Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. İLERİ ÖLÇME TEKNİKLERİ (CMM) EĞİTİMİ DERS NOTU
İLERİ ÖLÇME TEKNİKLERİ Koordinat Ölçme Teknolojisi Koordinat ölçme teknolojisi, endüstriyel kalite güvencesinde zaruri bir ihtiyaç olmuştur. Bu genel karakter ve yüksek derecede otomatikleşme gecen 20 senede koordinat ölçme teknolojisinin öneminin artmasının sebeplerindendir. Koordinat ölçme teknolojisinin temel prensibi Koordinatların ölçümüdür. Bu ölçme sistemiyle çalışan cihaza Koordinat Ölçme Makinası adı verilmiştir (CMM ). Aşağıda yazılmış temel parçalardan oluşur : - Prob sistemi ile uç eksen boyunca hareket edebilecek mekanik sistem - Prob basının bütün uzaysal yönlerde is parçasına dokundurulması - Hizmet, servis masası - Kontrol mekanizması - Çevre donanımı ile (printer, plotter v.b.) bilgisayar ve bilgisayar programı. Prob ucu ile referans koordinat sistemi uç hareket ekseni seklinde mile geçirilmiştir. Uzunluk ölçme sistemiyle bu hareket yolu belirlenmiştir. Prob ucunda uzaysal referans noktası ölçümü kullanılarak bu CMM in ölçme hacmindeki herhangi bir noktanın ölçülmesi sağlanır. Fonksiyon CMM in fonksiyonu bir algılayıcı (sensor) vasıtasıyla sağlanır. Genel olarak dokunmalı bir prob sistemiyle iş parçası yüzeyine temas ettirilir. Prob sistemi, ilgili eksen boyunca birbirini tutan zincirlemenin son halkasıdır. Prob sistemi, iş parçası üzerinde çeşitli noktalara değdirilerek bu noktaların koordinatlarını hafızada toplar. Dokunmalı problardan başka, optik prob sistemi de birçok ölçme görevi için kullanılır. Eğer iş parçası çok yumuşak ise optik prob sisteminin kullanımı daha uygundur. CMM Tipleri CMM üniversal karakterinden dolayı, doğruluğa bağımlılığı, ölçme sıralaması ve uygulama alanı sebebiyle çeşitli tiplerde geliştirilmiştir. Bunlar dört esas bolüme ayrılmıştır.
- Yatay kol tipi - Dirsekli tipi - Kopru tipi - Ayaklı tipi Bu tiplerin her birinin kendine has avantajları ve dezavantajları vardır. Kullanım amacına göre uygun olan CMM ler seçilmelidir. CMM lerin Ölçme Belirsizliği CMM lerin ölçme belirsizliği makina parçalarının hatasının ölçme sonucunu etkilemesidir. Uzayda bir pozisyon belirlendiğinde, doğru değer belirsizlikten ötürü uç boyutlu bir alanın içerisindedir. Cihazın Sebep Olmadığı Hatalar : Cihazın sebep olmadığı nedenlerden meydana gelen hatalar iş parçasının ve kullanılmanın etkisiyle ortaya çıkan hatalardır. Cihazın Sebep Olduğu Hatalar : - Çevre şartları - Ölçme sisteminin hareketi - Prob sistemi ve Prob elemanları Kontrol (CMM lerin kontrolünün esas amacı veri elde etmede takip edilen hareket yollarının kontrolüdür (x,y,z). Burada analog sinyalin sayısallaştırılması esnasında sistematik hatalar oluşabilir.) Bilgisayar ve Program, Cihaz Koordinat Sistemi CMM deki Sistematik Hatalar (Bu hatalar uc eksenin hareketinde pozisyon hatalarını etkilemektedir. Bu etkilemeye prob ve prob sisteminde dahildir. CMM i parçalarıyla birlikte bir bütün olarak düşünürsek, pozisyon hatalarını su şekilde söyleyebiliriz, pozisyon hatası, doğrusallık hatası ve dönme acısı, hatve,
yalpalama ve yuvarlanma acısı olarak açıklanır. Bunlar her eksen için 6 pozisyon ve 1 diklik olmak üzere CMM için toplam 21 hata meydana getirir.) 3 Boyutlu Kalite Kontrol ve Raporlama Nedir? 3 Boyutlu Kalite Kontrol ve Raporlama sistemleri (sayısallaştırma sistemleri) kullanılarak ( optik tarama sistemi, lazer tarama sistemi, problu kollar, koordinat ölçme sistemleri (CMM) vb.) üretimi yapılmış parçaların ölçülerinin değerlendirilmesidir. 3 Boyutlu Kalite Kontrol Nasıl Yapılır? Boyutsal kalite kontrol günümüzde birçok ölçü aleti ile yapılmaktadır. Genellikle her imalat atölyesinde bulunan konvansiyonel ölçü aletlerinin ( kumpas, mikrometre, mihengir vs.) dışında 3 boyutlu koordinat ölçüm sistemleri (CMM Coordinate Measuring Machine) ve 3 boyutlu tarayıcılar ile de yapılmaktadır. Tarama sistemleri ile parça taranarak nokta bulutu datası elde edilir. Elde edilen nokta bulutu data çeşitli yöntemlerle ( Best-fit, RPS, 3-2-1 vb.) çakıştırıldıktan sonra nominal data ile arasındaki farklar incelenir. Burada kullanılan belli başlı yöntemler aşağıdaki gibidir. 1. Renk skalası ile yüzey sapma haritasının çıkartılması 2. Belirli noktaların işaretlenerek sayısal sonuçlar ile kontrolü 3. 3D GD&T uygulaması 4. 2D GD&T uygulaması 5. Kesit üzerinden ölçüm yapabilme 6. Trim hatlarının kontrolü 7. Et kalınlığı ölçümü 8. Hacim hesaplaması 9. Yüzey alanı hesaplaması 10. Siluet üzerinden sapma kontrolü 11. Otomatik raporlama
3 Boyutlu Kalite Kontrol Uygulamaları 1. İlk numune ölçümleri ( PPAP, FAI) 2. Ön seri üretim ölçümleri 3. Kalıp deformasyonu ölçümleri 4. Talaşlı imalat ölçümleri 5. Rakip ürünlerin analizi 6. Sac parçalarda geri yaylanma ölçümü 7. Döküm parçalarda işleme payları ölçümü Çeşitli ek uygulamalar için aşağıdaki linki takip edebilirsiniz. 1. 3D quality inspection of sheet metal hole patterns and trimmings 2. 3D Quality control of plastic parts 3. 3D Quality inspection of full-mold casting models made of PSE
3 Boyutlu Kalite Kontrol Avantajları 1. 3 boyutlu tarama sistemleri ile elde edilen poligon data ile kontrol uygulaması klasik kalite kontrol uygulamalarından çok daha faydalı sonuçlar verebilmektedir. 2. Herhangi bir ölçü aleti ile belirli bir ölçüyü ölçebilirken, 3 boyutlu tarama sistemleri bir parçanın komple verisini elde ettiği için % 100 kontrol yapabilmektedir. 3. Bu işlemde parça orijinal CAD datası veya yine 3 boyutlu tarama sistemleri ile taranan orijinal parçaya ait poligon mesh data ile üst üste çakıştırılmak suretiyle tamamının kontrolü sağlanmaktadır. 4. Parça üzerinde 2D GD&T veya 3D GD&T uygulamaları ile tüm ölçüler ölçülebilir. Bu ölçüler aynı serideki parça için çok daha kısa sürede otomatik olarak tekrarlanabilir. 3 Boyutlu Kalite Kontrolde Dikkat Edilecek Hususlar 1. Ölçüm sistemleri ile ilgili genel beklenti hassasiyetinin yüksek olmasıdır. 2. Ölçüm cihazının hassasiyetinin ölçümü yapılacak parça üzerindeki genel toleranslara göre çok daha hassas olmalıdır. 3. Ölçüm cihazı ölçüm sertifikasına sahip olmalıdır. 4. Ölçüm yapılacak parça veya ölçü için uygun teknoloji kullanılarak ölçüm yapılmalıdır. 5. Ölçüm sisteminden alınan rapor kullanıcı inisiyatifinde olmamalıdır. 6. Ön seri ölçüm veya numune ölçümleri için üretim sayısına bağlı olarak 1 den fazla parça ölçülmelidir.