicht. Aus diesem Grund helfen sie bei der Durchführung von Qualitätsprüfungen.

Produktionseffizienz

Die Koordinatenmessgeräte werden in verschiedenen Phasen des Spritzgießens eingesetzt, von FAI (Erstartikelinspektion) bis zur Nachprüfung. Es misst die Teile und meldet etwaige Abweichungen rechtzeitig, sodass die Teams iterative Verbesserungen vornehmen können.

Abfallminimierung

Durch die höhere Genauigkeit der Formmessung verringert sich die Anzahl der Ausschussteile erheblich.

Dokumentation und Compliance

Die gut dokumentierten Berichte von CMM ermöglichen Herstellern die Verfolgung das Spritzgussverfahren im Laufe der Zeit. Dies hilft ihnen nicht nur, fundierte Entscheidungen über Produkte zu treffen, sondern bietet ihnen auch rechtlichen Schutz.

Dokumentation und Konformität – KMG-Maschine

Marktteilnehmer wie Hitop nutzen zuverlässige Maschinen wie CNC- und Spiegelfunkenmaschinen im Formenbau und verschaffen sich sogar einen Wettbewerbsvorteil in SpritzgussMithilfe einer solchen Infrastruktur können sie sogar bei einer Toleranz von 0,002 mm eine höhere Genauigkeit erreichen.

Abschiedskommentare

Koordinatenmessgeräte kann eine großartige Investition sein, wenn Sie Ihr Fertigungsunternehmen in Bezug auf Produktivität und Effizienz auf die nächste Stufe bringen möchten. Auch wenn es zunächst hohe Investitionen erfordert, könnte es ein vielversprechender Vorteil für die Steigerung sein ROI im Laufe der Jahre. Achten Sie bei der Auswahl des CMM, das Ihren Geschäftsanforderungen am besten entspricht, darauf, Ihr Budget mit Ihren langfristigen Zielen in Einklang zu bringen.

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