أنواع أدوات القياس المستخدمة في فحص آلات CNC: كيفية فحص الأجزاء المصنعة بدقة

في عصرنا الحالي، حيث تعتبر الدقة العامل الأكثر أهمية للأجزاء قبل استخدامها في التطبيق الفعلي، يلعب الفحص دورًا مهمًا في التحقق من الدقة البُعدية والوظيفية.

تعتمد عملية الفحص على منهجين رئيسيين: القياس والمعايرة. تشمل أدوات القياس الفرجار، والميكرومتر، وآلات قياس الإحداثيات (CMM)، وغيرها. أما أدوات المعايرة، فتُناقش بالتفصيل في هذا الدليل. كُتبت هذه المقالة لتقديم بعض أدوات المعايرة المفيدة لفحص آلات CNC.

ما هي المقاييس في فحص آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC)؟

تُعدّ المقاييس جزءًا أساسيًا من فحص آلات CNC، وتُستخدم للتحقق بدقة من الأجزاء المُصنّعة. تُتيح هذه المقاييس تحديد ما إذا كان البُعد يفي بالحدود المُحددة بسرعة، لا سيما عند فحص الأجزاء ذات التفاوتات الدقيقة . وهي عنصرٌ لا غنى عنه في الإنتاج الضخم، حيث تُعدّ سرعة الفحص وقابليته للتكرار وبساطته من العوامل الأساسية. تتنوع المقاييس المستخدمة في الصناعات التحويلية بشكل كبير، وذلك بناءً على عدة عوامل هندسية، مثل التفاوتات البُعدية وهندسة مكان العمل، وغيرها.

لماذا تحتاج الأجزاء المصنعة باستخدام آلات CNC إلى فحص القياس؟

تُعتبر عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) عمومًا أفضل منصة تصنيع بأقل عدد من العيوب. ورغم دقة هذه العمليات العالية، إلا أننا نحتاج إلى التحقق من الأبعاد باستخدام أدوات القياس. نحتاج إلى فحص القياس للأسباب التالية:

• تغير أبعاد تآكل الأدوات
• يمكن أن يؤثر اختلاف المواد على الأبعاد النهائية
• قد تحدث أخطاء في الإعداد أو البرمجة
• قد تكون هناك حاجة إلى معايير تفاوت دقيقة، مثل IT5 - IT7.

فحص المقاييس مقابل القياسات البعدية

يوضح الجدول التالي الفروقات بين فحص المقاييس وقياس الأبعاد:

مقاييس فحص الثقوب

كما ذكرنا سابقاً، توجد مجموعة واسعة من أدوات القياس المستخدمة في عمليات الفحص في الصناعات التحويلية. ويعتمد نوع أداة القياس المستخدمة في الغالب على الشكل الهندسي. أما بالنسبة لفحص الثقوب، فتُستخدم عادةً أدوات القياس الثلاث التالية:

مقاييس التوصيل

تُستخدم مقاييس السدادات عادةً لفحص الثقوب الناتجة عن عمليات مثل الحفر باستخدام الحاسوب (CNC)، نظرًا لكونها من أسرع أدوات الفحص وأبسطها وأكثرها موثوقية. وهي عبارة عن مقياس أسطواني مصقول بدقة عالية، مصنوع من فولاذ الأدوات المقوى. يُدخل هذا المقياس في الثقب للتحقق من حجمه. يحتوي المقياس على طرفين: طرف "المرور" وطرف "الرفض"، واللذان يُحددان بناءً على الحد الأدنى والحد الأقصى لحجم القطعة، على التوالي.

مقاييس دبوس

تأتي هذه المقاييس الدبوسية على شكل مجموعة، ولكل دبوس قطر معروف، مثل 5.98 مم، 5.99 مم، وما إلى ذلك، مما يحدد ما إذا كان الثقب ضمن التفاوت المسموح به.

• إنها أبسط الأدوات وأكثرها دقة المستخدمة لفحص قطر ثقوب الأجزاء المصنعة باستخدام آلات CNC.
• تتخذ هذه المقاييس قراراً سريعاً بشأن المضي قدماً أو عدم المضي قدماً.

مقاييس تتحمل

تتكون مقاييس الثقوب من رأس قياس مزود بنقاط تلامس صلبة، ومسبار متحرك بنابض، وقضيب تمديد، ومؤشر قياس. وتُستخدم للكشف عن:

• قطر داخلي
• تفتق
• عدم الاستدارة
• ثقوب على شكل الساعة الرملية
• تآكل في الأسطوانات بعد الخدمة

تتميز هذه المقاييس بدقة عالية، أي 1 - 2 ميكرومتر، وتوفر فحصًا سريعًا.

مقاييس فحص الخيوط

تُصنع الخيوط لتركيب البراغي أو لتحسين مظهر الأجزاء. وللتحقق من دقة الخيوط، تُستخدم المقاييس التالية:

مقاييس سدادات الخيوط

هذه أدوات فحص دقيقة تُستخدم لفحص الخيوط الداخلية. يمكن أن تكون هذه الخيوط الداخلية لأجزاء مختلفة، مثل الصواميل وأجسام الصمامات، إلخ. تُستخدم مقاييس سدادات الخيوط لفحص ما يلي:

• درجة سن اللولب غير صحيحة
• قطر الخيط غير صحيح
• شكل الخيط رديء
• حروق ناتجة عن أضرار
• الخيوط المقطوعة بعمق شديد أو سطحي جداً

تأتي هذه المقاييس بنهايات "مقبول" و"غير مقبول" مع مقبض في المنتصف لسهولة الاستخدام.

مقاييس حلقات الخيوط

يُطلق على أداة الفحص الدقيقة المستخدمة للتحقق من جودة ودقة أبعاد الخيوط الخارجية اسم مقياس حلقة الخيوط. وهي تتكون من حلقة فولاذية مُقسّاة ذات خيوط داخلية مصنّعة بدقة. تقوم أداة الفحص الدقيقة هذه بفحص ما يلي:

• قطر الخطوة غير الصحيح
• زاوية الخيط غير صحيحة
• درجة سن اللولب غير صحيحة
• القطر الرئيسي غير صحيح

يمكن لهذه الأداة أن تؤكد بسرعة ما إذا كان هذا الموضوع مقبولاً أم لا.

مقاييس درجة ميل الخيط

تُعدّ هذه المقاييس من أكثر أدوات الفحص شيوعًا في التصنيع ومراقبة الجودة. تتحقق مقاييس خطوة اللولب من خطوة اللولب وتساعد في تحديد أنواع لوالب الأنابيب المختلفة . تتكون هذه المقاييس من شفرات متعددة تُوضع على لولب البرغي. إذا انطبق كل سنّ تمامًا على كل أخدود، فهذا يعني أن الخطوة صحيحة.

مقاييس فحص القطر الخارجي

تُستخدم مقاييس الحلقات، ومقاييس الضغط، والمقاييس القائمة على الميكرومتر لفحص القطر الخارجي. دعونا نناقشها بإيجاز في هذا القسم:

مقاييس الحلقات

تُعد حلقات القياس من بين أكثر أدوات القياس استخدامًا لفحص القطر الخارجي للأعمدة والمكونات الأسطوانية الأخرى المصنعة من خلال خدمات الخراطة باستخدام الحاسوب (CNC).

• يضمن هذا المقياس ما يلي:
• القطر الخارجي الصحيح
• لا يزال الإنتاج يسير بوتيرة عالية
• لا توجد أخطاء في القياس
• تحسين التكرار

المفاجئة المقاييس

هو مقياس حدّي يُستخدم لفحص القطر الخارجي للأجزاء الأسطوانية بسرعة. يتكون من مقياس قياس ثابت الحجم مزود بفتحة واحدة أو أكثر مصنّعة بدقة. يتم تثبيت الجزء المصنّع في الفتحة للتحقق مما إذا كان القطر الخارجي ضمن التفاوت المسموح به.

مقاييس تعتمد على الميكرومتر

تُستخدم على نطاق واسع مقاييس الميكرومتر لإجراء فحص دقيق للغاية للقطر الخارجي. توفر هذه الأداة قيمًا رقمية على شاشة رقمية. يمكن تثبيت هذه المقاييس على حامل أو طاولة، مما يجعلها أداة أسرع وأكثر دقة لإجراء عمليات الفحص المتكررة.

مقاييس لفحص العمق والدرجة والأخاديد

يُعدّ العمق والخطوة والأخاديد من المكونات المهمة للقطعة. تضمن هذه الخصائص المحاذاة الصحيحة، والملاءمة، والإحكام، والأداء الوظيفي العام للقطعة المصنعة باستخدام آلات CNC. تُستخدم المقاييس التالية لفحص هذه الخصائص في القطعة المصنعة باستخدام آلات CNC:

مقاييس العمق

تقيس مقاييس العمق خصائص العمق لجزء تم تشكيله باستخدام آلة CNC. على سبيل المثال:

• يقيس مقياس العمق ذو الورنية عمق الثقوب
• يقيس مقياس العمق الرقمي العمق بشكل أسرع وأسهل مقارنةً بمقاييس العمق ذات الورنية، وذلك لأنه إلكتروني.
• يُستخدم الميكرومتر العميق لقياس الثقوب والأخاديد وما إلى ذلك بدقة عالية

مقاييس الارتفاع

تُستخدم هذه المقاييس لقياس المسافة الرأسية أو ارتفاع أجزاء القطع المصنعة باستخدام آلات CNC. وتُستخدم على سطح ما لقياس الارتفاع بدقة.

تُستخدم هذه المقاييس من أجل:

• قياس الطول
• قياس عمق الأخدود
• موقع مميز

مقاييس متدرجة

تقيس هذه المقاييس فرق الارتفاع بين سطحين متجاورين لجزء مصنّع باستخدام آلة CNC. يوضع مقياس الدرجة على سطح مرجعي، بحيث تلامس طرفه المقيس كلاً من الدرجة الأعلى والدرجة الأدنى. المسافة الرأسية بين السطحين هي ارتفاع الدرجة.

مقاييس لفحص نصف القطر، والشطف، والحواف

يوفر الفحص الجيد لنصف القطر والشطف وحافة الجزء المصنّع باستخدام الحاسوب ملاءمة مناسبة ومعالجة آمنة وتقليل تركيز الإجهاد.

مقاييس نصف القطر

يُستخدم مقياس نصف القطر لقياس أنصاف الأقطار الداخلية والخارجية بدقة لقطعة مصنعة باستخدام آلة CNC، وذلك لضمان إنتاج نصف قطر الزاوية المحدد بدقة. ويؤدي الوظائف التالية:

• ضمان دقة الأبعاد
• تقليل تركيزات الإجهاد
• التحقق من المطابقة مع الرسومات الهندسية

مقاييس الشطف

للتأكد بسرعة من أن الشطفة بزاوية وعرض صحيحين، تُستخدم مقاييس الشطفة. تضمن هذه المقاييس ملاءمة مثالية، وحوافًا آمنة، ودقة أبعاد القطعة المصنعة باستخدام آلات CNC.

أجهزة قياس الزوايا

تُستخدم مقاييس الزوايا هذه للتحقق مما إذا كانت الميزات، مثل الشطبات والأقطار وما إلى ذلك، يتم إنتاجها وفقًا للزوايا الصحيحة.

صيانة العدادات

تساهم الصيانة الدورية لأي جهاز في زيادة عمره ودقته. يقدم هذا القسم معلومات حول صيانة أجهزة القياس:

لماذا تحتاج مقاييس فحص CNC إلى معايرة؟

أثناء استخدام جهاز الفحص، تؤثر عوامل مختلفة على دقته، مثل الاستخدام طويل الأمد، والاحتكاك مع المكونات المجاورة، وتقلبات درجة الحرارة. ولتجنب هذه المشكلات، يلزم إجراء معايرة دورية لضمان الحصول على نتائج دقيقة.

كيفية تخزين وصيانة أجهزة القياس

اتبع الخطوات التالية لتخزين وصيانة أجهزة قياس الفحص:

1. حافظ على النظافة
2. يوفر مقاومة للصدأ والصدمات الناتجة عن الرطوبة والأجسام الساقطة، على التوالي
3. لا تخلط أدوات الفحص مع التخزين غير السليم

مقاييس مخصصة للأجزاء المصنعة باستخدام آلات CNC

أثناء عمليات التشغيل والتصنيع، يتم استخدام مقاييس مخصصة أيضًا عندما لا تفي مقاييس الفحص القياسية بالمتطلبات.

متى لا تكفي المقاييس القياسية؟

أحيانًا، تُصمَّم البراغي والمسامير والثقوب والأسنان اللولبية، وما إلى ذلك، وفقًا لمتطلبات محددة. ونظرًا لاختلاف هذه التصاميم عن الأحجام أو التصاميم القياسية، لا يمكن استخدام أدوات الفحص القياسية في مثل هذه الحالات. في هذه الظروف، تُستخدم أدوات فحص مصممة خصيصًا.

فوائد المقاييس المخصصة للإنتاج باستخدام التحكم الرقمي الحاسوبي

هذه هي فوائد استخدام مقاييس الفحص المخصصة أثناء الإنتاج باستخدام التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC):

1. دقة أعلى لأنها مصممة خصيصاً وفقاً للمتطلبات
2. تحسين الاتساق
3. معدل إنتاج أعلى
4. الكشف المبكر عن الخلل
5. قدرة فحص بنسبة 100%
6. الخدمة الطويلة في الحياة

المقاييس في عملية فحص التحكم الرقمي بالحاسوب

تُستخدم مقاييس الفحص في الخطوات التالية من عملية فحص CNC:

تفتيش المادة الأولى

تُستخدم أدوات الفحص بعد إنتاج أول قطعة مصنعة باستخدام آلة CNC. وتشمل الأدوار الرئيسية لأدوات الفحص في عملية فحص المنتج النهائي ما يلي:

1. التحقق من الأبعاد الحرجة
2. تأكيد إعداد ماكينة CNC
3. يوفر فحصًا سريعًا للنجاح أو الرسوب
4. الكشف المبكر عن أخطاء التصنيع
5. تقليل الخردة وإعادة العمل

في عملية التفتيش

يعني الفحص أثناء العملية استخدام أدوات الفحص خلال عملية التصنيع وقبل اكتمالها. في هذه الخطوة، تضمن أدوات الفحص ما يلي:

1. التحقق من الأبعاد الحرجة، مثل نصف القطر، والشطف، وما إلى ذلك.
2. يسمح بتصحيح إزاحة الأداة بشكل فوري
3. الحفاظ على جودة متسقة
4. تقليل وقت توقف عمليات التشغيل الآلي

الفحص النهائي

تتضمن هذه الخطوة فحص خصائص الأجزاء النهائية باستخدام أدوات الفحص. والهدف هو التأكد من مطابقة الجزء النهائي للرسم الهندسي وأن أبعاده ضمن الحدود المسموح بها. وتشمل وظائف أدوات الفحص في هذه الخطوة ما يلي:

1. التحقق من الخصائص الهندسية
2. الكشف عن أي أجزاء خارجة عن نطاق التفاوت المسموح به
3. قرار سريع وقابل للتكرار بالنجاح أو الرسوب
4. منع وصول المكونات المعيبة إلى العميل

كيف تستخدم شركة توفا أجهزة القياس لفحص قطع الغيار الخاصة بك؟

شركة TUOFA هي شركة تصنيع صينية رائدة في مجال إنتاج قطع الغيار ومراقبة جودتها وفقًا لأعلى المعايير. تمتلك TUOFA أحدث آلات CNC وأجهزة فحص بمواصفات متنوعة، بالإضافة إلى فريق عمل من المشغلين المحترفين ذوي الخبرة الواسعة.

لضمان استيفاء الأجزاء المصنعة باستخدام آلات CNC لجميع المتطلبات، تستخدم TUOFA مقاييس مختلفة لفحص خصائص أجزاء مشاريعكم، مثل فحص الخيوط والقطر الخارجي، وغيرها. تُستخدم مقاييس الخيوط وفقًا للمواصفات الإمبراطورية والبريطانية والمترية الشائعة لفحص الخيوط الداخلية والخارجية للأجزاء المصنعة باستخدام آلات CNC. يوضح الشكل التالي مواصفات مقاييس الخيوط والحلقات المختلفة من TUOFA:

خاتمة

تلعب أدوات الفحص دورًا هامًا في مراقبة جودة الأجزاء. وتُستخدم أنواع متعددة من أدوات الفحص أثناء عمليات التشغيل والتصنيع ومراقبة جودة الأجزاء المُشَكَّلة باستخدام آلات CNC. على سبيل المثال، توجد أدوات فحص مختلفة لفحص الخيوط، ونصف القطر، والشطف، وما إلى ذلك. بعد الاستخدام المتواصل لأدوات الفحص، قد تتأثر دقتها بعوامل مختلفة، مثل تقلبات درجة الحرارة، لذا يلزم إجراء معايرة وصيانة دورية.

الأسئلة الشائعة

هل مقياس "الموافقة/عدم الموافقة" نوع من أنواع المقاييس؟

نعم، إنه مقياس حد يوفر معلومات سريعة حول ما إذا كانت الميزة المعنية ضمن نطاق التفاوت المسموح به أم لا.

كيف تختلف أنواع المقاييس المختلفة في دقتها؟

يتمثل الاختلاف البارز في قدرة أجهزة القياس على فحص الأبعاد وتقديم قيمة دقيقة، أو مجرد تقديم نتائج نوعية.

ما هي المعايير التي يجب مراعاتها عند اختيار مقياس؟

يمكن اتخاذ القرار بناءً على:

• ميزة للفحص
• الدقة والتسامح المطلوبان
• مادة القطعة وحجمها
• حجم الإنتاج وسهولة التنفيذ
• سرعة الاستخدام قبل اختيار المقياس