A aplicação do CMM em oficinas de manufatura modernas

Última atualização em 24 de dezembro de 2021, | De ManeiraKen



A Indústria Moderna é caracterizada pela precisão dos elementos fabricados. Já está avaliado em décimos de mícron e continua crescendo sem parar. Na verdade, a precisão das máquinas-ferramentas indicadas pelo fabricante cresceu tanto que se torna cada vez mais difícil medir o desvio real da peça fabricada. Assim, novas formas de controle e equipamentos de metrologia estão sendo constantemente desenvolvidas e aprimoradas. Uma das unidades de equipamentos flexíveis, rápidas e precisas para estimar a precisão das peças é a Máquina de Medição por Coordenadas.

Como funciona a máquina de medição coordenada (CMM)

Uma máquina utiliza uma sonda eletrônica extremamente sensível para analisar uma sequência de pontos discretos da geometria de uma peça de produção. Este teste é usado para calcular a conformidade da peça com requisitos específicos.

A CMM é frequentemente usada para avaliar uma parte de sua montagem para determinar se ela respeita ou não o projeto original do corpo de prova. Eles são integrados aos fluxos de trabalho de teste de qualidade ou controle de qualidade para analisar as dimensões das peças fabricadas para evitar possíveis problemas de qualidade.

O procedimento de trabalho das máquinas de medição por coordenadas (CMM) inclui duas coisas. Ele mede pela geometria manual de um objeto, e magnitudes do objeto tocando o apalpador ascendido no eixo móvel da máquina. Ele também garante que as peças verifiquem que é o mesmo que o projeto corrigido. Funciona através dos seguintes passos.

A peça a ser analisada é colocada na base da CMM. A base é feita de material rígido e estável e é basicamente o local de medição. Essa estabilidade da base garante que a medição seja precisa, independentemente de forças externas que possam alterar a operação. Todos os montados acima da placa CMM podem se mover e são equipados com uma sonda de toque. A máquina de medição por coordenadas (CMM) controla o pórtico na próxima etapa para mover o apalpador ao longo do eixo tridimensional. Ao realizar esta etapa, cada faceta da peça é replicada para medi-la.

Quando a sonda toca a peça a ser medida, ela envia um impulso elétrico que é então mapeado pelo computador. Repetindo esta etapa, com muitas peças, você delineará a estrutura da peça.

Após a etapa de medição, a próxima etapa é o procedimento de análise, após o apalpador detectar as coordenadas X, Y e Z da peça. Os dados obtidos são analisados ​​para a construção das características. O mecanismo de ação é o mesmo para todas as máquinas de medição por coordenadas (CMM) que utilizam o sistema de câmeras.

Componentes de uma máquina de medição coordenada (CMM)

Uma Máquina de Medição por Coordenadas (CMM) é composta de várias partes. Os trechos a serem analisados ​​são ascendidos sobre uma laje maciça, geralmente trazida de granito, que é assente sobre uma superfície plana. A sonda eletrônica, que geralmente vem em vários tamanhos e categorias, é montada em uma caneta com mola. Além disso, esta caneta é um pórtico anexado que se move em uma coordenada de plano X-Y-Z tridimensional.

A caneta e o apalpador são capazes de desviar sem ajuda para obter várias características da peça. Usando um joystick, podemos controlar todas as ações do pórtico e da investigação, respectivamente. Os componentes da máquina de medição por coordenadas (CMM) incluem:

• Sonda
• Mesa de granito
• Acessórios
• Secadores e compressores de ar
• Software

Qual ​​é a função de uma sonda?

Uma investigação é uma das partes muito essenciais de uma máquina de medição por coordenadas (CMM), pois faz contato biológico, em relação ao uso de brilho óptico ou lasers. Uma de suas melhores características é que ele não depende de tocos circulares feitos de rubi ou qualquer outra substância formal e estável que não altere seu tamanho esperado para mudar de temperatura.

A investigação e a caneta são construídas para funcionar coletivamente simultaneamente. Eles estão relacionados a eletrônicos requintadamente suscetíveis que são capazes de detectar o menor desvio no atrito elétrico que vem da investigação.

Quando a ponta globular toca o objeto sólido, ela é acionada para evitar e produz uma indicação elétrica que é apreendida no computador. Essas quantidades de pontos podem ser analisadas dependendo das regulamentações da parte substancial.

Forma de utilização?

O objetivo principal desta coleta de pontos é um processo duplo. Pontos particulares são utilizados para analisar as medições das peças reais em relação aos dados da lista de um cliente CAD para o objetivo de testes de qualidade.

Ou esses graus coletivos podem ser usados ​​para delinear a silhueta da porção criando uma “nuvem de pontos”. Esta técnica é benéfica quando apenas uma peça de amostra é utilizada como base de um programa CAD para delinear mais peças, como feito com a usinagem CNC.

A máquina de medição por coordenadas (CMM) é extremamente útil no cálculo de pontos dentro de furos. Essas áreas não são fáceis de avaliar com outros sistemas ópticos porque o brilho tende a indicar e rebater ao redor, causando imprecisão na medição devido ao fenômeno de interferência.

Mesa de granito

Este é um componente essencial da máquina CMM porque é muito rígido e, portanto, estável. Não é afetado pela temperatura em comparação com outros elementos. Sua taxa de desgaste é comparativamente baixa. O granito é perfeito para medições altamente precisas porque permanece inalterado ao longo do tempo.

Aparelhos

As luminárias também são ferramentas muito importantes usadas como agentes de estabilidade e suporte na maioria das funções de fabricação. São ferramentas de máquinas de medição por coordenadas (CMM) e funcionam na fixação das peças em seus respectivos lugares. A fixação da peça é necessária, pois uma peça móvel pode levar a erros de cálculo. Outros componentes de fixação disponíveis para uso são os ímãs, grampos e placas de fixação.

Secadores e compressores de ar

Compressores de ar e secadores são componentes comumente usados ​​de máquinas de medição por coordenadas (CMM), incluindo CMMs tipo pórtico ou pontes padrão.

Software

O software é necessário para analisar a sonda e a sensibilidade dos outros componentes.

Diferentes tipos de CMM

Ponte CMM

Este tipo de máquina de medição por coordenadas possui um sistema de apalpação que se move ao longo dos eixos tridimensionais. No plano de coordenadas, esses eixos são mantidos ortogonais entre si, respectivamente.

Cada um dos eixos é equipado com sensores que monitoram a posição da sonda em micrômetros enquanto ela se movimenta e detecta os pontos na superfície do objeto. Esses pontos são coletivamente conhecidos como nuvem de pontos. Esses pontos ilustram a área da superfície do objeto que os usuários precisam investigar.

CMM de pórtico

As CMMs de pórtico são como as CMMs de ponte; no entanto, eles geralmente são muito maiores em tamanho. Porque eles são construídos para eliminar a necessidade de levantar em uma mesa e oferecer níveis de precisão semelhantes. As CMMs Gantry são usadas para peças muito pesadas ou grandes. Essas CMMs de pórtico devem ser montadas em uma base sólida, diretamente no piso térreo.

CMM cantilever

Uma CMM cantilever é diferente de uma CMM de ponte, pois o cabeçote de medição está preso apenas a um lado de uma base rígida da CMM e, portanto, é diferente. As CMMs Cantilever fornecem acesso aberto aos técnicos de inspeção em todos os três lados para facilitar o funcionamento.

A aplicação multifuncional do CMM na manufatura contemporânea

O CMM é o meio moderno mais avançado de medição automatizada e manual, encontrou uma infinidade de usos possíveis na indústria. Muitos tipos diferentes de CMM possibilitam que a ferramenta seja usada tanto nas grandes (CMM tipo pórtico) quanto nas menores (máquinas CMM tipo cantilever). Uma variedade de tipos de sonda (mecânica, óptica, laser ou luz branca) garante que você possa medir até mesmo as superfícies que não devem ser tocadas por uma sonda ou qualquer outro objeto. Um alto grau de automação da CMM torna possível usá-la manualmente por um maquinista e reduzir a mão de obra automatizando-a para operações repetidas quando se trata de grandes volumes de produção.



Como usar uma máquina CMM dependerá dos objetivos que você deseja alcançar. O nível de sua flexibilidade e precisão oferece aos fabricantes muitas oportunidades. Você pode usar o CMM após a usinagem ou medir as peças existentes para redesenhá-las ou pode usá-lo como parte de uma cadeia de fabricação automatizada. Aqui estão muitas opções e algumas delas estão listadas nos parágrafos a seguir.

O que você precisa fazer antes de usar o CMM

As máquinas CMM são os instrumentos mais precisos para fazer medições. Eles podem estimar falhas nas peças que são menores que mícrons. No entanto, para que sejam tão precisos quanto foram feitos, o maquinista deve preparar minuciosamente o equipamento para realizar as medições. O nível de preparação depende da precisão da peça medida. Se falamos das peças com maior precisão (as que têm uma tolerância de IT6 ou até menor) você terá que preparar tanto a CMM quanto a área onde vai realizar as medições. Deve ter um percentual específico de umidade e uma temperatura dentro do ideal e deve estar extremamente limpo, pois, com essa precisão, até pequenas partículas de poeira afetam o resultado da operação.





A própria CMM geralmente é calibrada usando uma esfera de metal extremamente precisa. Seu tamanho e desvio de forma são conhecidos no mais alto grau. A posição da esfera na mesa de trabalho de granito também é conhecida (geralmente há um acessório especial para ela bem no centro da mesa). A sonda deve tocar a esfera em vários pontos e determinar o diâmetro e o desvio de forma da mesma. As medições são então ajustadas dependendo do seu desvio e a esfera é medida novamente para garantir que as configurações corretas foram salvas.

CMM para medição de superfícies lineares

As medições mais simples incluem as tolerâncias de superfícies lineares ou cilíndricas. Na maioria dos casos, essas são medidas pelo maquinista usando um micrômetro simples ou um medidor logo após o término da usinagem. Então, qual é o sentido de usar CM se uma ferramenta mais simples pode ser usada com sucesso para esse tipo de trabalho?



A resposta a essa pergunta é a automação de todos os processos. Todos os conceitos da indústria moderna, incluindo a indústria futurista 4.0, incluem um alto grau de automação dos processos de fabricação, onde até os movimentos e tarefas adicionais são feitos sem o maquinista. Um bom exemplo de tal tarefa é o controle de qualidade. Você pode programar o CMM para executar ações idênticas em qualquer número de peças em um lote. No entanto, você precisará de um acessório automatizado e um robô adicional para carregar e descarregar as peças antes e depois do controle.

CMM para medições de superfícies complexas

O principal objetivo das máquinas de medição por coordenadas é medir superfícies complexas. É por isso que quando eles são usados ​​para peças como pás de turbinas, asas de aviões, rotores de bombas e outros componentes com superfícies incomuns, o CMM trabalha em todo o seu potencial. A automação de tais trabalhos também é possível se você estiver fazendo um grande lote de peças idênticas e elas forem tão precisas que você deve verificar cada uma delas. No entanto, na maioria dos casos, tais peças são medidas manualmente pelo maquinista.



Para medir uma superfície complexa, o maquinista moverá o apalpador ao longo dos três eixos manualmente com um controle remoto até que o apalpador toque a parte onde o maquinista precisa. Então, após muitas medições, os pontos são analisados ​​e os perfis da peça são conectados como splines. Em seguida, as medidas são comparadas a um modelo 3D da peça (incluindo os desvios aceitáveis) ou a alguns outros dados onde são mostrados os tamanhos necessários.

CMM para Relacionamento e Desvios de Forma

A maioria das peças de alta qualidade não se caracteriza apenas pelo erro de suas dimensões, mas pela precisão de suas formas de superfície e sua posição em relação umas às outras. Esses desvios são especialmente importantes para peças giratórias para diminuir a vibração e garantir a suavidade do movimento. A medição da CMM para tais desvios não é muito diferente da medição de superfícies complexas. Todos os desvios de forma e relacionamento têm uma superfície base com a qual são comparados. Portanto, para atingir os requisitos de precisão, você teria que prender a peça na superfície da base e medir a necessária. Se estamos falando sobre a relação entre duas superfícies, basta projetar o acessório para prender a primeira superfície e medir a segunda.

Medição CMM do Acabamento da Superfície

Um perfilador é o instrumento mais difundido para medição de acabamento de superfície. No entanto, as máquinas CMM também podem medir os acabamentos da superfície da peça devido à sua excelente precisão. No entanto, você teria que mudar a sonda para uma agulha especial. A agulha então se moverá ao longo de uma superfície e determinará qualquer tipo de irregularidade microscópica a partir da qual o acabamento da superfície é formado.

Como a WayKen pode ajudar você

Na WayKen, operamos um sistema de qualidade certificado pelas normas ISO 9001:2015. Se você deseja obter peças usinadas com tamanhos e formas mais precisos, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco com antecedência para discutir seus requisitos de medição de peças. Para saber mais, você pode fazer upload de arquivos CAD e solicitar uma cotação aqui.