三坐标CMM:如何与CNC协同构造质量闭环体系

在工业生产过程中,三坐标测量仪(CMM)是定义产品质量和设计精度的“高端测量工具”。数控机床(CNC)则是生产精确和复杂零部件的“加工制造工具”。二者协同可共同构成一个从设计、加工到检测、反馈、修正的完整质量控制流程。

PMT派姆特三坐标测量仪与CNC行成质量控制过程图

三坐标测量仪(CMM)的定义

众所周知,三坐标测量仪历史悠久,已广泛应用于制造业的质量控制环节。在机器运行过程中,探针可任意选择接触式和非接触式,通过收集沿X、Y和Z轴的精确坐标数据来实现尺寸、位置和形位公差等精密检测。目前,常见的三坐标测量仪分为固定式(桥式三坐标测量仪、龙门三坐标测量仪、车间型三坐标测量仪)和便携式(关节臂测量机、手持式三维扫描仪)两大类。

PMT派姆特三坐标测量仪及关节臂测量机精密检测图

派姆特(PMT)作为深耕测量领域二十余载,致力于打造集多场景应用一体化的国家级高科技企业,构建了覆盖实验室、车间和现场的完整测量产品体系,满足多种场景下的检测需求。例如:派姆特固定式三坐标测量仪(PRIME、FUTURE)需在恒温恒湿的环境下进行测量,但所得精度更高。便携式三坐标测量仪——关节臂测量机可直接部署在CNC旁,更方便更高效。

PMT派姆特三坐标测量仪与关节臂测量机检测方式对比图

数控机床(CNC)的定义

简而言之,CNC是把原材料加工成零件的设备。典型设备有:加工中心、数控车床、复合加工机床等,通过铣削、车削、钻孔、攻牙等工艺方法,获得所需形状、尺寸和表面精度的零部件。

PMT派姆特三坐标测量仪和数控加工中心现场图

CMM和CNC的具体对比

名称 三坐标测量仪(CMM) 计算机数控机床(CNC)
属性 质量检测设备 加工制造设备
环节 质量控制环节 生产制造环节
目的 检测零件尺寸是否符合图纸要求 将原材料加工成零件
功能 测量尺寸、位置、形位公差(GD&T) 加工平面、孔、曲面、型腔等
是否接触工件 探针/扫描任意选择 刀具切削
核心软件 PMT INSPECT专业测量软件 CAD/CAM制造软件
输出结果 检测报告(虚拟数据) 加工件(实体零件)

三坐标测量仪CMM如何驱动CNC流程优化?

正如前文所述,CNC负责生产零部件,CMM则承担着零部件质量验证的职责。换言之,通过在CNC加工早期,使用CMM发现偏差并及时修正,可有效避免质量问题滞后暴露、生产件的批量报废、生产效率低下等问题。

成熟的制造体系流程:

  • 软硬结合与数据获取

根据图纸要求,使用CNC把原材料加工成符合要求的零件,利用PMT派姆特三坐标测量仪(CMM)结合PMT INSPECT三维测量软件对CNC加工件进行高质量检测。检测可分为硬点探测或逆向扫描,需根据工件的几何特征进行判断。其本质都是通过软硬件结合的方式获取三维坐标数据,为优化制造流程提供可靠依据。

PMT派姆特三坐标测量仪检测金属工件现场图

  • 检测报告与偏差分析

测得工件所需的数据后,检测员通过构造所需特征或将CMM采集的点云信息与原始模型进行比对分析,获取数据偏差信息,不仅能够以此判断加工件合格与否,甚者还能找出影响工件质量的潜在威胁(CNC夹具松动、刀具磨损等问题)。

PMT派姆特三坐标测量仪结合软件检测金属工件图

  • 指导CNC加工流程

通过PMT CMM测得的数据偏差结果来优化生产过程。具体操作:将数据直接转化为调整指令,融入到CNC控制系统中,例如通过调整夹具或更换刀具的方式,为下一次生产提供精准纠偏。

  • 精准闭环体系

完成工艺调整后,CNC会生产新的加工件,并再次送入三坐标测量流程。通过对优化前后的检测数据进行比对分析,可验证调整效果,并不断迭代修正,最终形成精准高效的质量控制闭环体系。

PMT派姆特三坐标测量仪与CNC行成质量控制闭环体系图

结论

实时驱动流程只是手段,真正的高效需建立在长期稳定的质量管控手段下。PMT派姆特三坐标测量仪(CMM)与CNC的协同,非单一的质检或生产流程,而是通过CMM的数据采集、分析与实时反馈,精准推动CNC的工艺优化,帮助企业真正实现合格的制造管控体系。了解更多派姆特产品内容,点击查看-https://cn.pmt3d.com/coordinate-measuring-machine/