Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Координатно-измерительная машина (КИМ) — высокоточный прибор для трёхмерного контроля геометрии деталей. Она фиксирует координаты точек на поверхности изделия и сравнивает их с эталонной CAD-моделью. КИМ применяется в машиностроении, аэрокосмической и автомобильной промышленности там, где допуски исчисляются единицами микрометров.
КИМ — автоматизированная измерительная система, которая определяет пространственное положение точек объекта в трёх взаимно перпендикулярных осях X, Y, Z. По совокупности координат машина вычисляет реальные размеры, форму, ориентацию и расположение поверхностей детали.
В отличие от традиционного мерительного инструмента — штангенциркуля (ГОСТ 166-89) или микрометра (ГОСТ 6507-90) — КИМ выполняет полное пространственное измерение в едином автоматизированном цикле. Это исключает накопление погрешностей при последовательных промерах и сокращает время контроля сложных поверхностей на 60–80% по сравнению с ручными методами.
Метрологические характеристики КИМ нормируются серией стандартов ISO 10360 — международным сводом приёмочных и проверочных испытаний координатно-измерительных машин.
Измерительная головка перемещается над деталью по программируемой траектории. В каждой контрольной точке щуп касается поверхности изделия — или оптическая система фиксирует её положение бесконтактно. В момент срабатывания датчика машина записывает три значения: X, Y, Z. Разрешение энкодеров у прецизионных моделей достигает 0,1 мкм.
Программное обеспечение КИМ аппроксимирует облако точек до геометрических примитивов: плоскостей, цилиндров, конусов, сфер. Затем вычисляет действительные размеры, отклонения формы (плоскостность, цилиндричность) и расположения (перпендикулярность, соосность) согласно ISO 1101:2017 и ГОСТ 24643-81.
Результаты измерений накладываются на номинальную геометрию из CAD-файла. Отклонения отображаются в виде цветовой карты или таблицы. Оператор видит, какие элементы вышли за пределы допуска по ГОСТ 25346-2013 или ISO 286-1:2010, и принимает решение о годности детали.
Ключевое преимущество метода: один установ детали на столе КИМ позволяет проконтролировать сотни геометрических параметров, которые традиционными методами потребовали бы десятки различных инструментов и многократных переустановок.
Наиболее распространённая конструкция. Измерительный мост перемещается вдоль двух рельсовых направляющих, установленных на гранитной плите. Обеспечивает высокую жёсткость и точность в диапазоне 0,5–3 мкм (по ISO 10360-2:2009). Рабочий объём типовых моделей — от 500×400×400 мм до 3000×1500×1500 мм. Оптимальна для серийного контроля корпусных деталей в условиях измерительной лаборатории.
Деталь располагается под порталом, по которому движется измерительная головка. Конструкция рассчитана на крупногабаритные изделия массой до нескольких тонн: штампы, пресс-формы, детали кузовов. Точность — 3–10 мкм; рабочий объём специализированных промышленных установок достигает 6000×4000×3000 мм и более.
Измерительное плечо движется горизонтально. Специализируется на кузовных деталях автомобилей, листовых штамповках и длинных профилях. Обеспечивает доступ щупа к внутренним поверхностям со стороны, что недоступно мостовым системам. Точность — 3–8 мкм.
Многозвенный шарнирный рычаг с датчиками углов в каждом сочленении. Оператор вручную подводит щуп к детали, не демонтируя её. Точность — 15–50 мкм, рабочая зона до 4 м в диаметре. Незаменима для контроля крупных сварных конструкций непосредственно в цехе.
Отраслевой стандарт — щупы серий TP2 и TP20 производства Renishaw. При касании рубиновым наконечником (диаметр шарика 0,3–12 мм) генерируется электрический сигнал. Повторяемость при автоматической замене модулей TP20 составляет ±0,5 мкм (2σ) согласно технической документации производителя (Renishaw TP20 User's Guide, H-1000-5008-06-D, 2024). Сменные конфигурации позволяют применять угловые, звездообразные и удлинённые стилусы для измерения труднодоступных поверхностей.
Непрерывно снимает данные при движении по поверхности. Система Renishaw REVO с пятиосевым движением (3 линейные оси КИМ + 2 оси поворотной головки) обеспечивает скорость сканирования до 500 мм/с и скорость сбора данных до 4000 точек/с согласно официальным характеристикам Renishaw. Идеальна для контроля сложных криволинейных поверхностей: лопаток турбин, кулачков, фасонных профилей.
Бесконтактный метод. Линейный лазерный луч проецируется на поверхность, камера фиксирует профиль. За один проход формируется облако из 50 000–200 000 точек. Подходит для мягких, деформируемых и зеркальных поверхностей, где контактный щуп оставляет следы или вызывает прогиб детали.
Оптические КИМ с матричным сенсором применяются для контроля миниатюрных деталей электроники с точностью 1–2 мкм. Не требуют физического контакта с изделием, что исключает риск повреждения поверхности.
Основной нормируемый показатель по ISO 10360-2:2009. Задаётся в виде E = A + L/K, где A — базовая погрешность в мкм, L — длина измерения в мм, K — коэффициент жёсткости. Для стандартных промышленных мостовых КИМ базовая погрешность A составляет 1,5–2,5 мкм, для ультра-прецизионных лабораторных — от 0,5 мкм.
Характеризует разброс при многократном зондировании эталонной сферы по 125 точкам (ISO 10360-5:2010). У современных систем составляет 0,5–2,5 мкм в зависимости от конструкции щупа и параметров фильтрации сигнала.
Эталонная температура измерений — 20°C (ISO 1:2022). Коэффициент линейного расширения стали α ≈ 11,5×10⁻⁶ /°C, что означает изменение размеров стальной детали на ~11–12 мкм на каждый метр длины при отклонении температуры на 1°C. Именно поэтому прецизионные КИМ термостатируются в диапазоне 18–22°C и оснащаются датчиками для программной температурной компенсации.
Координатно-измерительная машина остаётся наиболее универсальным инструментом трёхмерного контроля в современном производстве. Выбор типа КИМ определяется габаритами и массой деталей, требуемой точностью и условиями эксплуатации. Мостовые системы с контактными щупами Renishaw TP2/TP20 обеспечивают точность от 0,5 мкм для ультра-прецизионных задач. Портативные шарнирные руки решают задачи выездного контроля крупных конструкций с точностью 15–50 мкм. Правильно подобранная и регулярно поверяемая КИМ гарантирует соответствие выпускаемых изделий требованиям ГОСТ 24643-81, ISO 1101:2017 и корпоративных стандартов качества предприятия.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.