Email marketing en Interempresas

Interempresas.net

 
  1. eMagazine
  2. Los elementos básicos en las máquinas de medición por coordenadas   (01/02/2005)

Los elementos básicos en las máquinas de medición por coordenadas

Todas las máquinas de medición por coordenadas (CMM) se basan en el uso de cuatro elementos tecnológicos que cuando están integrados e interaccionan entre ellos constituyen la CMM. Algunos de estos elementos se repasan en este artículo redactado por la asociación internacional IA-CMM y traducido por Hexagon, pero dejamos el análisis detallado de las diferentes arquitecturas posibles.

Sección realizada con el asesoramiento técnico de Hexagon Metrology, S.A.
Las máquinas de medición por coordenadas se componen de cuatro elementos:
  1. Estructura mecánica de alta precisión: una unidad de operación que se controla de forma automática o digital. Esta unidad puede situar el elemento sensorial en cualquier punto dentro de su volumen de trabajo de un modo repetible.
  2. Manejo de datos y sistema de control: sistema informático, normalmente con una arquitectura distribuida para controlar las actividades dinámicas de la CMM y para la toma de datos
  3. Software CMM: es el sistema operativo de la CMM, permite controlar la dinámica, la programación y la comunicación entre la CMM y el exterior. A una CMM se le pueden introducir paquetes de aplicaciones de software específicas que junto con el software de la CMM se pueden llevar a cabo aplicaciones específicas como es la medición de engranajes, alabes de turbina, etc.
  4. Sensores: Sofisticados elementos mecánico-electrónicos o óptico-electrónicos que registran las coordenadas de los puntos de la superficie de la pieza que se tiene que medir. El sensor puede entrar en contacto con la pieza (palpador) o no (sensor de medición sin contacto).

La capacidad de entender y evaluar los cuatro elementos principales de la máquina permite configurar un sistema centrado en los problemas metrológicos que se tienen que resolver. Además, tener un conocimiento básico de estos elementos permite saber si el sistema necesita una actualización y así se mantiene en una máxima eficiencia funcional.

Aunque trataremos el funcionamiento de estos cuatro elementos y su interacción en un artículo dedicado a ello, haremos una introducción general indicando la función principal de los elementos en un ciclo de medición simple.

La estructura mecánica de una máquina de medición por coordenadas es, en la mayoría de casos, la representación física de un “Sistema de Referencia Cartesiana” en el que cada uno de los ejes representa uno de los ejes X,Y y Z del propio sistema de referencia. Cada eje se puede mover con relación a los otros y se centran en una regla de modo que en cualquier momento se pueda observar su posición respecto al origen del sistema de referencia. Si el origen es el mismo para los tres ejes y un punto se describe según su origen, la posición de este punto en el espacio(1) se puede saber en tiempo real según el valor de las tres coordenadas X, Y y Z indicadas por las reglas de los tres ejes de la máquina. Además, si el punto corresponde a un punto característico del sensor, por ejemplo, el centro de la bola del palpador, entonces se puede saber la posición del sensor en el espacio y se puede registrar en cualquier momento con la expresión X(valor), Y (valor) y Z (valor).

En un sensor táctil la punta está normalmente formada por una esfera de material duro con un nivel muy bajo de error. En las mediciones táctiles(2) la punta del sensor entra en contacto con la pieza que se tiene que medir para detectar la posición del punto que se ha tomado(3).

Si se conoce la posición en el espacio del centro de la punta así como su diámetro dinámico(4), entonces se pueden calcular las coordenadas de los puntos que se han tomado.

Para entender mejor el principio básico, el ejemplo que se muestra en la figura “1” representa la compensación en uno de los ejes de la pieza, esta compensación funciona en piezas designadas de “geometría simple” por su forma. En el caso de piezas de “geometría compleja”, la compensación se tendrá que hacer en el punto perpendicular y tangente al punto que se ha tomado, sin embargo, el principio de lectura es siempre el mismo.

foto
Figura 1: Posición de un punto en el espacio (compensación del radio de la punta en todo el eje de la pieza)
Queda claro que para compensar un punto en un vector perpendicular a la tangente del propio punto se tienen de dirigir los ejes de la CMM hacia este vector, esto nos permite entender que en estos casos es necesaria una CMM NC. Es obvio que es imposible controlar una CMM manual en un vector del espacio.

La estructura mecánica de la CMM

Normalmente se refiere a ella como “máquina”, la estructura mecánica es sólo uno de los cuatro módulos fundamentales de una CMM. Los parámetros que caracterizan la estructura mecánica son los siguientes:
  • Dimensiones: derivan de la longitud de los ejes cartesianos, las dimensiones determinan el volumen de medición de la estructura. Las dimensiones pueden ir desde menos de medio metro hasta muchos metros, depende de los volúmenes de medición necesarios para el tipo de piezas que se tengan que medir, desde un motor hasta una carrocería.

Las dimensiones de la estructura mecánica tienen influencia determinante en las características de la CMM, como la “arquitectura” la “incertidumbre de medición” la reacción de la propia estructura a “gradientes térmicos”, etc.

foto
Figura 2: Posición de un punto en el espacio (Compensación del radio de la punta en la perpendicular a la tangente de un punto)
  • Arquitectura: las arquitecturas que puede tener una CMM se han ido consolidando a lo largo de los años. Depende de las dimensiones de la estructura mecánica y de lo que se quiera maximizar:
  • El “dinamismo” (velocidad y aceleración de la CMM)
  • Características metrológicas de la CMM
  • Accesibilidad a la pieza que se tiene que medir

Las arquitecturas que se usan son las siguientes:

  • Cantilever con mesa fija
  • Puente móvil
  • Gantry
  • Puente en forma de “L”
  • Puente fijo
  • Cantilever con mesa móvil
  • Columna
  • Brazo móvil, brazo horizontal
  • Mesa fija brazo horizontal
  • Brazo articulado.



  1. Se entiende por espacio el volumen de medición de la CMM
  2. El más utilizado actualmente
  3. Con un palpador, cuando la punta entra en contacto con la pieza se genera un signo que permite capturar el valor de las tres coordenadas del centro de la punta en este preciso momento.
  4. Para obtener lecturas precisas el diámetro de la esfera de la punta se tiene que determinar usando la CMM con los mismos parámetros dinámicos que se utilizarán durante las actividades normales para calibrar.

Empresas o entidades relacionadas

Hexagon Metrology, S.A.
Solicitar información
Ver stand virtual

Otros artículos de interés

Foto de Hexagon Metrology facilita la gestión de trabajo con las nubes de puntos

Hexagon Metrology facilita la gestión de trabajo con las nubes de puntos

Hexagon Metrology ha desarrollado PC-DMIS 2014.1, una actualización significativa del software de medición más popular del mundo para la toma, evaluación, gestión y presentación de datos de manufactura... [+]
Foto de Felipe VI se interesa por los sistemas de Innovalia Metrology en su visita a Seat

Felipe VI se interesa por los sistemas de Innovalia Metrology en su visita a Seat

El Rey Felipe VI visitó, con motivo del 30 aniversario del Seat Ibiza, las instalaciones que el fabricante de automóviles tiene en Martorell. En ellas pudo conocer de primera mano y en funcionamiento los sistemas de control dimensional de Innovalia Metrology... [+]
Foto de Escáner láser 2D con las prestaciones de un escáner de largo alcance y la simplicidad de un sensor

Escáner láser 2D con las prestaciones de un escáner de largo alcance y la simplicidad de un sensor

Redacción Interempresas
El escáner láser en dos dimensiones R2000 Detection de Pepperl+Fuchs ofrece las prestaciones de un escáner de largo alcance, con un amplio margen de medición, con la simplicidad de un sensor.
[+]
Foto de Dispositivos de medida para la gestión de la energía

Dispositivos de medida para la gestión de la energía

Los nuevos dispositivos de medida MT Plus de GE Industrial Solutions obtienen y monitorizan parámetros eléctricos de máquinas e instalaciones. El primer paso para obtener una reducción de los costes energéticos es entender verdaderamente el comportamiento de la instalación eléctrica... [+]
Foto de La tomografía computerizada transforma las actividades de I+D de los turbocompresores para el automóvil

La tomografía computerizada transforma las actividades de I+D de los turbocompresores para el automóvil

Redacción Interempresas
Un sistema de tomografía computerizada (TC) de microfoco de Nikon Metrology se está utilizando por parte de BorgWarner Polonia para mejorar la investigación y el desarrollo de los turbocompresores para vehículos de pasajeros, camiones ligeros y vehículos comerciales... [+]
Newsletter
Acepto las
condiciones de uso y registro