Máquina de medición por coordenadas, Descripción, Datos técnicos, Partes específicas, Portable máquinas de medición de coordenadas, Máquinas de medición multisensorUna máquina de medición de coordenadas es un dispositivo para la medición de las características geométricas físicas de un objeto. Esta máquina puede ser controlada manualmente por un operador o puede ser controlado por ordenador. Las mediciones se definen por una sonda conectada a la tercera eje en movimiento de esta máquina. Las sondas pueden ser mecánicos, ópticos, láser o luz blanca, entre otros. Una máquina que toma lecturas en seis grados de libertad y muestra estas lecturas en forma matemática se conoce como una MMC.

Descripción

La típica 3 "puente" CMM se compone de tres ejes, una X, Y y Z. Estos ejes son ortogonales entre sí en un sistema típico de coordenadas tridimensional. Cada eje tiene un sistema de escala que indica la ubicación de dicho eje. La máquina leerá la entrada del palpador, según lo indicado por el operador o programador. La máquina utiliza entonces el X, Y, Z coordenadas de cada uno de estos puntos para determinar el tamaño y la posición con precisión micrómetros típicamente.

Una máquina de medición de coordenadas es también un dispositivo que se utiliza en los procesos de fabricación y montaje para probar una pieza o conjunto en contra de la intención del diseño. Al registrar con precisión los ejes X, Y y Z coordenadas del objetivo, se generan puntos que luego puede ser analizada a través de algoritmos de regresión para la construcción de características. Estos puntos se recogen mediante el uso de una sonda que se coloca manualmente por un operador o automáticamente a través de ordenador de control directo. MMCs DCC pueden ser programados para medir repetidamente partes idénticas, por lo tanto un CMM es una forma especializada de robot industrial.

Datos técnicos

Regiones

Máquinas de medición por coordenadas incluyen tres componentes principales:

•La estructura principal que incluye tres ejes de movimiento

•Sistema de sondeo

•La recolección de datos y el sistema de reducción - por lo general incluye un controlador de la máquina, computadora de escritorio y software de aplicación.

Utiliza

A menudo se utilizan para: de pie, de mano y portátiles.

Partes específicas

Cuerpo de la máquina

La primera CMM fue desarrollado por la empresa Ferranti de Escocia en la década de 1950 como el resultado de una necesidad directa de medir componentes de precisión en sus productos militares, aunque esta máquina sólo tenía 2 ejes. Los primeros modelos de 3 ejes comenzaron a aparecer en la década de 1960 y el control de equipo debutó en la década de 1970. Leitz Alemania produjo posteriormente una estructura fija de la máquina con mesa móvil.

En las máquinas modernas, el tipo de superestructura pórtico tiene dos piernas y, a menudo se llama un puente. Esto mueve libremente a lo largo de la mesa de granito con una pierna después de un carril de guía unido a un lado de la mesa de granito. La pierna opuesta simplemente descansa en la mesa de granito siguiendo el contorno de la superficie vertical. Cojinetes de aire son el método elegido para asegurar viaje libre de fricción. En estos, el aire comprimido es forzado a través de una serie de orificios muy pequeños en una superficie de apoyo plana para proporcionar un cojín de aire suave pero controlada en la que el CMM se puede mover de una manera sin fricción. El movimiento del puente o pórtico a lo largo de la mesa de granito constituye uno de los ejes del plano XY. El puente del pórtico contiene un carro que se desplaza entre el interior y en las piernas y las formas del otro X o eje horizontal Y fuera. El tercer eje de movimiento es proporcionado por la adición de una pluma o vertical de husillo que se mueve hacia arriba y hacia abajo a través del centro del carro. El palpador forma el dispositivo de detección en el extremo de la pluma. El movimiento de los ejes X, Y y Z se describen completamente la envolvente de medición. Mesas giratorias opcionales se pueden utilizar para mejorar la accesibilidad de la sonda de medición para piezas de alta complejidad. La mesa giratoria como cuarto eje de accionamiento no aumenta las dimensiones de medición, que se mantienen en 3D, pero proporciona un grado de flexibilidad. Algunas sondas de contacto son propios dispositivos rotativos alimentados con la punta de la sonda capaz de girar sobre un eje vertical de 90 grados y por medio de una rotación completa de 360 grados.

Así como las tres máquinas de eje tradicionales, MMC ahora también están disponibles en una variedad de otras formas. Estos incluyen brazos CMM que utilizan medidas angulares tomadas en las articulaciones del brazo para calcular la posición de la punta del lápiz. Tales MMC de brazo se utilizan a menudo donde su portabilidad es una ventaja sobre las MMC tradicionales de lecho fijo. Debido a que los brazos CMM imitan la flexibilidad de un brazo humano también son a menudo

capaces de llegar a la parte interna de piezas complejas que no podían ser probaron utilizando una máquina estándar de tres ejes.

Sonda mecánica

En los primeros días de medición de coordenadas sondas mecánicas se instalaría en un soporte especial en el extremo de la pluma. Una sonda muy común fue hecha por soldadura de una bola dura hasta el final de un eje. Este era ideal para la medición de toda una serie de superficies planas, cilíndrica o esférica. Otras sondas se molieron a las formas específicas, por ejemplo, un cuadrante, para permitir la medición de características especiales. Estas sondas se llevaron a cabo físicamente contra la pieza de trabajo con la posición en el espacio que se lee a partir de una lectura de 3 ejes digital o, en sistemas más avanzados, está conectado a un ordenador por medio de un dispositivo de interruptor de pedal o similar. Las mediciones realizadas con este método de contacto son a menudo poco fiables como las máquinas fueron trasladadas a mano y cada operador de la máquina aplican diferentes cantidades de presión en la sonda o adoptado diferentes técnicas para la medición.

Un desarrollo adicional fue la adición de motores para accionar cada eje. Los operadores ya no tenían que tocar físicamente la máquina, pero podrían conducir cada eje utilizando un handbox con palancas de mando en mucho la misma manera que con los coches modernos controlados a distancia. Exactitud y la precisión de medición mejorado dramáticamente con la invención de la sonda electrónica de disparo por contacto. El pionero de este nuevo dispositivo de sonda fue David McMurtry que posteriormente formó lo que hoy es Renishaw plc. Aunque todavía es un dispositivo de contacto, la sonda tenía un resorte de acero bola del palpador. Como la sonda toca la superficie del componente de la aguja desviado y se envía al mismo tiempo el, Z información de coordenadas XY para el ordenador. Los errores de medición causados por trabajadores por cuenta propia se convirtió en menos y el escenario estaba listo para la introducción de las operaciones de CNC y de la mayoría de edad de las MMC.

Sondas ópticas son lente-CCD-sistemas, que se movía como las mecánicas, y tienen por objeto en el punto de interés, en lugar de tocar el material. La imagen capturada de la superficie se puede encerrar en las fronteras de una ventana de medición, hasta que el residuo es adecuada para contraste entre zonas en blanco y negro. La curva se puede calcular dividiendo a un punto, que es el punto de medición deseada en el espacio. La información horizontal sobre el CCD es 2D y la posición vertical es la posición del sistema de sondas completa en el stand Z-unidad. Esto permite que 3D-sondeo entero.

Nuevos sistemas de inspección

Hay modelos más nuevos que tienen sondas que se prolongan a lo largo de la superficie de la parte de tomar puntos en los intervalos especificados, conocidas como sondas de barrido. Este método de inspección de CMM es a menudo más preciso que el método de contacto-sonda convencional y la mayoría de las veces más rápido también.

La próxima generación de exploración, conocida como escaneo sin contacto incluye solo láser triangulación de alta velocidad de punto, láser de línea de escaneo y digitalización de luz blanca, está avanzando muy rápidamente. Este método utiliza cualquiera de haces de láser o de luz blanca que se proyecta contra la superficie de la pieza. Muchos miles de puntos pueden ser tomados y utilizados no sólo para verificar el tamaño y la posición, sino para crear una imagen 3D de la pieza también. Estos "datos de nubes de puntos" se pueden transferir al software CAD para crear un modelo 3D de la pieza de trabajo. Estos escáneres ópticos utilizan a menudo en partes blandas o delicadas o para facilitar la ingeniería inversa.

Sondas Micrometrology:

Sistemas de palpación para aplicaciones de metrología microescala son otra área emergente. Hay varias máquinas de medición de coordenadas disponibles en el mercado que tienen una microsonda integrada en el sistema, varios sistemas de la especialidad en los laboratorios del gobierno, y cualquier número de plataformas de metrología construidos universitarios de la metrología microescala. Aunque estas máquinas son buenas y, en muchos casos excelentes plataformas de metrología con escalas nanométricas su limitación principal es una sonda fiable, robusta, capaz de micro/nano. Desafíos para las tecnologías de sondeo microescala incluyen la necesidad de una alta proporción de la sonda aspecto da la capacidad de acceder a profundidad, características estrechas con las fuerzas de contacto baja, para no dañar la superficie y de alta precisión. Además sondas microescala son susceptibles a las condiciones ambientales tales como la humedad y las interacciones de superficie tales como fricción estática.

Tecnologías para lograr microescala sondeo incluyen versión reducida de las clásicas sondas CMM, sondas ópticas, y una sonda de ondas estacionarias entre otros. Sin embargo, las tecnologías ópticas actuales no se pueden ampliar suficientemente pequeño para medir profundidad, característica estrecha y resolución óptica está limitada por la longitud de onda de la luz. Imágenes de rayos X proporciona una imagen de la función pero no hay información de metrología rastreable.

Principios físicos:

Sondas ópticas y/o sondas láser pueden ser utilizados, que cambian CMM para medir microscopios o máquinas de medición multisensor. Fringe sistemas de proyección, sistemas de triangulación láser teodolito o distante y sistemas de triangulación no son llamados máquinas de medición, pero el resultado de la medición es el mismo: un punto del espacio. Sondas de láser se utilizan para detectar la distancia entre la superficie y el punto de referencia en el extremo de la cadena cinemática. Esto se puede utilizar una función interferometrical, la variación de foco, desviación de la luz o un principio sombreado haz medio.

Portable máquinas de medición de coordenadas

CMM portátiles son diferentes de las "MMC tradicionales" en que más comúnmente adoptan la forma de un brazo articulado. Estos brazos tienen seis o siete ejes giratorios con los codificadores rotatorios, en lugar de los ejes lineales. Armas portátiles son de peso ligero y se puede llevar y utilizar en casi cualquier lugar. La inherente trade-offs de un CMM portátiles son de operación manual y precisión global es algo que mucho menos preciso que un tipo de puente CMM. Ciertas aplicaciones no-repetitivas, tales como la ingeniería inversa, creación rápida de prototipos, y la inspección a gran escala de l

Máquinas de medición multisensor

Tecnología tradicional CMM utilizando sondas de contacto es hoy a menudo se combina con otras tecnologías de medición. Esto incluye láser, vídeo o sensores de luz blanca para proporcionar lo que se conoce como la medición de sensores múltiples