संपूर्ण सीएमएम मशीन और मापन गाइड

सीएमएम मशीन क्या है?

एक ऐसी सीएनसी-शैली की मशीन की कल्पना कीजिए जो अत्यधिक स्वचालित तरीके से अत्यंत सटीक माप लेने में सक्षम हो। सीएमएम मशीनें यही करती हैं!

सीएमएम का मतलब है "कोऑर्डिनेट मेजरिंग मशीन"। समग्र लचीलेपन, सटीकता और गति के संयोजन के लिहाज से ये शायद सर्वश्रेष्ठ 3D मापक उपकरण हैं।

निर्देशांक मापने वाली मशीनों के अनुप्रयोग

जब भी सटीक माप की आवश्यकता हो, निर्देशांक मापक मशीनें उपयोगी होती हैं। और माप जितने जटिल या अधिक संख्या में हों, सीएमएम का उपयोग उतना ही अधिक लाभदायक होता है।

आमतौर पर सीएमएम का इस्तेमाल निरीक्षण और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए किया जाता है। यानी, इनका इस्तेमाल यह सत्यापित करने के लिए किया जाता है कि पुर्जा डिज़ाइनर की ज़रूरतों और विशिष्टताओं को पूरा करता है।

इनका उपयोग भी किया जा सकता हैरिवर्स इंजीनियरमौजूदा भागों की विशेषताओं का सटीक माप करके।

सीएमएम मशीनों का आविष्कार किसने किया?

पहली सीएमएम मशीनें 1950 के दशक में स्कॉटलैंड की फेरांति कंपनी द्वारा विकसित की गई थीं। एयरोस्पेस और रक्षा उद्योगों में पुर्जों के सटीक मापन के लिए इनकी आवश्यकता थी। शुरुआती मशीनों में केवल दो गति अक्ष थे। 1960 के दशक में इटली की डीईए द्वारा तीन अक्ष वाली मशीनें पेश की गईं। कंप्यूटर नियंत्रण 1970 के दशक की शुरुआत में आया और इसे अमेरिका के शेफ़ील्ड द्वारा शुरू किया गया।

सीएमएम मशीनों के प्रकार

निर्देशांक मापने वाली मशीन पांच प्रकार की होती हैं:

• ब्रिज प्रकार सीएमएम: इस डिज़ाइन में, जो सबसे आम है, सीएमएम हेड एक ब्रिज पर टिका होता है। ब्रिज का एक किनारा बेड पर लगी रेल पर टिका होता है, और दूसरा बिना गाइड रेल के बेड पर लगे एयर कुशन या किसी अन्य तरीके से टिका होता है।
• कैंटिलीवर सीएमएम: कैंटिलीवर पुल को केवल एक तरफ से सहारा देता है।
• गैन्ट्री सीएमएम: गैन्ट्री में दोनों तरफ एक गाइड रेल का इस्तेमाल होता है, जैसे सीएनसी राउटर में। ये आमतौर पर सबसे बड़े सीएमएम होते हैं, इसलिए इन्हें अतिरिक्त सहारे की ज़रूरत होती है।
• क्षैतिज भुजा CMM: एक कैंटिलीवर की कल्पना करें, लेकिन पूरा पुल अपनी धुरी पर चलने के बजाय एक ही भुजा पर ऊपर-नीचे घूमता है। ये सबसे कम सटीक CMM हैं, लेकिन ये कार बॉडी जैसे बड़े पतले वॉश कंपोनेंट्स को माप सकते हैं।
• पोर्टेबल आर्म टाइप सीएमएम: ये मशीनें संयुक्त भुजाओं का उपयोग करती हैं और आमतौर पर मैन्युअल रूप से स्थित होती हैं। XYZ को सीधे मापने के बजाय, ये प्रत्येक जोड़ की घूर्णन स्थिति और जोड़ों के बीच ज्ञात लंबाई से निर्देशांक की गणना करती हैं।

माप के प्रकार के आधार पर प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। ये प्रकार मशीन की संरचना को दर्शाते हैं जिसका उपयोग उसकी स्थिति निर्धारित करने के लिए किया जाता है।जांचमापे जा रहे भाग के सापेक्ष।

फायदे और नुकसान को समझने में मदद के लिए यहां एक उपयोगी तालिका दी गई है:

प्रोब आमतौर पर तीन आयामों - X, Y, और Z - में स्थित होते हैं। हालाँकि, अधिक परिष्कृत मशीनें प्रोब के कोण को बदलने की अनुमति भी दे सकती हैं जिससे उन जगहों पर मापन संभव हो जाता है जहाँ प्रोब अन्यथा नहीं पहुँच पाता। विभिन्न विशेषताओं की पहुँच-क्षमता में सुधार के लिए रोटरी टेबल का भी उपयोग किया जा सकता है।

सीएमएम अक्सर ग्रेनाइट और एल्यूमीनियम से बने होते हैं, और वे एयर बियरिंग का उपयोग करते हैं

जांच वह सेंसर है जो माप लेते समय यह निर्धारित करता है कि भाग की सतह कहां है।

जांच के प्रकारों में शामिल हैं:

• यांत्रिक
• ऑप्टिकल
• लेज़र
• सफ़ेद रोशनी

निर्देशांक मापन मशीनों का उपयोग मोटे तौर पर तीन सामान्य तरीकों से किया जाता है:

• गुणवत्ता नियंत्रण विभाग: यहां इन्हें आमतौर पर जलवायु-नियंत्रित स्वच्छ कमरों में रखा जाता है ताकि इनकी परिशुद्धता अधिकतम हो सके।
• शॉप फ्लोर: यहाँ सीएमएम को सीएनसी मशीनों के बीच रखा गया है ताकि निर्माण कक्ष के एक भाग के रूप में निरीक्षण करना आसान हो और सीएमएम और मशीन, जहाँ पुर्जों की मशीनिंग की जा रही है, के बीच न्यूनतम यात्रा हो। इससे माप पहले और संभवतः अधिक बार किए जा सकते हैं, जिससे बचत होती है क्योंकि त्रुटियों की पहचान जल्दी हो जाती है।
• पोर्टेबल: पोर्टेबल सीएमएम को इधर-उधर ले जाना आसान है। इन्हें किसी दुकान पर इस्तेमाल किया जा सकता है या फिर निर्माण स्थल से दूर किसी जगह पर ले जाकर पुर्जों को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

सीएमएम मशीनें कितनी सटीक हैं (सीएमएम सटीकता)?

निर्देशांक मापन मशीनों की सटीकता अलग-अलग होती है। आमतौर पर, वे माइक्रोमीटर की सटीकता या उससे बेहतर सटीकता का लक्ष्य रखते हैं। लेकिन यह इतना आसान नहीं है। एक बात यह है कि त्रुटि आकार पर निर्भर हो सकती है, इसलिए CMM की माप त्रुटि को एक छोटे सूत्र के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है जिसमें माप की लंबाई एक चर के रूप में शामिल हो।

उदाहरण के लिए, हेक्सागन के ग्लोबल क्लासिक सीएमएम को एक किफायती सर्व-उद्देश्यीय सीएमएम के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, और इसकी सटीकता इस प्रकार निर्दिष्ट की गई है:

1.0 + एल/300um

ये माप माइक्रोन में हैं और L मिमी में। तो मान लीजिए कि हम 10 मिमी के एक फ़ीचर की लंबाई मापने की कोशिश कर रहे हैं। सूत्र 1.0 + 10/300 = 1.0 + 1/30 या 1.03 माइक्रोन होगा।

एक माइक्रोन एक मिमी का हज़ारवाँ हिस्सा होता है, जो लगभग 0.00003937 इंच होता है। इसलिए हमारी 10 मिमी लंबाई मापने में त्रुटि 0.00103 मिमी या 0.00004055 इंच है। यह आधे से आधे दसवें हिस्से से भी कम है—काफी छोटी त्रुटि!

दूसरी ओर, किसी की सटीकता उस मान से दस गुना ज़्यादा होनी चाहिए जिसे हम मापने की कोशिश कर रहे हैं। इसका मतलब है कि अगर हम इस माप पर उस मान के दस गुना, यानी 0.00005 इंच तक ही भरोसा करें, तो भी यह एक बहुत छोटी सी त्रुटि है।

शॉप फ्लोर पर सीएमएम मापन के लिए स्थिति और भी अस्पष्ट हो जाती है। अगर सीएमएम को तापमान-नियंत्रित निरीक्षण प्रयोगशाला में रखा जाए, तो यह बहुत मददगार होता है। लेकिन शॉप फ्लोर पर, तापमान में काफी बदलाव हो सकता है। सीएमएम तापमान में बदलाव की भरपाई के लिए कई तरीके अपना सकता है, लेकिन कोई भी तरीका पूरी तरह से सही नहीं है।

सीएमएम निर्माता अक्सर तापमान बैंड के लिए सटीकता निर्दिष्ट करते हैं, और सीएमएम सटीकता के लिए आईएसओ 10360-2 मानक के अनुसार, एक सामान्य बैंड 64-72°F (18-22°C) होता है। यह तब तक ठीक है जब तक कि आपकी दुकान का तापमान गर्मियों में 86°F न हो। तब आपके पास त्रुटि के लिए कोई सटीक विनिर्देश नहीं होगा।

कुछ निर्माता आपको अलग-अलग सटीकता मानकों वाले स्टेयरस्टेप्स या तापमान बैंड का एक सेट देंगे। लेकिन क्या होगा यदि आप दिन के अलग-अलग समय या सप्ताह के अलग-अलग दिनों में एक ही पुर्जे के लिए एक से ज़्यादा रेंज में हों?

आपको एक अनिश्चितता बजट बनाना शुरू करना होगा जो सबसे खराब स्थितियों के लिए भी उपयुक्त हो। अगर इन सबसे खराब स्थितियों के परिणामस्वरूप आपके पुर्जों के लिए अस्वीकार्य सहनशीलता उत्पन्न होती है, तो प्रक्रिया में और बदलाव ज़रूरी हैं:

• आप सीएमएम का उपयोग दिन के कुछ निश्चित समय तक सीमित कर सकते हैं जब तापमान अधिक अनुकूल सीमा में हो।
• आप दिन के विशेष समय पर केवल कम सहनशीलता वाले भागों या सुविधाओं को मशीन करने का विकल्प चुन सकते हैं।
• बेहतर सीएमएम में आपके तापमान रेंज के लिए बेहतर स्पेसिफिकेशन हो सकते हैं। हालांकि ये काफ़ी महंगे हो सकते हैं, फिर भी ये इसके लायक हो सकते हैं।

बेशक, ये उपाय आपके काम को सही ढंग से शेड्यूल करने की आपकी क्षमता पर भारी पड़ेंगे। अचानक आप सोचने लगते हैं कि कार्यस्थल पर बेहतर जलवायु नियंत्रण एक सार्थक निवेश हो सकता है।

आप देख सकते हैं कि यह पूरा माप-जोख कितना जटिल हो जाता है।

दूसरा घटक जो साथ-साथ चलता है, वह है CMM द्वारा जाँची जाने वाली सहनशीलताओं का निर्धारण। स्वर्ण मानक ज्यामितीय आयाम निर्धारण और सहनशीलता (GD&T) है। अधिक जानकारी के लिए GD&T पर हमारा परिचयात्मक पाठ्यक्रम देखें।

सीएमएम सॉफ्टवेयर

सीएमएम कई तरह के सॉफ्टवेयर चलाते हैं। इस मानक को डीएमआईएस कहा जाता है, जिसका अर्थ है डायमेंशनल मेजरमेंट इंटरफेस स्टैंडर्ड। हालाँकि यह हर सीएमएम निर्माता के लिए मुख्य सॉफ्टवेयर इंटरफेस नहीं है, फिर भी ज़्यादातर निर्माता कम से कम इसका समर्थन करते हैं।

निर्माताओं ने डीएमआईएस द्वारा समर्थित नहीं किए गए मापन कार्यों को जोड़ने के लिए अपने स्वयं के अनूठे फ्लेवर बनाए हैं।

डीएमआईएस

जैसा कि बताया गया है, डीएमआईएस मानक है, लेकिन सीएनसी के जी-कोड की तरह, इसमें भी कई बोलियाँ हैं:

• पीसी-डीएमआईएस: हेक्सागोन का संस्करण
• ओपनडीएमआईएस
• टचडीएमआईएस: परसेप्ट्रॉन

मैककॉसमॉस

MCOSTMOS निकॉन का CMM सॉफ्टवेयर है।

केलिप्सो

कैलिप्सो, ज़ीस का सीएमएम सॉफ्टवेयर है।

सीएमएम और सीएडी/सीएएम सॉफ्टवेयर

सीएमएम सॉफ्टवेयर और प्रोग्रामिंग का सीएडी/सीएएम सॉफ्टवेयर से क्या संबंध है?

कई अलग-अलग CAD फ़ाइल फ़ॉर्मेट उपलब्ध हैं, इसलिए जाँच लें कि आपका CMM सॉफ़्टवेयर किन फ़ॉर्मेट के साथ संगत है। अंतिम एकीकरण को मॉडल आधारित परिभाषा (MBD) कहा जाता है। MBD के साथ, मॉडल का उपयोग CMM के लिए आयाम निकालने के लिए किया जा सकता है।

एमडीबी काफी अग्रणी है, इसलिए अभी तक इसका उपयोग अधिकांश मामलों में नहीं किया जा रहा है।

सीएमएम जांच, फिक्स्चर और सहायक उपकरण

सीएमएम जांच

विभिन्न अनुप्रयोगों को सुविधाजनक बनाने के लिए विभिन्न प्रकार की जांच और आकार उपलब्ध हैं।

सीएमएम फिक्स्चर

सीएमएम पर पुर्जों को लोड और अनलोड करते समय, ठीक सीएनसी मशीन की तरह, फिक्स्चर समय बचाते हैं। आप ऐसे सीएमएम भी खरीद सकते हैं जिनमें अधिकतम थ्रूपुट के लिए स्वचालित पैलेट लोडर लगे हों।

सीएमएम मशीन की कीमत

नई निर्देशांक मापक मशीनों की कीमत 20,000 से 30,000 डॉलर से शुरू होकर 1 मिलियन डॉलर तक जाती है।

मशीन शॉप में सीएमएम-संबंधित नौकरियां

सीएमएम प्रबंधक

सीएमएम प्रोग्रामर

सीएमएम ऑपरेटर