CMM 提出他们的主张

随着新的计量传感方法的发展，从激光到 X 射线，人们可能会认为古老的 CMM 可能会从人们的视野中消失。事实并非如此。

一个永恒的事实是，制造业总是会突破成本、性能，尤其是质量的极限。 Mitutoyo America Corp.（伊利诺伊州奥罗拉）的 CMM 产品专家 Gene Hancz 表示：“公差永远不会变松，它们总是会变紧。”

这就是为什么固定床坐标测量机或 CMM 仍然是一种重要工具的原因之一。即使新的传感技术已经进入计量领域，三坐标测量机仍然是最精确的工具之一。根据 Hancz 的说法，它们主要是基本桥式 CMM 的变体，带有一个移动的桥，该桥穿过固定在桌子上的零件和一个上下移动的探头。每个轴上的刻度确定位置 X、Y、 和Z 的点。独立旋转的铰接式探头和转台提供了额外的自由度。

供应商还根据桥式 CMM 的基本理念创建了许多变体，以满足不断变化的需求并降低成本。以水平臂 CMM 为例，悬臂式探头连接到单个支架上。虽然测量更大零件的自动、极其精确的机器很容易引起注意，但配备触发式测头甚至硬球的不起眼的手动操作 CMM 仍然有一席之地。 CMM 保持相关性的另一个原因是，随着价值的增加，技术正在变得更好。 “当我开始从事这项业务时，一台小型手动 CMM 的成本可能与您今天在计算机控制的 CMM 中获得的成本相同，而且精度是两倍，测量量是两倍，”Hancz 说。

他报告说即使是简单的手动 CMM 仍然很受欢迎，尤其是对于一次只需要测量几个零件的小型加工车间。 “为正确的应用购买正确的设备至关重要。很多时候，人们要求尽可能高的精度，这将是我们的 LEGEX 系列，能够测量几乎 0.25 微米。但是这些都非常昂贵，无论是购买机器还是将它们安置在温度和湿度受到严格控制的房间里，”他解释道。它们对少数应用程序是必需的，但不是很多。

事实上，他认为该领域最大的趋势是使用 CMM 进行近线或在线质量测量。这促使 Mitutoyo 开发了其 MACH 系列坐标测量机，专为与 CNC 机床结合使用的高速在线或近线测量而设计。例如，MACH-3A 是一种水平臂坐标测量机，针对曲轴等长圆柱形零件的高速测量进行了优化。最新的是 MACH Ko-ga-me，一种在线 CMM，可以单独配置或集成到工作单元中。

随着 CMM 投入生产，监控其运行状况变得至关重要。这一趋势反映了不断发展的智能工厂，Hancz 指出了 Mitutoyo 支持的 MTConnect 标准。 “在我看来，它是未来在线或近线机器监控的基本技术标准，”他说。

成长和技能组合

“CMM 市场仍有很大的增长空间，”海克斯康制造情报公司（北金斯敦，罗德岛州）总裁 Angus Taylor 表示同意。他同意不断增长的质量需求正在推动 CMM 市场的发展。他还观察到，海克斯康销售的许多 CMM 都放置在生产环境中，尽管放置在优质房间中仍然是市场的重要组成部分。

“但是，除了它在生产中的使用之外，我们最关心的是[用户]的技能组合。我们有客户想要购买更多设备，但没有具备为他们编写程序的技能的人，”他说。像任何优秀的经理一样，他在观察中看到的是机会而不是危机。 “这意味着更多的自动化，坦率地说，我们有机会通过为客户编写检查程序来帮助他们，”他说。

自动化可能包括机器人将零件装入和取出三坐标测量机，但他也将其与可以为过程本身提供信息的信息联系起来。 “这里的一个关键要素是我们的 Q-DAS 软件，”他说，指的是海克斯康收购的统计软件公司，该公司分析来自计量设备的数据以进行决策。 “有了这个，我们开始监控工具磨损，更具体地说是某个特征的[数据]，并跟踪来自特定特征的数据，”他说。

为了满足生产要求和使 CMM 更易于使用的需要，海克斯康于 5 月宣布了其新的 Global S CMM 平台，该平台在 Eastec 展会上首次亮相。据该公司称，Global S 是海克斯康增强生产力系列 (EPS) 中的初始产品。新平台采用智能技术，例如用户体验 (UX) 增强、测量软件和高级绿色选项。据海克斯康称，EPS 平台简化了测量程序的创建、执行和分析，并且检测过程更快，因为 Global S 平台与 iPC-DMIS CMM 软件完全集成，用于制造数据的收集、评估、管理和呈现制造智能。

Taylor 看到的其他趋势是越来越重视非接触式计量以及将设备集成到智能或互联工厂中。 “我们用于三坐标测量机的新型光学探测系统正在显着提高涡轮叶片和叶盘检查等的吞吐量，”他评论道。 “在所有领域，通过非接触式技术，我们将更快地收集数据，并更好地了解特征和单个部件。”

多任务处理和特定应用

“我在多个行业看到的一个趋势是人们希望通过 CMM 提高生产力，”Carl Zeiss Industrial Metrology Technology LLC（Maple Grove， MN）。这意味着在同一台设备上测量不同的零件，最大限度地提高投资。该策略的一个关键要素是使用 CMM 上可用的最大传感器数量。今天，除了古老的触发式和扫描模拟探头之外，CMM 现在通常配备激光线扫描仪甚至表面粗糙度传感器。蔡司于 2016 年为其 Accura 类坐标测量机推出了一种新的共焦白光传感器。

随着 CMM 灵活性的提高，它们可能会开始取代专为特定测量（例如形状测量）而构建的设备。 “在我们最新版本的 Prismo CMM 上，配备转台和最新的 Calypso 软件，您现在可以进行许多不同形状的形状测量，例如圆柱体或滚珠轴承，”Wick 说。另一个常见的应用是逆向工程，使用激光线扫描仪测量不存在 CAD 模型的零件，然后从点云创建模型。一个系统，多种测量。这对于经常处理多项工作或小批量零件的中小型企业尤其有用。

在较大的组织中，他看到 CMM 的使用方式以不同的方式发展。这些客户需要更多与工厂和周围世界互联的特定应用安装。 “我们收到了更多关于自动化、机器人装载和托盘化的要求，”他解释说。 “人们希望一次测量 10 个零件而不是一个，这需要更多的应用知识。”一个很好的例子是使用 Zeiss Gear Pro 软件（其 Calypso 软件的一个选项）来创建特定于齿轮的安装。 Gear Pro 将测量圆柱齿轮、锥齿轮和蜗轮以及转子，并测量切割它们的滚刀。其他封装包括涡轮叶片或腐蚀电极。

他还观察到，与其他接受采访的人一样，CMM 在车间更受欢迎。对于恶劣的环境，DuraMax HTG 等产品具有 IP54 等级的机柜，可在 15° 至 40°C 的宽温度范围内保持精度，从而提高了其实用性。为了集成到自动化中，Wick 还指出，蔡司软件现在可以使用任何机器人供应商的母语直接与机器人装载机通信。

这就引出了数据安全的问题。该公司在 5 月宣布，它正在与思科合作构建一个安全的数据传输平台，以将现场的蔡司设备（例如测量机）连接到工业 4.0 环境中的更高级别的系统。目标是集成安全性。这涉及联合开发用于监控蔡司测量机的解决方案。它将允许快速提供全球服务，例如远程主题专家和帮助台支持。

CMM 的新方法——可移植性

虽然桥式 CMM 及其变体在市场上表现良好，但谢谢，变体总是有空间的。来自 CAD 文件的 CMM 的可编程性一直是其标志之一，但即使是较小的版本也不是特别便携。输入 Fowler High Precision（马萨诸塞州奥本代尔）的 30 磅 zCat 便携式 CMM。该设备看起来像一个带有延长臂的咖啡盒，配备 Renishaw TP20 触发式测头，既便携又可编程。

与其他坐标测量机相比，一个关键的区别是它是半径机器，有两个轴而不是三个轴。它的测量体积为半径 700 毫米（围绕中心轴）乘高 250 毫米。其精度规格为两个维度：[3.0 + D/100-mm（半径）] 微米和 [5.0 + L/100 mm（线性）] 微米。 “与其他便携式设备不同，这是一款真正由计算机直接控制的便携式 CMM，”zCat LLC 的国际销售经理 Jeff Petersen 说，该公司是该机器最近成立的生产商（由 Fowler 部分拥有）。

为什么是便携式可编程坐标测量机？据 Petersen 称，对于 Fowler 来说，这是其计量手动工具目录的下一个合乎逻辑的补充。 “我们的典型工具是单轴或线性标尺类型的设备，非常适合他们打算做的事情，但根本无法进行典型 CMM 可以做的详细 3D 测量，”他解释说。 “另一方面，CMM 通常被放到一个特殊的房间里，并由训练有素的人操作。”他们的梦想是将 CMM 放在制造零件的 CNC 机器旁边，由在 CMM 编程方面受过较少培训的人员操作。

自 2014 年推出以来，该设备一直“进展顺利”，据彼得森说。 “一些客户正在购买他们的第二台和第三台机器，”他说。

CMM 之外的流程

Renishaw 发明的触发式测头通常被认为是当时 CMM 革命的开端，它实现了计算机直接控制，同时提高了硬球测头的精度和可重复性更换。由于 Renishaw 是计量领域的（关键）组件供应商，包括但不限于 CMM，Denis Zayia 作为销售和营销副总裁以及 Renishaw LLC（West Dundee，伊尔）。 “如今，计量学成为理解过程、为变量控制提供反馈和验证最终结果的驱动力，越来越受到关注，”他观察到。雷尼绍测头现已发展成为独立的五轴测量系统 REVO，可在单个坐标测量机上提供高速扫描、非接触式检测和表面光洁度分析。

他认为在整个制造单元中都有数据采集和监控的地方，包括机床、质量室中的 CMM 以及车间中的柔性量具。在车间越来越重要的同时，CMM 传统上被视为瓶颈。 “在了解整个过程的情况下，您需要避免让 CMM 成为瓶颈，”他说。 “五轴系统旨在克服这一点。机上探测可能会遇到挑战。您主要希望您的机床用于切割金属或以其他方式制造零件，”他说。过去，它通常没有记录数据，丢失了测量历史。但是今天的软件已经克服了这个问题。

每个组件——机床、CMM 和柔性量规——都有各自的作用，雷尼绍为每个阶段提供测头和设备。它的 Equator 测量系统在构建时就考虑到了这个“整个过程”。质量室坐标测量机通常最适合用于掌握用于 Equator 测量仪的零件，该测量仪位于机床旁边的车间，与坐标测量机不同，不受温度变化的影响。

“根据熟悉的标准为每个组件建立工作负载时，需要一种平衡且高效的方法，”他说。 “昂贵的小批量零件可以在机床本身上进行检查。大批量零件最好在三坐标测量机上检查和掌握，然后在柔性量具上重新掌握。然后将每个附加零件与已知的主零件进行比较，并将偏移数据反馈到机床中。平衡行为可以提高效率、吞吐量和成本节约。”

智能制造

雷尼绍的 Zayia 以独特的视角看待未来？ “一家拥有直接过程控制和智能制造的工厂，车间根据收集到的数据做出决策。此外，增材制造的增加以及产量、计量和附加材料可用性的相关改进，”他说。