Koordinat ölçüm makinesi için ölçüm programı yazmak

CMM programlama nedir ve neyi çözer?

Koordinat ölçüm makinesi (CMM), bir parçanın yüzeyine prob ile temas ederek ya da yüzeyi tarayarak noktaların X, Y ve Z koordinatlarını okuyan ve bu noktalardan çap, düzlem, silindir, mesafe gibi geometrik elemanları hesaplayan bir ölçüm sistemidir. CMM programlama, bu ölçümün her seferinde aynı sırayla, aynı stratejiyle ve operatörden bağımsız yapılmasını sağlayan ölçüm programının hazırlanmasıdır.

Elle yapılan ölçümde operatör her noktayı kendi kararıyla seçer. Aynı parça farklı kişilerce farklı ölçülür, ölçüm sonucu operatörün alışkanlığına göre oynar. Program ise hangi elemanın hangi noktalarla, hangi sırayla ve hangi güvenli hareketlerle ölçüleceğini kayda geçirir. Böylece ölçüm tekrarlanabilir hale gelir, raporlar birbiriyle karşılaştırılabilir ve seri üretimde her parça aynı kurala göre kontrol edilir.

Programa başlamadan önce neler hazırlanır?

İyi bir program makine başında değil, masa başında başlar. Teknik resim okunur, ölçülecek özellikler ve tolerans türleri çıkarılır. Hangi ölçünün boyutsal, hangisinin geometrik tolerans olduğu ayrılır, datum referanslarının sırası not edilir. Ölçüm planı bu listeden doğar.

Program öncesi hazırlıkta şunlar netleştirilir: • Hangi özellikler ölçülecek ve hangi toleransa karşı değerlendirilecek • Parça makineye nasıl bağlanacak, hangi aparat kullanılacak ve prob hangi yüzeylere erişebilecek • Hangi prob konfigürasyonu gerekiyor: düz çubuk, yıldız, uzatma ya da farklı uç çapları • Parçanın sıcaklığı ve ortamı: ölçüm odasında dengelenmemiş parça hatalı sonuç verir • Raporun kimin için hazırlanacağı: üretim operatörü, kalite mühendisi ya da müşteri

Bu hazırlık atlanırsa program yazılır ama ölçüm boşa gider; çünkü yanlış datum sırası ya da erişilemeyen bir yüzey ancak makine başında fark edilir.

Prob seçimi ve nitelendirme neden bu kadar önemli?

CMM aslında probun ucundaki küreyi ölçer. Yüzey noktası, küre merkezinin koordinatından küre yarıçapı kadar telafi edilerek bulunur. Bu yüzden prob ucunun gerçek çapı ve konumu makine yazılımına doğru tanıtılmalıdır; bu işleme prob nitelendirme (qualification) denir. Nitelendirme, genellikle konumu bilinen bir referans küre üzerinde yapılır.

Temaslı tetiklemeli prob, tek tek noktalar alır ve ayrık nokta ölçümü için uygundur. Tarama probu ise yüzey üzerinde sürekli veri toplar; form hatası, yuvarlaklık ve düzlemsellik gibi özelliklerde daha fazla bilgi verir. Hangisinin seçileceği ölçülecek özelliğe ve gereken doğruluğa bağlıdır.

Prob konfigürasyonunu değiştirdiğinizde, ucu çevirdiğinizde ya da ucu bir yere çarptığınızda nitelendirmeyi yenilemek gerekir. Nitelendirme sonuçlarındaki sapma, probun mekanik durumu hakkında erken uyarı da verir.

Parça hizalama ve datum kurulumu nasıl yapılır?

Parçayı makineye koyduğunuzda parçanın koordinat sistemi ile makinenin koordinat sistemi aynı değildir. Hizalama, bu sistemleri teknik resmin datum referanslarına göre eşleştirme işlemidir. Önce birincil datum yüzeyi birkaç noktayla ölçülerek bir düzlem tanımlanır ve parçanın duruşu bu düzleme göre dönüştürülür. Sonra ikincil datum bir çizgi ya da yüzeyle yönü kilitler, üçüncül datum ise kalan serbestliği alır.

Burada en sık yapılan hata, datum sırasını teknik resimdeki sıraya uymayarak seçmektir. Teknik resimde birincil, ikincil ve üçüncül olarak verilen datumlar bir önem sırası taşır; farklı sırayla kurulan koordinat sistemi, geometrik toleransları yanlış değerlendirir.

Otomatik çalışacak programlarda genellikle önce kaba hizalama (parçayı birkaç noktayla bulmak), sonra ölçüm elemanlarına dayalı hassas hizalama yapılır. Bu sayede parça aparatta milimetrenin küçük bir bölümü kadar farklı otursa bile program aynı koordinat sistemine ulaşır.

Ölçüm programı adım adım nasıl yazılır?

Programın omurgası, elemanları ölçen komutların mantıklı bir sırayla dizilmesidir. Tipik akış şöyledir: • Prob nitelendirmesinin doğrulanması ve güvenli başlangıç konumu • Kaba hizalama, ardından datum elemanlarının ölçülerek hassas hizalama • Düzlem, çizgi, daire, silindir, koni, küre gibi geometrik elemanların ölçülmesi; her elemanın nokta sayısı ve dağılımı ölçülen özelliğin boyutuna ve form hatası beklentisine göre seçilir • Elemanlar arası mesafe, açı, konum ve çap boyutlarının hesaplanması • Dik açılık, paralellik, eş eksenlilik, konum gibi geometrik toleransların değerlendirilmesi • Sonuçların kabul ya da ret olarak işaretlenmesi ve raporun üretilmesi

Hareketler arasında güvenli yükseklik ve yaklaşma mesafesi tanımlanır. Prob bir elemandan diğerine geçerken parçaya veya aparata çarpmayacak şekilde ara noktalar eklenir. Yeni program ilk koşuda genelde düşük hızda, operatör gözetiminde denenir; ancak çarpışma riski yok denilince normal hıza çıkılır.

Büyük programlar küçük parçalara bölünür: hizalama bölümü, bir yüzeyin ölçümü, bir deliğin ölçümü gibi. Bu hem hata ayıklamayı kolaylaştırır hem de benzer parçalar için programın bir kısmının yeniden kullanılmasını sağlar.

Raporlama, belirsizlik ve sık yapılan hatalar

Ölçüm yalnızca sayıdan ibaret değildir; sayının ne kadar güvenilir olduğu da önemlidir. Ölçüm belirsizliği, makinenin doğruluğundan, prob nitelendirmesine, parça sıcaklığından, aparat sertliğine ve nokta stratejisine kadar birçok kaynaktan gelir. Bir ölçüm toleransın sınırına çok yakınsa belirsizlik karar verirken dikkate alınmalıdır.

Rapor, kabul eden kişiye ihtiyacı olan bilgiyi hızlı verecek şekilde kurulur: ölçülen özellik, nominal değer, tolerans, ölçülen değer, sapma ve kabul durumu. Seri üretimde sonuçların veri tabanına ya da istatistik yazılımına aktarılması süreç eğilimlerini izlemeye yardım eder.

Sık yapılan hatalar şunlardır: • Nitelendirme yapılmadan ya da eski nitelendirmeyle ölçüm • Datum sırasının teknik resimden farklı kurulması • Çok az noktayla form hatası olan bir elemanın ölçülmesi • Parçanın ortam sıcaklığına gelmeden ölçülmesi • Aparatın parçayı esnetmesi, bu yüzden bağlama kuvveti ile ölçüm sonucunun oynaması • Programda güvenli hareket tanımlanmadan otomatik çalıştırma

Başlangıçtan ileri düzeye öğrenme yolu

Başlangıç aşaması, koordinat ölçmenin ve teknik resim okumanın temelleridir: eksenler, koordinat sistemleri, geometrik elemanlar, temel boyut ve tolerans kavramları. Burada geometrik boyutlandırma ve toleranslandırma okuma becerisi, programlamanın yarısı kadar önemlidir; çünkü hangi ölçünün nasıl değerlendirileceğini teknik resim belirler.

Orta aşamada manuel ya da yarı otomatik ölçüm yapılır, prob nitelendirme ve hizalama pratik edilir. Sonra aynı parça için bir ölçüm programı yazılır, çalıştırılır ve sonuçlar tekrarlanabilirlik açısından karşılaştırılır.

İleri aşamada ölçüm stratejisi ve plan tasarımı gelir: hangi özelliğin hangi nokta sayısı ve hangi probla ölçüleceği, ölçüm süresi ile doğruluk arasındaki denge, belirsizlik analizi, veri yönetimi ve ölçüm odasının günlük işleyişi. Bu aşamada kişi artık yalnız program yazmaz, ölçüm sürecini tasarlar.

Bu beceriyi Mindset programlarında nerede çalışırsınız?

CMM ile Koordinat Ölçüm Programlama programında modüller koordinat ölçme tekniğinin temellerinden başlar; parça kurulumu ve hizalama, geometrik elemanların ölçülmesi ve geometrik tolerans değerlendirmesi ile devam eder. Ardından ölçüm programı yazımı, ölçüm stratejisi ve plan tasarımı, raporlama ve veri yönetimi işlenir ve program bir uygulama projesiyle kapanır.

CMM Ölçüm Teknikleri ve Ölçüm Odası Yönetimi programı ise prob sistemleri ve nitelendirme, parça hizalama ve datum kurulumu, ölçüm programı yazımı, belirsizlik, analiz ve raporlama ile ölçüm odası işleyişi ve vaka atölyesini kapsar. Önceki program program yazma becerisine, bu program ölçüm odasının bütününü yönetmeye daha yakındır.