A máquina de medição de coordenadas tridimensionais (CMM) é um dispositivo de medição geométrica de alta precisão na indústria de fabricação moderna, cujo princípio central é a quantificação precisa da geometria, tamanho e tolerância de posição do objeto através da construção e medição de precisão de sistemas de coordenadas tridimensionais. Seu processo de medição pode ser desmontado em três componentes principais:

Estabelecimento e posicionamento do sistema de coordenadas tridimensional

O CMM constrói um sistema de coordenadas retangulares por meio de três eixos de movimento lineares X, Y e Z verticales uns aos outros, com a trajetória do movimento da cabeça (como a sonda Ruby) representada pelo ponto central da esfera. Durante a medição, a peça de trabalho é fixada na mesa de trabalho, a cabeça de medição entra em contato com a superfície da peça de trabalho e o sistema captura a posição precisa do ponto central da esfera no sistema de coordenadas em tempo real. Por exemplo, ao medir o diâmetro do cilindro do motor, a cabeça de medição precisa penetrar profundamente no orifício para coletar coordenadas de vários pontos e o software calcula o diâmetro do orifício e a cilindricidade através de algoritmos de ajuste, um processo que depende do posicionamento de alta precisão do sistema de coordenadas.

Captura precisa de coordenadas espaciais

Quando a cabeça de medição toca a superfície da peça de trabalho, a barra de rastre ou o codificador registra instantaneamente os dados de rastre de três eixos para formar coordenadas de pontos espaciais (X, Y, Z). Os testes de contato acionam o sinal através do contato físico, enquanto os testes sem contato, como os testes a laser, usam princípios ópticos para coletar dados. Por exemplo, na inspeção de peças do tipo caixa, a cabeça de medição precisa capturar pontos finitos que definem sua forma regular e unificar os dados das diferentes medições da agulha de medição para o mesmo sistema de coordenadas através da conversão de coordenadas para garantir a continuidade dos resultados de medição.

Modelagem matemática e análise de parâmetros geométricos

Os dados de coordenadas coletados são processados por software profissional para ajustar elementos geométricos básicos como pontos de saída, linhas retas, planos e cilindros por meio de algoritmos como multiplicação mínima de dois, para calcular as tolerâncias de tamanho, forma e posição. Por exemplo, ao medir cones, o software reconhece automaticamente as diferenças de diâmetro de cada seção; Ao medir superfícies livres, grandes quantidades de dados pontuais reconstruem modelos digitais tridimensionais para medições de cobertura completa, desde geometrias simples até superfícies complexas. Além disso, o software pode lidar com 13 tolerâncias geométricas, como linearidade, plano e coaxialidade, para produzir relatórios de teste em conformidade com os padrões ISO.