TIN TỨC

Trong thời đại công nghiệp 4.0, khi độ chính xác là yếu tố quyết định thành công của sản phẩm, máy đo CMM đã trở thành một công cụ đắc lực cho hoạt động sản xuất. Vậy, máy đo CMM là gì, ưu nhược điểm ra sao, ứng dụng như thế nào, đâu là các loại máy đo 3D CMM phổ biến trên thị trường? Hãy cùng Yamazen Việt Nam tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau.

1. Máy đo CMM là gì?

Máy đo CMM (còn gọi là máy đo 3D, máy đo 3D CMM, máy đo tọa độ, máy đo tọa độ 3 chiều, Coordinate Measuring Machine) là một thiết bị đo lường chính xác được sử dụng để đo lường hình học, kiểm tra chất lượng sản phẩm nhằm đảm bảo chi tiết sản xuất đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật đã đề ra. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề như sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ, chế tạo máy móc cơ khí…

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy đo CMM

Máy đo CMM được cấu thành từ nhiều bộ phận, mỗi bộ phận đóng một vai trò riêng biệt trong quá trình đo.

• Khung máy (Frame): là bộ phận cơ bản của máy, thường được làm bằng vật liệu cứng và chịu lực tốt như gang hoặc thép nhằm giảm thiểu rung động và đảm bảo độ chính xác khi đo.
• Bàn máy (Table): là nơi đặt chi tiết cần đo. Chúng có thể cố định hoặc di chuyển được, tùy thuộc vào từng loại máy. Một số bàn máy được trang bị thêm các điểm cố định hoặc kẹp để đảm bảo chi tiết không bị xê dịch trong quá trình đo.
• Các trục di chuyển (Axes): gồm các trục X, Y, Z; cho phép di chuyển đầu dò theo một hướng cụ thể trong không gian ba chiều. Các trục này có thể là dạng cầu, cánh tay ngang hoặc dạng cổng, tùy thuộc vào thiết kế của máy.
• Đầu dò (Probe): là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với bề mặt của chi tiết cần đo và thu thập dữ liệu tọa độ của các điểm trên chi tiết. Đầu dò có thể là loại tiếp xúc hoặc không tiếp xúc (laser hoặc quang học).
• Hệ thống điều khiển (Control system): gồm phần mềm và phần cứng, chịu trách nhiệm điều khiển chuyển động của các trục, thu thập dữ liệu từ đầu dò và xử lý thông tin. Phần mềm đi kèm cho phép lập trình các chuỗi đo lường, phân tích dữ liệu đo và so sánh kết quả đo với các tiêu chuẩn kỹ thuật.

Ngoài ra, máy đo CMM còn có các bộ phận khác như hệ thống dẫn động (điều khiển chuyển động của các trục và đầu dò), cảm biến và hệ thống hiệu chuẩn (theo dõi, điều chỉnh vị trí của đầu dò và trục, đảm bảo độ chính xác của phép đo)…

Về nguyên lý hoạt động, máy đo CMM hoạt động bằng cách sử dụng đầu dò di chuyển dọc theo các trục X, Y, và Z để chạm vào các điểm trên bề mặt của chi tiết cần đo. Tiếp đó, máy sẽ thu thập dữ liệu về vị trí của các điểm này và sử dụng chúng để tạo ra một mô hình 3D hoặc để so sánh với thông số kỹ thuật trên bản vẽ nhằm đánh giá độ chính xác.

3. Ưu điểm và hạn chế của máy đo CMM

Dưới đây là các ưu điểm và hạn chế của máy đo CMM mà doanh nghiệp cần biết trước khi đầu tư.

3.1. Ưu điểm của máy đo CMM

Máy đo 3D CMM mang lại nhiều lợi ích trong quá trình kiểm soát chất lượng và sản xuất. Dưới đây là các ưu điểm nổi bật của loại máy này.

• Độ chính xác cao: Máy CMM có khả năng đo các chi tiết với độ chính xác và khả năng lặp lại rất tốt, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu khắt khe.
• Linh hoạt trong đo lường: Máy có thể đo được nhiều loại hình dạng và kích thước khác nhau như mặt phẳng, đường cong, lỗ, ren và các bề mặt phức tạp.
• Tự động hóa và tốc độ cao: Máy có khả năng lập trình tự động, giảm thời gian đo và tăng năng suất sản xuất.
• Phân tích dữ liệu hiệu quả: Dữ liệu đo được xử lý và phân tích qua phần mềm, giúp đánh giá chất lượng sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác.
• Khả năng thay đổi đầu dò: Linh hoạt trong việc sử dụng đầu dò tiếp xúc, quét hoặc laser để đáp ứng nhiều ứng dụng khác nhau.

3.2. Hạn chế của máy đo CMM

Ngoài các ưu điểm trên, máy CMM cũng tồn tại một số nhược điểm nhỏ mà doanh nghiệp cần cân nhắc trước khi đầu tư.

• Chi phí đầu tư cao: Máy CMM thường có giá thành lớn, đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu đáng kể.
• Hạn chế trong môi trường khắc nghiệt: Bụi bẩn, dầu mỡ hoặc rung động trong nhà xưởng có thể ảnh hưởng đến kết quả đo nếu không được xử lý tốt.
• Phụ thuộc vào người vận hành: Đối với các máy không tự động, kết quả đo còn phụ thuộc vào kỹ năng và kinh nghiệm của người vận hành.
• Đòi hỏi không gian lớn: Các máy đo CMM lớn như kiểu giàn CMM đòi hỏi không gian lắp đặt rộng rãi, không phù hợp với các nhà xưởng có diện tích nhỏ.

4. Phân loại máy đo CMM

Máy đo CMM được chia thành nhiều loại dựa theo từng tiêu chí phân loại khác nhau.

4.1. Phân loại dựa theo cấu trúc hệ tọa độ

Dựa theo cấu trúc hệ tọa độ, máy 3D CMM được chia thành 5 loại chính dưới đây.

4.1.1. Máy CMM cầu di chuyển (Moving-bridge CMM)

Máy CMM cầu di chuyển có thiết kế với phần cầu nằm trên hai trụ chính và có khả năng di chuyển linh hoạt theo hướng ngang trên bề mặt bàn máy. Trong quá trình đo, đầu dò có thể di chuyển theo ba trục X, Y và Z để tiếp cận các điểm cần đo trên chi tiết. Loại máy này rất phổ biến nhờ khả năng đo chính xác và phù hợp với các chi tiết có kích thước vừa và nhỏ. Tuy nhiên, do phần cầu có thể di chuyển nên độ cứng vững có thể bị ảnh hưởng khi đo các chi tiết lớn hoặc phức tạp.

4.1.2. Máy CMM cầu cố định (Fixed-bridge CMM)

Máy CMM cầu cố định được thiết kế với phần cầu cố định chắc chắn, mang lại độ ổn định và chính xác cao khi đo. Với loại máy này, bàn máy hoặc chi tiết sẽ di chuyển theo trục X, trong khi đầu dò sẽ di chuyển theo hai trục còn lại là Y và Z. Cấu trúc cầu cố định giúp giảm thiểu sai số do rung động, đặc biệt phù hợp với các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao và các ứng dụng trong ngành công nghiệp chính xác như cơ khí chế tạo và hàng không.

4.1.3. Máy CMM cánh tay ngang (Cantilever CMM)

Máy CMM cánh tay ngang có thiết kế với một cột chính và một dầm ngang kéo dài về một phía. Thiết kế này tạo ra không gian mở, giúp dễ dàng tiếp cận và thao tác trên các chi tiết nhỏ hoặc trung bình. Do chỉ có một cột trụ hỗ trợ, máy CMM kiểu cánh tay ngang có thể gặp hạn chế về độ cứng vững khi đo các chi tiết lớn hoặc chịu tải trọng cao.

4.1.4. Giàn CMM (Gantry CMM)

Giàn CMM là loại máy có cấu trúc lớn với hai cột trụ song song hỗ trợ một dầm ngang nằm trên cao, giống như một chiếc cầu trục. Đầu dò di chuyển linh hoạt trong không gian ba chiều để thực hiện các phép đo chính xác. Máy CMM kiểu giàn đặc biệt phù hợp cho việc đo các chi tiết có kích thước lớn và khối lượng nặng nhờ không gian đo rộng rãi và cấu trúc vững chắc.

4.1.5. Máy CMM hình chữ L (L-Shaped CMM)

Như đúng tên gọi, máy CMM hình chữ L có cấu trúc dạng chữ L với một cột chính và một dầm ngang kéo dài ra ngoài. Thiết kế này giúp mở rộng không gian đo và cho phép đầu dò dễ dàng tiếp cận các vị trí phức tạp trên chi tiết. Máy CMM kiểu chữ L thường được sử dụng cho các ứng dụng đo yêu cầu độ chính xác cao trong khi vẫn cần sự linh hoạt trong tiếp cận các bề mặt và vị trí khó.

4.2. Phân loại dựa trên tương tác giữa máy CMM và bề mặt cần đo

Dựa theo tương tác giữa máy CMM và bề mặt cần đo, máy 3D CMM được chia thành 2 loại chính dưới đây.

4.2.1. Máy đo CMM tiếp xúc (Contact CMM)

Máy đo CMM tiếp xúc sử dụng đầu dò tiếp xúc để chạm vào bề mặt chi tiết, ghi lại tọa độ các điểm đo trên bề mặt thông qua hệ thống cơ khí và cảm biến. Ưu điểm của loại máy này là cho độ chính xác cao, có khả năng đo lường chi tiết ở các vị trí phức tạp và các khu vực nhỏ. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo và sản xuất.

4.2.2. Máy đo CMM không tiếp xúc (Non-Contact CMM)

Máy đo CMM không tiếp xúc sử dụng các công nghệ như laser, quang học hoặc sóng siêu âm thay vì đầu dò tiếp xúc để đo lường bề mặt của chi tiết. Nhờ đó, loại máy này không làm hỏng chi tiết, phù hợp với các ứng dụng đo bề mặt tinh xảo hoặc các chi tiết có cấu trúc phức tạp. Ưu điểm nổi bật của loại máy này là khả năng đo lường với tốc độ cao.

Tìm hiểu thêm: Máy đo độ cứng Mitutoyo chính hãng, giá tốt nhất thị trường

5. Ứng dụng của máy đo CMM

Máy đo tọa độ CMM được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng đo lường chính xác và linh hoạt.

• Ngành cơ khí chính xác: kiểm tra kích thước và dung sai hình học của các chi tiết phức tạp như bánh răng, trục, khuôn mẫu.
• Ngành công nghiệp ô tô: đo lường và đánh giá các bộ phận như động cơ, khung xe, và hệ thống truyền động.
• Ngành hàng không vũ trụ: kiểm tra các chi tiết yêu cầu khắt khe về độ chính xác như cánh quạt, vỏ động cơ, và linh kiện máy bay.
• Ngành điện tử: đo các linh kiện điện tử nhỏ và có cấu trúc phức tạp.
• Ngành y tế: kiểm tra kích thước và hình dạng các thiết bị y tế như khớp nhân tạo, dụng cụ phẫu thuật.

6. Tiêu chí lựa chọn máy đo CMM

Việc lựa chọn máy đo tọa độ CMM phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong quá trình đo lường. Dưới đây là các tiêu chí doanh nghiệp cần xem xét khi lựa chọn máy CMM.

• Độ chính xác: Chọn máy đo CMM có độ chính xác phù hợp với yêu cầu đo lường. Độ chính xác được xác định bởi sai số đo lường của máy và thường được ghi rõ trong tài liệu kỹ thuật của máy.
• Kích thước và phạm vi đo lường: Lựa chọn máy đo CMM có kích thước và phạm vi đo lường phù hợp với kích thước của các chi tiết cần đo. Hành trình trục X, Y, Z phải đủ lớn để đáp ứng yêu cầu đo.
• Loại đầu dò: Xác định xem chọn đầu dò tiếp xúc hay không tiếp xúc. Đầu dò tiếp xúc phù hợp với các ứng dụng đo lường truyền thống và có thể kiểm tra các chi tiết với độ chính xác cao. Đầu dò không tiếp xúc phù hợp với các chi tiết dễ bị hỏng hoặc có bề mặt tinh xảo.
• Tính năng tự động hóa và lập trình: Nên chọn máy đo CMM có tính năng tự động hóa cao, bao gồm khả năng lập trình các phép đo tự động để giảm thiểu thời gian và công sức.
• Chất lượng và độ bền của máy: Chọn máy đo CMM được làm từ vật liệu chất lượng cao và có cấu trúc chắc chắn để đảm bảo độ bền và ổn định trong suốt quá trình sử dụng.

Có thể doanh nghiệp quan tâm: Toàn bộ thông tin về máy đo độ nhám bề mặt

7. Hướng dẫn sử dụng máy đo 3D CMM

Dưới đây là các bước vận hành máy đo 3D CMM.

Bước 1: Khởi động máy

• Mở máy đo 3D CMM và kiểm tra các chức năng để đảm bảo máy hoạt động bình thường.
• Kiểm tra các cài đặt liên quan đến tốc độ đo, độ chính xác và độ phân giải để đảm bảo thông số phù hợp.

Bước 2: Lập kế hoạch và chọn chương trình đo

• Xác định các điểm và đặc điểm cần đo trên mẫu vật.
• Chọn chương trình đo phù hợp với yêu cầu cụ thể của công việc.

Bước 3: Tiến hành đo lường

• Đặt đầu đo vào vị trí ban đầu và cài đặt hệ thống để chuẩn bị đo lường.
• Di chuyển đầu đo tới các vị trí cần đo, thực hiện quét hoặc chạm vào các điểm đo cần thiết.
• Đảm bảo đầu đo tiếp xúc chính xác và ổn định với mẫu trong suốt quá trình đo.

Bước 4: Xử lý dữ liệu

• Dữ liệu thu thập được sẽ được xử lý qua phần mềm đo lường thích hợp.
• Kiểm tra và phân tích dữ liệu để xác định kết quả đo, so sánh với các yêu cầu và tiêu chuẩn kỹ thuật.

Bước 5: Ghi nhận kết quả

• Tạo báo cáo đo lường chi tiết, bao gồm các thông số, kết quả và đánh giá.
• Lưu trữ kết quả đo và dữ liệu để tham khảo và phân tích trong tương lai.

8. Yamazen Việt Nam – Đơn vị cung cấp máy đo CMM uy tín, giá tốt

Yamazen Việt Nam là đơn vị cung cấp máy đo CMM hàng đầu với uy tín và giá cả cạnh tranh nhất thị trường. Chúng tôi cung cấp các giải pháp đo lường chính xác và tin cậy, đáp ứng nhu cầu của mọi ngành công nghiệp.

Lý do nên chọn mua máy đo CMM tại Yamazen Việt Nam

• Đa dạng sản phẩm: Yamazen Việt Nam cung cấp các loại máy đo CMM từ nhiều thương hiệu nổi tiếng như Mitutoyo, Accretech, Carl Zeiss…, đáp ứng mọi nhu cầu đo lường chính xác của doanh nghiệp, từ các ngành công nghiệp nhẹ đến các ngành công nghiệp nặng.
• Chất lượng vượt trội: Các sản phẩm máy đo CMM của Yamazen Việt Nam đều được đảm bảo chất lượng với độ chính xác cao, giúp doanh nghiệp kiểm soát chất lượng sản phẩm một cách hiệu quả và chặt chẽ.
• Giá cả cạnh tranh: Yamazen Việt Nam cam kết mang đến cho doanh nghiệp mức giá tốt nhất trên thị trường bằng cách áp dụng các chính sách giá hấp dẫn.
• Dịch vụ chuyên nghiệp: Đội ngũ chuyên viên giàu kinh nghiệm của Yamazen Việt Nam luôn sẵn sàng tư vấn và hỗ trợ doanh nghiệp trong việc lựa chọn sản phẩm phù hợp cũng như cung cấp dịch vụ bảo hành, bảo trì chuyên nghiệp.

Hãy liên hệ với Yamazen Việt Nam ngay hôm nay để nhận tư vấn và báo giá máy đo CMM chi tiết nhất!