Sanayi devriminden itibaren endüstri hızla gelişmekte ve büyümektedir. Bu gelişmeler sonucunda kaçınılmaz olarak varolan rekabet ortamında ürün kalitesinin önemi de artmıştır. Ürün kalitesinin sağlanmasında ise sadece nihai ürünün kontrolü yeterli gelmemektedir, ürünü meydana getiren süreçlerin kontrol altında tutulması gerekmektedir.
Endüstrinin kalite ve süreç kontrolüne verdiği önem koordinat ölçüm cihazlarının gelişmesine katkı sağlamıştır. Gerek mühendislik uygulamaları ve ürün gelişimi gerekse imalat sektörü ve süreç kontrolünde kullanım alanı artan koordinat ölçüm cihazları yüksek ölçüm hassasiyeti ve hızın yanı sıra imalat ile bütünleşik hale getirilebilme konusunda kullanıcılara büyük kolaylıklar sağlamaktadır.
ISO 10360-1 uluslar arası standardı, koordinat ölçme cihazını bir ölçme probunu hareket ettiren, iş parçası üzerindeki uzaysal koordinatları belirleme kabiliyetine sahip ölçme sistemi olarak tanımlar [1]. Koordinat ölçüm cihazları İngilizcesi ‘Coordinate Measurment Machines’ sözlerinin ilk harflerinin birleştirilmesi ile CMM olarak adlandırılmaktadır. CMM’ler, temel olarak gövde, kayıt ve kızaklar, kontrol ünitesi, servo motorlar, elektronik cetveller, problama sistemi, yazılım, bilgisayar donanımı gibi ana bileşenlerden oluşmaktadır. [2].
CMM cihazlarının genel çalışma prensibi ise kontrolü yapılacak olan parçanın, X-Y-Z eksenlerinde, koordinat verilerinin toplanması ve eşleştirilmesi esasına dayanır. Parçaya ait nokta verilerinin toplanması ile önceden belirlenen imalat toleranslarının doğrulaması ya da kullanımda olan bir parçanın deformasyon oranın tespiti gibi pek çok kontrol uygulamaları mümkün kılınmaktadır.
Şekil 1: CMM ile koordinat verileri belirlenen parçanın toleranslar baz alınarak oluşturan renk skalası ile raporlanması [3]
CMM ile yapılan ölçü kontrollerinde kullanılan cihazlar ve problar ihtiyaca göre farklı özellikler taşımakla beraber ölçümü yapılacak olan parçaya temas ederek koordinat verilerini toplar. Ölçüm hassasiyeti oldukça yüksek olan prob sistemleri parça üzerinde kısa mesafelerde ölçüm yaparak parça boyutlarını çok iyi tespit edebilmektedir. Toplanan koordinat verileri ölçülecek parçaların yapılarına göre özel olarak hazırlanan yazılım sistemleri ile raporlanabilmektedir. İleri seviye bir koordinat ölçme yazılımı, standart tüm Geometrik Toleransları içermekte olup, tarama, tersine mühendislik yapabilme, grafiksel raporlama yapma gibi özelliklere sahiptir. Özellikle belli bir geometrik elemana sahip olmayan kalıp ve saç parçalar gibi ileri seviye ölçme yapan yazılımlar, mevcut sistemlere adapte edilebilmektedir.
Koordinat ölçüm cihazları kullanım şekillerine göre yatay ve dikey tip olmak üzere ikiye ayrılmaktadırlar. Bunun dışında geniş hareket kabiliyeti sağlayan koordinat ölçüm kolları da mevcuttur.
1.Dikey Tip Koordinat Ölçüm Cihazı
Dikey tip CMM’de prob hareketli bir köprü tarafından dikey olarak taşınmaktadır. Ölçülecek parça köprü altına bağlanır ve hareketli köprü vasıtası ile prob parçanın koordinat verilerini toplar.
Şekil 2: Dikey tip koordinat ölçüm cihazı [4]
Üretim hatlarında veya ölçüm odalarında kullanılabilen bu tip cihazlar, stabil yapıları ve yüksek hassasiyetleri ile ön plana çıkmaktadır. Dikey tipteki koordinat ölçüm cihazları tek başlarına kullanılabildikleri gibi üretim hattında prosesin bir parçası olarak da kullanılabilmektedir.
2.Yatay Tip Koordinat Ölçüm Cihazı
Yatay tip CMM dikey tipte olduğu gibi dik bir düzleme değil yatay düzleme yerleştirilmiş koldan ve ucundaki probdan oluşmaktadır. Yapısı itibariyle daha büyük ve geniş bir çalışma alanına sahiptir.
Şekil 3: Yatay tip koordinat ölçüm cihazı [4]
Ölçüm yapılacak parçaların tezgaha bağlanması ve çözülmesi dikey tipe göre daha kolaydır. Sanayinin çeşitli alanlarında kullanılan kalıpların ölçümlerinde çoğunlukla bu tip CMM’ler kullanılmaktadır. Yapısının dışında kalıpçılıkta tercih edilmesinin bir diğer önemli noktası da ölçüm hassasiyetinin daha iyi olmasıdır.
3.Koordinat Ölçüm Kolu
Ölçüm kolları, yüksek hassasiyetli aynı zamanda da istenilen yerde istenilen ölçümü yapabilecek portatif ölçüm cihazlarıdırlar. Ölçme kolları bu yapıları nedeniyle sıklıkla ve farklı istasyonlarda ölçüm yapılan çalışmalarda çokça kullanılmaktadır. Bu özelliği sayesinde süreç kontrolünde ve istatiksel veri toplamada özellikle tercih edilmektedir.
Şekil 4: Koordinat ölçüm kolu [4]
Ölçüm kolları, donanımına uyumlu şekilde entegre edilebilen lazer kafalar sayesinde temassız ölçümlere ve tersine mühendislik uygulamalarına uygun hale getirilebilmektedirler. Lazer tarama özelliğiyle nokta bulutu (Mesh Data) oluşturulması ve oluşturulan bu dataların ‘Tersine Mühendislik (RE)’ sistemlerinin kullanılarak parametrik modeller elde edilmesi, bu tip CMM’lerin ürün geliştirme süreçlerin de etkin rol almasını sağlamıştır.
Şekil 5: Lazer ile ölçümü yapılan parçanın koordinat verilerinin renk haritası şeklinde gösterimi [5]
Parçadan alınan koordinat verilerini, tanımlanan toleranslara göre renk haritası şeklinde raporlama özelliğine sahip olan lazer ölçüm kafaları özellikle parçalarda meydana gelen deformasyonların tespit edilmesinde sıkça kullanılırlar.
Çiğdem Bilim
KBT Metroloji ve Kalite Mühendisliği Çalışma Grubu
Kaynakça
[1] https://www.iso.org/committee/54924/x/catalogue/ , son erişim tarihi: 17.04.2017
[2] Teke İ., Yandayan T., Karadayı R., Koordinat Ölçüm Metrolojisi, Üç Boyutlu Ölçüm Cihazı (CMM) Modernizasyonu, Kalibrasyonu, Verifikasyonu, Dünyada ve Ülkemizdeki Durumu, Münendis ve Makine Dergisi, 653 s.18-25, 2013
[3] http://www.innovmetric.com/sites/default/files/images/casestudy/geoform_article7.jpg, son erişim tarihi: 22.04.2017
[4] http://www.hexagonmetrology.com.tr/Ueruenler_98.htm#.WPN74Wv-u00 son erişim tarihi: 22.04.2017
[5] http://www.innovmetric.com/sites/default/files/documents/cover_1.jpg, son erişim tarihi: 22.04.2017
