کولیس چیست؟

کولیس (Caliper) ابزاری مکانیکی یا دیجیتالی است که از دو فک ثابت و متحرک تشکیل شده و با حرکت فک متحرک روی خط‌کش مدرج، امکان اندازه‌گیری ابعاد مختلف یک قطعه را فراهم می‌سازد. کولیس‌ها در مقایسه با خط‌کش، قابلیت اندازه‌گیری بسیار دقیق‌تر (تا دقت 0.01 میلی‌متر در مدل‌های دیجیتالی) را دارند.

با استفاده از فک‌های بیرونی، فک‌های داخلی، زبانه یا میله‌ی عمق‌سنج و در برخی مدل‌ها فک مخصوص اندازه‌گیری پله (Step), می‌توان ابعاد مختلف یک قطعه را سنجید.

طبقه‌بندی کلی انواع کولیس

انواع کولیس را می‌توان بر اساس روش خواندن، کاربری و ساختار فک / شکل ویژه دسته‌بندی کرد:

1. بر اساس روش خواندن (Display / Readout)

  • کولیس      ورنیه (Vernier Caliper): کلاسیک،      مقاوم، بدون نیاز به باتری؛ دقت رایج: 0.02 یا 0.05 mm.
  • کولیس      ساعت‌دار (Dial Caliper):قرائت سریع‌تر نسبت به ورنیه؛      دقت معمول 0.02 mm. صفحه      ساعت خطای خواندن را می‌کاهد.
  • کولیس      دیجیتال (Digital Caliper): نمایش      مستقیم تا 0.01 mm؛ قابلیت تبدیل واحد، صفر کردن در هر نقطه، بعضاً خروجی داده (USB / RS232 / Bluetooth) برای SPC.

2. بر اساس کاربری / فرم تخصصی

  • کولیس      یونیورسال (General Purpose): رایج‌ترین؛      برای اندازه‌گیری قطر بیرونی، داخلی، عمق و پله.
  • کولیس      عمق‌سنج (Depth Caliper / Depth Gauge): تمرکز      بر اندازه‌گیری عمق شیار و سوراخ؛ با پایۀ باریک یا تیغه‌ای.
  • کولیس      ارتفاع / پایه‌دار (Height Vernier / Height Gauge): که      در کارگاه به آن کولیس پایه‌دار نیز می‌گویند؛ دارای بدنه قائم با خط‌کش      عمودی و پایه سنگین و تخت جهت حرکت روی صفحه سنگ (Surface Plate) برای اندازه‌گیری ارتفاع‌ها، نشانه‌گذاری خطوط روی قطعه و      تعیین فاصله‌های عمودی. این ابزار در واقع توسعه‌یافته‌ی اصل کولیس است؛ برخی      مدل‌ها دیجیتال با انکودر خطی و کلیدهای Data.
  • کولیس      فک بلند (Long Jaw Caliper): برای      دسترسی به عمق شکاف‌ها یا اندازه‌گیری قطر داخلی قطعات بزرگ با فاصله از لبه.
  • کولیس      فک باریک / تیغه‌ای (Blade Caliper):برای اندازه‌گیری شیارهای باریک.
  • کولیس      فک پله‌ای (Step Measuring Caliper): فک‌ها      طوری طراحی شده‌اند که اندازه‌گیری اختلاف ارتفاع / پله با دقت بهتر انجام      شود.
  • کولیس      دندانه چرخ‌دنده (Gear Tooth Caliper): فک‌های      خاص برای اندازه‌گیری ضخامت دندانه در ارتفاع مشخص.
  • کولیس      لوله (Tube      Caliper): فک‌های مقعر یا فرم‌دار برای قطر      خارجی/داخلی لوله‌ها بدون لهیدگی.
  • کولیس      نوک‌تیز (Point Caliper):نوک فک‌ها بسیار تیز و باریک      برای حفره‌های کوچک یا فواصل محدود.
  • کولیس      با فک قابل تعویض (Interchangeable Jaw Caliper): مجموعه      اینسرت‌های فکی برای کاربردهای متنوع (خار، شیار، دندانه، رزوه‌های خاص).
  • کولیس      اندازه‌گیری صفحه/ضخامت (Thickness Caliper): فک‌های      موازی تخت یا منحنی برای ورق، لاستیک، چرم و ...

3. بر اساس سازوکار انتقال داده / هوشمندسازی

  • مدل‌های SPC Ready: دارای      پورت خروجی (Data Hold /      Send) جهت تحلیل آماری فرآیند (Statistical Process Control).
  • مدل‌های      وایرلس / بلوتوث:ارسال خودکار داده به نرم‌افزار      کنترل کیفیت، حذف خطای ثبت دستی.

کولیس پایه‌دار (کولیس ارتفاع) چیست و چه تفاوتی دارد؟

کولیس پایه‌دار یا Height Gaugeابزاری است که روی یک پایه سنگین (معمولاً چدنی یا گرانیتی) قرار گرفته و قائم حرکت می‌کند. حرکت عمودی لغزنده با پیچ قفل و میکرومتر تنظیم ظریف همراه است. قلم نشان‌گذاری (Scriber) یا فک اندازه‌گیری قابل تعویض به کاربر اجازه می‌دهد ارتفاع نقاط مختلف روی قطعه را نسبت به سطح مرجع (صفحه سنگ) اندازه بگیرد یا خطوط افقی و مراکز را منتقل کند. دقت و تکرارپذیری Height Gauge (در محدوده‌های 0–300 یا 0–600 mm) معمولاً بهتر یا هم‌سطح کولیس دستی است، خصوصاً وقتی برای تنظیم از جعبه‌های گیج بلاک استفاده شود.

ضرورت استفاده از کولیس در صنعت ماشینکاری

در ماشینکاری، قطعات با تلرانس‌های بسیار کم (گاهاً در حد صدم میلی‌متر) تولید می‌شوند. در چنین شرایطی، ابزارهای ساده مانند خط‌کش یا متر، دقت کافی ندارند. کولیس‌ها برای کنترل ابعاد قطعات در مراحل مختلف تراشکاری، فرزکاری و مونتاژ ضروری‌اند زیرا:

  • باعث افزایش دقت و کیفیت قطعات می‌شوند.
  • به کاهش ضایعات تولید کمک می‌کنند.
  • فرآیند بازرسی و کنترل کیفیت را سرعت می‌بخشند.
  • برای اندازه‌گیری قطعات پیچیده یا نقاطی که دسترسی محدود است، بسیار کاربردی‌اند.

کاربردهای کولیس در صنعت

  • اندازه‌گیری قطر داخلی و خارجی قطعات استوانه‌ای (مثل شافت‌ها، بوش‌ها و بلبرینگ‌ها).
  • بررسی ضخامت ورق‌ها و قطعات فلزی.
  • اندازه‌گیری عمق سوراخ‌ها و شیارها.
  • کنترل ابعاد در فرآیندهای تولید انبوه.
  • استفاده در کارگاه‌های تعمیرات و مونتاژ قطعات صنعتی.

محدوده‌های (Range) و ابعاد استاندارد تولید کولیس

استانداردهای بین‌المللی (مانند ISO 13385-1) دامنه‌های متداول و خطای مجاز را تعریف می‌کنند. در بازار صنعتی، رایج‌ترین رنج‌های تولید (Metric) برای کولیس‌های عمومی عبارت‌اند از:

نوع کولیس / کاربردرنج‌های بسیار رایج (mm)رنج‌های بزرگ‌تر موجودتوضیحات اضافی
کولیس عمومی ورنیه/ساعت‌دار/دیجیتال0–150 (استاندارد پایه)، 0–200، 0–3000–500، 0–600، 0–800، 0–1000بالاتر از 1000 (تا 2000 یا 3000) ویژه و سفارشی؛ وزن و لنگر   بیشتر => کاهش ارگونومی
کولیس فک بلند / ویژه داخل0–300 (با   فک سفارشی)0–500، 0–600فک بلندتر برای دسترسی، ممکن است دقت نامی کاهش یابد
کولیس عمق‌سنج (Depth)0–150، 0–200، 0–3000–500، 0–600میله یا تیغه عمق قابل تعویض؛ عرض کف برای پایداری مهم است
کولیس ارتفاع (پایه‌دار / Height Gauge)0–300، 0–6000–1000بالاتر از 1000 کمتر رایج؛ اغلب از سیستم‌های ارتفاع دیجیتال   یا CMM استفاده می‌شود
کولیس دندانه چرخ‌دنده0–150، 0–2000–300فک فرم‌دار؛ دامنه کمتر به دلیل کاربرد خاص
کولیس تیغه‌ای / نوک‌تیز0–1500–200، 0–300برای شیار و محل‌های دسترسی محدود

دقت (Resolution) و خطای مجاز (Accuracy / MPE)

  • ورنیه      0.02 mm: ورنیه 50 قسمتی روی 49 mm یا      39 mm (بسته به طراحی) ⇒ تفکیک 0.02 mm.
  • ورنیه      0.05 mm: ورنیه 20 قسمتی ⇒ تفکیک 0.05 mm (ساده‌تر، ارزان‌تر).
  • ساعت‌دار      / دیجیتال:تفکیک معمول 0.01 mm؛ برخی مدل‌های پیشرفته 0.005 mm (با      احتیاط نسبت به نویز و تکرارپذیری).
  • MPE رایج (حداکثر خطای مجاز) برای      کولیس‌های کیفی:
    • رنج       0–150 mm: ±(0.02 تا 0.03) mm بسته       به کلاس.
    • رنج       0–200 / 0–300 mm: معمولاً       ±(0.03 تا 0.04) mm.
    • رنج‌های       بالاتر (0–600، 0–1000): خطا افزایش، مثلاً ±(0.05 تا 0.07) mm یا بیشتر.

نکته: رزولوشن (کوچک‌ترین واحد نمایش) همیشه معادل دقت نیست؛ ممکن است کولیس دیجیتال 0.01 mm نمایش دهد ولی MPE آن ±0.02 یا بیشتر باشد.

طول فک (Jaw Length)

  • فک      استاندارد برای کولیس 150 mm معمولاً      40 mm (فک بیرونی) است.
  • برای      رنج 200 و 300 mm طول      فک می‌تواند به 50–60 mm برسد.
  • فک بلند      سفارشی تا 100–150 mm یا      بیشتر برای کاربردهای ویژه تولید می‌شود (افزایش لنگر ⇒ نیاز به دست ثابت و مراقبت از خم      شدگی).

نکات انتخاب رنج مناسب

  1. رنج      نزدیک به قطعه:انتخاب کولیس 150 mm برای قطعات کوچک دقت و ارگونومی بهتری نسبت به مدل 300 mm فراهم می‌آورد (کاهش خطای خم شدن و راحتی دست).
  2. محیط      کاری: در حضور مایع خنک‌کاری، مدل دیجیتال با IP Rating مناسب (IP54 یا IP67) انتخاب شود.
  3. تکرارپذیری      مورد نیاز:اگر تلرانس ≤ ±0.02 mm است، استفاده از کولیس به تنهایی مرزی است و میکرومتر یا      روش‌های دقیق‌تر نیز لازم می‌شود.
  4. نیاز      به ثبت داده:برای SPC مدل      دیجیتال با خروجی داده یا وایرلس امتیاز دارد.

کاربردهای عملی نمونه

عملیاتمثال کاربرد کولیستوضیح کنترلی
تراشکاری شافتاندازه‌گیری قطر میانی و دو سر شافتبررسی مخروطی شدن (Taper) اولیه   قبل از پرداخت نهایی
فرزکاری شیارسنجش عمق و عرض شیار با میله عمقجلوگیری از زیر یا رو اندازه شدن قبل از گذر به مرحله بعد
مونتاژ بوشکنترل قطر بیرونی بوش و قطر داخلی حفرهتضمین تلرانس تداخل یا لقی مطلوب
سنگ‌زنی نهاییچک کردن ابعاد پله‌ای (Step)جلوگیری از Over Grinding
ساخت قالباندازه‌گیری فاصله مراکز سوراخ‌ها (با روش Step & Difference)تنظیم دقیق دریل یا فرزکاری تکمیلی
QC ورود   موادسنجش ضخامت ورق یا دیواره لولهتطبیق با مشخصات سفارش
Layout روی   صفحه سنگHeight Gauge برای   تعیین ارتفاع خط مرجعانتقال اندازه به قطعه قبل از ماشینکاری

نکات استفاده و نگهداری برای حفظ دقت

  1. سطح فک‌ها      را تمیز و عاری از براده نگه دارید؛ هر ذره می‌تواند خطا ایجاد کند.
  2. قبل از      استفاده صفر کردن (Zero Setting) و      بستن فک‌ها روی بلوک گیج یا سطح کالیبره برای سنجش صحت.
  3. از فشار      بیش از حد روی فک جلوگیری شود؛ نیروی زیاد موجب کشسانی و ساییدگی می‌شود.
  4. در مدل      دیجیتال: تعویض به‌موقع باتری، جلوگیری از نفوذ مایع خنک‌کننده به داخل      الکترونیک.
  5. نگهداری      در جعبه محافظ در زمان عدم استفاده؛ جلوگیری از ضربه یا افتادن.
  6. برنامه      کالیبراسیون دوره‌ای (مثلاً هر 6 یا 12 ماه بسته به شدت مصرف) با استفاده از      گیج بلاک‌های ردیابی‌پذیر.

مقایسه کولیس با ابزارهای دیگر

ویژگیکولیسمیکرومترHeight GaugeCMM / سه‌بعدی
دامنه اندازه‌گیریوسیع (یک ابزار چند کاربرد)محدود و تخصصیعمودی (ارتفاع)سه‌بعدی کامل
دقت (عمومی)متوسط (±0.02–0.05 mm)بالا (±0.002–0.004 mm)متوسط تا خوببسیار بالا
سرعتبالامتوسطمتوسطپایین‌تر (راه‌اندازی)
هزینهمتوسط/پایینبرای مجموعه کامل بالامتوسطبسیار بالا
نیاز به اپراتور ماهرمتوسطبالاتر (حس لامسه)متوسطبالا (برنامه‌نویسی)

جمع‌بندی

کولیس یکی از مهم‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری در صنعت ماشینکاری است که با دقت بالا و انواع مختلف خود، نقش کلیدی در افزایش کیفیت و کاهش خطاهای تولید دارد. انتخاب نوع مناسب کولیس (ورنیه، دیجیتال یا ساعت‌دار) بر اساس نیاز و شرایط کاری، می‌تواند دقت و سرعت عملیات اندازه‌گیری را به‌طور قابل توجهی افزایش دهد.


شرکت نیک پارت انرژی البرز (انرپین-ENERPIN) آماده ارائه خدمات ماشینکاری CNC با پیشرفته ترین تجهیزات ماشینکاری و آزمایشگاهی می باشد. برای کسب تجربه متمایز و دریافت اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

info@enerpin.ir

09120561092