انواع مختلف پروب CMM: لمسی-تریگر در مقابل اسکن‌کننده.

لمسی-تریگر و اسکن: دو جهان متفاوت

اگر زمانی را در اطراف دستگاه‌های اندازه‌گیری هماهنگ صرف کرده‌اید، به سرعت متوجه می‌شوید که انتخاب نوک دستگاه اندازه‌گیری هماهنگ (CMM) همه چیز را تغییر می‌دهد. این تنها مسئله‌ای نیست که بتوانید یک نوک را به‌صورت ساده از قفسه انتخاب کنید. روشی که نوک نقاط را جمع‌آوری می‌کند، سرعت شما، تراکم داده‌های شما و حتی نوع قطعاتی که می‌توانید اندازه‌گیری کنید را تعیین می‌کند. دو نوع اصلی در این زمینه غالب هستند: نوک‌های لمسی-تریگر و نوک‌های اسکن. هر دو نوک قطعه را لمس می‌کنند، اما تشابهات آن‌ها عمدتاً تا اینجا ختم می‌شود.

روش جمع‌آوری نقاط توسط نوک لمسی-تریگر

پروب CMM با تریگر لمسی مانند یک کلید بسیار دقیق عمل می‌کند. سوزن اندازه‌گیری روی یک نگهدارنده کینماتیکی قرار دارد و در لحظه‌ای که گلوله روبی با سطح قطعه تماس پیدا می‌کند، مدار قطع یا فعال می‌شود. دستگاه در آن دقیقاً همان نقطه، یک مختصات XYZ منفرد را ثبت می‌کند؛ سپس پروب عقب‌نشینی کرده، به محل بعدی هدف منتقل می‌شود و دوباره فعال می‌گردد. این روش نقطه‌به‌نقطه ساده، مقاوم و به‌طور شگفت‌آوری دقیق است. برای ویژگی‌هایی مانند موقعیت سوراخ‌ها، اندازه‌گیری تخت‌بودن در نقاط مشخص یا بازرسی سریع قطعات اولیه (First Article) در قطعات منشوری، اغلب بهترین گزینه است. داده‌ها به‌صورت نقاط جداگانه دریافت می‌شوند که این امر زمانی که صرفاً می‌خواهید بررسی کنید آیا یک سوراخ حفاری‌شده در مکان صحیحی قرار دارد یا خیر، کاملاً مناسب است.

چرا پروبهای اسکن‌کننده بیشتر می‌بینند

یک پروب سی‌ام‌ام اسکن‌کننده آن رویکرد نقطه‌به‌نقطه را کنار می‌گذارد. به جای ضربه زدن و عقب‌نشینی، یک پروب اسکن‌کننده همواره در تماس مستمر با سطح قطعه باقی می‌ماند در حالی که دستگاه حرکت می‌کند. این پروب هزاران نقطه داده را در هر ثانیه جریان‌دهی می‌کند و تصویری دیجیتالی متراکم از سطح واقعی ایجاد می‌نماید. این امر زمانی که نیاز به درک شکل‌هندسی (فرم) دارید، تغییردهنده بازی است. به عنوان مثال، اندازه‌گیری گردی یک سوراخ (بور)، پروفایل‌گیری از شکل باله هوایی (ایرفویل) یا نقشه‌برداری از نوسانات سطح واشر را در نظر بگیرید. پروب لمسی-تریگر ممکن است تنها دوازده نقطه روی آن سوراخ ارائه دهد، اما اسکن‌کردن حلقه‌ای پیوسته از داده‌ها را فراهم می‌کند که ناهنجاری‌هایی مانند چندضلعی‌بودن (لووبینگ) یا بیضوی‌بودن (اووالیتی) را که نقاط گسسته کاملاً از قلم می‌اندازند، آشکار می‌سازد.

سرعت در مقابل تراکم داده

تعادل این موضوع تنها مربوط به داده‌ها نیست. سنجش با تریگر لمسی معمولاً زمانی که نیاز به تعداد زیادی نقطه دارید، به دلیل تمام آن حرکات، توقف‌ها و فعال‌سازی‌ها، کندتر است. اگر برای تعریف یک صفحه تنها به پنج نقطه نیاز داشته باشید، این روش بسیار سریع است. اما اگر به پنج هزار نقطه نیاز داشته باشید، تبدیل به یک فرآیند زمان‌بر می‌شود. در مقابل، پروب‌های اسکن‌کننده به‌صورت روان و بدون وقفه در طول سطح حرکت کرده و مجموعه‌داده‌های عظیمی را در یک گذر منسجم جمع‌آوری می‌کنند. در محیط تولیدی که زمان چرخه معادل پول است، این جریان پیوسته داده‌ها می‌تواند زمان بازرسی را به‌طور چشمگیری کاهش دهد. با این حال، سرعت با قیمت بالاتری و پیچیدگی بیشتری در سمت نرم‌افزار همراه است؛ بنابراین این تصمیم اغلب به این بستگی دارد که چه مقدار اطلاعات سطحی واقعاً برای شما ضروری است.

استحکام و واقعیت کارگاه

زاویه عملی دیگری نیز وجود دارد. پروب‌های تریگر لمسی از دهه‌ها پیش در دسترس بوده‌اند و ساختاری مستحکم و مقاوم دارند. این پروب‌ها می‌توانند کمی ارتعاش، قطعه‌ای با سطح کمی روغنی یا محیط کاری‌ای که به‌طور کامل تمیز نیست را بدون ایجاد مشکل تحمل کنند. اما پروب‌های اسکن حساسیت بیشتری دارند. این پروب‌ها متکی بر گیج‌های دقیق کرنش یا سایر عناصر حسگر هستند که انحرافات بسیار جزئی نوک اندازه‌گیری را اندازه‌گیری می‌کنند. این حساسیت، جزئیات فوق‌العاده‌ای را فراهم می‌کند، اما در عین حال به این معناست که باید توجه بیشتری به عوامل محیطی و نحوه راه‌اندازی آن‌ها داشته باشید. اگر قطعات شما معمولاً ریخته‌گری‌های خام با بافت سطحی زیاد هستند، انتخاب پروب CMM تریگر لمسی ممکن است گزینه‌ای مصالحه‌جویانه‌تر باشد.

نیازهای نرم‌افزاری برای داده‌های اسکن

شما نمی‌توانید سمت نرم‌افزاری را نیز نادیده بگیرید. داده‌های ابر نقطه‌ای حاصل از یک پروب اسکن‌کننده بدون ابزارهای لازم برای تفسیر آن بی‌فایده است. شما به نرم‌افزاری نیاز دارید که بتواند اسکن‌های با تراکم بالا را پردازش کند، تحلیل‌های شکلی انجام دهد و پروفیل‌های اندازه‌گیری‌شده را مستقیماً با مدل‌های CAD مقایسه کند. این امر پیشرفتی بزرگ در مقایسه با گزارش‌دهی ساده مبتنی بر نقاط است. پیش از سرمایه‌گذاری در فناوری اسکن، ارزشمند است این سؤال را مطرح کنید که آیا جریان کار برنامه‌نویسی و تحلیل شما آماده پذیرش این نوع داده‌هاست یا خیر. در غیر این صورت، قابلیت اضافی احتمالاً فقط در گوشه‌ای از کارگاه گرد و غبار خواهد گرفت.

انتخاب گزینه‌ای که با قطعات شما سازگان دارد

در پایان، بسیاری از کارگاه‌ها در نهایت از هر دو نوع استفاده می‌کنند. قفسه‌ی پروب سی‌ام‌ام (CMM) ممکن است ماژول فعال‌شونده با تماس را برای انجام سریع بررسی‌های ابعادی و ماژول اسکن را برای اندازه‌گیری دقیق تلرانس‌های شکل حیاتی در خود جای دهد. دستگاه به‌صورت خودکار بین این دو ماژول در طول اجرای برنامه جابه‌جا می‌شود. این روش به شما سرعت اندازه‌گیری نقطه‌به‌نقطه را در جاهایی که منطقی است و داده‌های غنی اسکن را در جاهایی که شکل سطح واقعاً اهمیت دارد، ارائه می‌دهد. در نهایت، این تصمیم به قطعات شما بستگی دارد. اگر شما پایه‌ها و پوسته‌های ساده تولید می‌کنید، سیستم فعال‌شونده با تماس احتمالاً سال‌ها برای شما کارایی خوبی خواهد داشت. اما اگر پره‌های توربین، سطوح یاتاقان‌ها یا ایمپلنت‌های پزشکی تولید می‌کنید، اطلاعات اضافی حاصل از پروب اسکن دیگر یک لوکس محسوب نمی‌شود و به یک ضرورت تبدیل می‌گردد.