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Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniaritza Mekanikoa Saila MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS (Ó MÁQUINAS DE MEDIR TRIDIMENSIONALES) 1 C t li i 1. Concepto y aplicaciones 2. Arquitecturas y factores de elección 3. El palpador 5. Otros componentes 6. Proceso de medición Ingeniería de Fabricación. Mecanizado y Medida

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS(Ó MÁQUINAS DE MEDIR TRIDIMENSIONALES)

1 C t li i

( )

1. Concepto y aplicaciones

2. Arquitecturas y factores de elección

3. El palpador

5. Otros componentes

6. Proceso de medición

Ingeniería de Fabricación. Mecanizado y Medida

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 2

CONCEPTO

Materializa un sistema de coordenadas tridimensional

CONCEPTO

Lectura permanente de las reglas

Palpador Pieza contacto

Coordenadas de punto de contactoCoordenadas de punto de contacto

Cálculos geométricos

Determinación de dimensiones y formas

¡Acumulación de errores de medida!

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 3

APLICACIONES

Gran flexibilidadG t í l j• Geometrías complejas

• Series pequeñas y medianas

Baja precisión relativa• Numerosas fuentes de u e osas ue tes de

errores de medida

• Máquina costosa si se requiere alta precisiónrequiere alta precisión

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 4

POSIBILIDADES DE ANÁLISISPresentación de resultados con superficies irregulares

Las zonas de color verde presentan una separación, respecto al diseño, comprendida entre un defecto de material de 2 m y un exceso de material de 2 m. La separación se

id l di ió d l l d t

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mide en la dirección de la normal en cada punto.

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 5

ARQUITECTURAS Y FACTORES DE ELECCIÓN

Propiedades y factores de elección• Volumen de medición, Accesibilidad, Velocidad, Rigidez

• Deformaciones elásticas y estabilidad mecánica

Ingeniería de Fabricación. Mecanizado y Medida

Inercia y pares de vuelco

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 6

ARQUITECTURAS Y FACTORES ÓDE ELECCIÓN

Estabilidad frente a condiciones ambientales

Todos los elementos sensibles, en la parte superior de

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Todos los elementos sensibles, en la parte superior de la máquina, con el máximo aislamiento posible

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 7

ARQUITECTURAS Y FACTORES DE ELECCIÓNCoordenadas, a partir de las lecturas de los

Inmediatez y portabilidadlecturas de los encoder de las articulaciones, en el momento del contacto

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 8

EL PALPADOR (i)

De contacto• Precisión

• Accesibilidad

De varios tipos, con tecnologías diversas

Ópticos• Velocidad

• Materiales blandos

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 9

EL PALPADOR (ii)

Configuraciones muy variablesvariables

• Accesibilidad

• Rapidezp

• Cambio automático

• Palpadores orientables

¡Localización relativa!Calibración con bola patrón

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 10

PALPADOR CONMUTADOR O PUNTO A PUNTO

Punto de la máquina, independiente del Lecturas de

Conmutación por contacto 3Dindependiente del palpador utilizado las reglas1º Pérdida de la posición de equilibrio

- Fuerza de mediciónFlexión de la varilla

Vp

- Flexión de la varilla- Distancia de conmutación

2º Señal de conmutación

A resolver... r

3º Registro de las lecturas de las reglas pFp

Errores de palpado (p )

Compensación del palpador

A resolver...

P

Ingeniería de Fabricación. Mecanizado y Medida

Compensación del palpador

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 11

CALIBRACIÓN DEL PALPADOR CON LA BOLA PATRÓN

Palpar simulando las condiciones de medición de la pieza:

• palpador a utilizar,• velocidad y direcciones de palpación, • fuerza de medición, y

dfuerza de medición, y

• condiciones generales de medición

Suma de errores de palpación, p, muy similares

d dp dcorregido - d

Realizar la compensación con: d = dcorregido p 0

Ingeniería de Fabricación. Mecanizado y Medida

corregido p

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 12

PALPADOR DE BARRIDO

El palpador es un comparador tridimensionalContacto inicial, como el palpador conmutadorContacto inicial, como el palpador conmutadorBarrido: dos grupos de coordenadas, del palpador y de la máquina

R i t d tRegistro de puntos, según criterio preestablecido

Ingeniería de Fabricación. Mecanizado y Medida

Gran número de puntos, en poco tiempo

Cálculo de ajuste, y filtrado, opcional

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 13

PALPADOR DE BARRIDO

Permite la compensación precisa del palpadorLas bobinas electrónicas modifican las coordenadas del palpador para que la fuerza ejercida sea la

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que la fuerza ejercida sea la adecuada en todo instante

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 14

PALPADOR ORIENTABLEAcoplamiento rígido en el contactoSeparación entreSeparación entre orientación y palpación

Acoplamiento dinámico en todo momentoEl sistema electromecánico deEl sistema electromecánico de orientación del palpador incorpora el sensor de palpación

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 15

OTROS COMPONENTES

Bancada o soporteAislamiento y amortiguacióny gSuspensión activa

Mesa y elementos estructuralesGranito, cerámica, ínvar, polímeros reforzados, aleaciones particulares (Carat)

• Estabilidad térmica• Rigidez, inalterabilidad, resistencia al

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g , ,desgaste, bajo peso (inercia)

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 16

OTROS COMPONENTES

GuiadoPerfección geométrica de elementos estructurales¡Limpieza!Guiado neumático: ausencia de rozamientoGuiado por rodadura en grandes velocidades e inerciasGuiado por rodadura, en grandes velocidades e inercias

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 17

OTROS COMPONENTESAccionamientoVelocidad y estabilización previa a la palpaciónCorreas; evitar engranajes y rodamientosCorreas; evitar engranajes y rodamientos

Sistemas de medidaReglas de captaciónAcoplamiento al elemento estructural y compensación de la temperatura

ControlManual o CN

Aplicaciones InformáticasMETROLOG; COSMOS; GEOPAK; CALYPSO; HOLOS, ...

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Normas de representación

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 18

PROCESO DE MEDICIÓN

Preparativos1. Punto cero de la máquinaq2. Colocación y fijación de la pieza3. Elección y calibración de palpadores4 Volumen de seguridad

Medición

4. Volumen de seguridad5. Alineación de la pieza

1. Manual ó automática2. Elementos geométricos3 Cotas y tolerancias3. Cotas y tolerancias4. Estrategias de medición5. Programa de medición6 M di ió lt d

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6. Medición y resultados

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 19

PROCESO DE MEDICIÓNPreparativos5. Alineación de la pieza. Reajustes automáticos ("best fit")

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 20

EJEMPLOS DE PARÁMETROS DE PRECISIÓN EN MMC

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EJEMPLOS DE PARÁMETROS DE PRECISIÓN EN MMC

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EJEMPLOS DE PARÁMETROS DE PRECISIÓN EN MMC

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 23

EJEMPLO DE MMC DE ULTRAPRECISIÓN

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 24

EJEMPLO DE APLICACIÓN INFORMÁTICA. CALYPSO

Interfasede usuario(desktop) CAD area

• Área del programa de mediciónmedición

• Área de CAD

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MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 25

EJEMPLO DE APLICACIÓN INFORMÁTICA. CALYPSO

Interfase. Iconos

Preparativos

Elementos geométricos

"Plantilla" o "patrón de definición"

Cotas y tolerancias

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