O que é uma máquina de medição coordenada (CMM) e para que ela é usada?

Os projetos de produtos eram bastante simples no início do século 20, e os designers de produtos eram flexíveis com os requisitos de precisão e tolerância dimensional. Como resultado, as oficinas não tiveram problemas em fabricar peças usando fresadoras convencionais e garantir o controle de qualidade usando ferramentas manuais como paquímetros, micrômetros e comparadores.

Mas à medida que os projetos de produtos se tornaram mais complexos e as tecnologias de fabricação se tornaram mais avançadas, surgiu a necessidade de dispositivos de controle de qualidade mais avançados que eliminassem o erro humano. Isso levou ao desenvolvimento da primeira máquina de medição por coordenadas (CMM) pela Ferranti em 1959.

Uma máquina de medição coordenada (CMM) é um dispositivo de controle de qualidade essencial usado por oficinas de alto nível hoje e, neste artigo, abordaremos os conceitos básicos de CMMs. Explicaremos como funciona uma CMM, suas aplicações e os diferentes tipos de máquinas de medição por coordenadas disponíveis hoje.

O que é uma máquina de medição por coordenadas?

Uma máquina de medição por coordenadas (CMM) é um dispositivo de controle de qualidade que mede a altura, largura e profundidade de uma peça para determinar se ela atende aos requisitos do projeto.

Uma típica máquina de medição por coordenadas (CMM) possui um apalpador que detecta a posição de um ponto no espaço e o mede a partir de uma posição de referência tridimensional. Assim, quando você move a ponta do apalpador sobre uma peça de trabalho, o sistema de apalpador reúne pontos, formando uma “nuvem de pontos” que delineia a forma da peça de trabalho.

O processo pelo qual os pontos do apalpador são medidos e convertidos em um contorno de forma é tratado por um software especial de processamento de coordenadas.

Para que serve uma máquina de medição por coordenadas?

Exemplo de uma “nuvem de pontos” por Lucas Vieira, Domínio público, via Wikimedia Commons

A “nuvem de pontos” formada pela máquina de medição por coordenadas permite confirmar a conformidade das peças com a intenção do projeto e os requisitos de tolerância. Oficinas de alto nível normalmente integram essas máquinas em seu departamento de controle de qualidade (QC) para testar a exatidão e precisão das peças fabricadas em relação às especificações de seus clientes.

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Por meio da engenharia reversa, as oficinas também usam CMMs para criar réplicas de projetos personalizados (ou amostras físicas). Durante esse processo, um maquinista move a sonda sensível sobre a amostra física e a CMM realiza uma série de operações para converter essa amostra em um desenho CAD 3D.

O maquinista usa esses modelos CAD para criar réplicas das amostras físicas usando tecnologias de fabricação como máquinas CNC e impressoras 3D. Esta aplicação de engenharia reversa de CMMs é útil ao fazer peças obsoletas, como motores de carros antigos ou peças de turbinas a gás.

Tipos de máquinas de medição por coordenadas

As máquinas de medição por coordenadas geralmente vêm em quatro tipos distintos:

1. CMMs de ponte
2. CMMs de pórtico
3. CMMs cantilever
4. CMMs de braço horizontal

Máquinas de medição de coordenadas de ponte nº 1

As CMMs tipo ponte são o tipo mais comum de máquinas de medição por coordenadas. Eles normalmente apresentam uma âncora muito estável para o aparelho de medição e são os melhores para medir peças usinadas com os mais altos requisitos de precisão e tolerâncias mais apertadas.

No entanto, as CMMs tipo ponte geralmente se limitam a medir peças usinadas de pequeno a médio porte que você pode facilmente levantar sobre a mesa. Com CMMs de ponte, você também pode enfrentar desafios ao tentar acessar algumas peças a serem medidas. Isso ocorre por causa da âncora vertical da ponte segurando o eixo x.

Máquinas de medição de coordenadas de pórtico nº 2

As CMMs de pórtico são bastante semelhantes às CMMs de ponte, mas diferem ligeiramente em design e capacidade.

Ao contrário da CMM estilo ponte, uma máquina de medição por coordenadas tipo pórtico é montada diretamente no chão com sua ponte levantada sobre pilares. Isso permite que a CMM de pórtico acomode e acesse peças usinadas com volumes mais altos e geometrias mais complexas do que as CMMs de ponte são projetadas para lidar.

A faixa de medição para CMMs de pórtico geralmente varia de (1 x 2 x 1 m) a (5 x 9 x 3m) em um sistema de coordenadas 3D.

Máquinas de medição de coordenadas cantilever nº 3

As CMMs cantilever são suportadas apenas em um ponto, tornando-as menos rígidas do que as máquinas de medição por coordenadas tipo pórtico e ponte. Quando usado para medir peças usinadas de baixo peso, seu suporte de ponto único permite que elas se movam mais rapidamente e alcancem maior precisão do que outras CMMs.

As CMMs cantilever são geralmente limitadas à medição de pequenas peças usinadas, medidores de medição e peças mestras.

Máquina de medição de coordenadas de braço horizontal nº 4

As CMMs de braço horizontal montam sondas de varredura (ou sondas de toque) horizontalmente em vez de verticalmente, como acontece com os outros tipos de CMM. Este design exclusivo permite medir grandes superfícies ou peças usinadas com características de difícil acesso.

Lembre-se de que as CMMs de braço horizontal são menos precisas do que outros tipos de CMM. No entanto, eles são o tipo de CMM ideal para medir grandes peças de chapa metálica de paredes finas.

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