O tamanho preciso e a geometria das peças são cruciais na fabricação de protótipos ou produtos reais. Qualquer erro nas dimensões pode ter um impacto significativo em todo o processo de produção.
Para abordar esta questão, foram desenvolvidas máquinas de medição de alta tolerância, conhecidas como Máquinas de Medição por Coordenadas (CMM). Neste artigo, vamos fornecer uma introdução às CMMs e responder à pergunta frequentemente feita: “O que é uma CMM?”
A máquina de medição por coordenadas (CMM) é uma ferramenta crucial no processo de fabricação para garantir a geometria precisa e dimensões físicas.
Tradicionalmente, as medições eram realizadas usando ferramentas manuais ou comparadores ópticos, mas esses métodos tinham limitações e potencial para erros. A CMM, por outro lado, oferece uma solução precisa e eficiente.
Uma máquina CMM utiliza tecnologia de coordenadas para medir as dimensões de peças de máquinas ou ferramentas. Ela pode medir altura, largura e profundidade nos eixos X, Y e Z.
Dependendo da complexidade da máquina CMM, ela também pode registrar dados de medição. Esta máquina de medição avançada é particularmente adequada para medir componentes grandes e complexos.
A CMM é controlada por um computador ou operador. Ela oferece 6 graus de liberdade (DOF), permitindo que ela leia medições de vários ângulos e direções.
Devido à sua versatilidade e precisão, tornou-se uma ferramenta indispensável nos processos de fabricação modernos.
A importância das máquinas de medição por coordenadas é primordial na indústria de metrologia atual. Os métodos tradicionais de inspeção manual têm limitações e dependem muito do conjunto de habilidades do inspetor.
Isso deixa espaço para componentes mal fabricados passarem despercebidos, chegando eventualmente ao cliente final. No entanto, com o avanço nos designs de produção e a complexidade dos componentes, certas propriedades só podem ser medidas precisamente usando uma CMM.
O impacto é profundo, pois as CMMs economizam tempo e dinheiro para as empresas enquanto aprimoram seus processos de fabricação. Essa melhoria permite que elas ganhem uma vantagem competitiva, levando a uma maior rentabilidade.
Existem quatro tipos de Máquinas de Medição por Coordenadas (CMMs), cada uma com sua própria estrutura e vantagens.
O primeiro tipo é a CMM do tipo ponte, que é a mais comum. As CMMs do tipo ponte podem ser classificadas em tipos de bancada móvel e ponte móvel. Essas máquinas possuem um design de ancoragem estável que garante medições precisas. Elas estão disponíveis em opções estacionárias e portáteis, sendo as últimas reforçadas para suportar as condições rigorosas de uma oficina. No entanto, as CMMs do tipo ponte geralmente são limitadas à medição de peças de pequeno a médio porte que podem ser facilmente levantadas e colocadas em uma mesa.
O segundo tipo de CMM é o tipo cantilever. As CMMs do tipo cantilever têm um único braço com uma sonda anexada em uma extremidade. Este design permite medições flexíveis em espaços restritos ou áreas de difícil acesso. As CMMs do tipo cantilever são frequentemente usadas para medir peças intrincadas e complexas.
As CMMs do tipo pórtico apresentam duas colunas verticais com uma viga transversal conectando-as. Esta configuração proporciona uma excelente estabilidade durante as medições, tornando-a adequada para peças maiores e mais pesadas. As CMMs do tipo pórtico são comumente encontradas em indústrias como a automotiva e a aeroespacial.
O quarto tipo de CMM é o estilo de braço horizontal, onde a sonda está acoplada a um braço horizontal que se move ao longo de trilhos montados em uma viga superior ou placa base. Este design permite a medição em grande escala de objetos pesados sem comprometer a precisão.
Uma máquina de medição por coordenadas (CMM) funciona utilizando uma sonda para fazer contato físico com diferentes pontos do objeto, coletando dados valiosos sobre suas dimensões e forma. Esses dados são cuidadosamente analisados e usados para gerar medições altamente precisas e relatórios detalhados.
A CMM opera através de um sistema sofisticado de eixos XYZ, permitindo que ela mova a sonda com precisão pontual ao longo de diferentes planos.
Além disso, as CMMs modernas incorporam sensores ópticos ou a laser para medições sem contato. Embora as CMMs avançadas ofereçam uma gama de capacidades adicionais, a medição dimensional continua sendo a aplicação fundamental desta poderosa tecnologia.
Koordinatenmessgeräte (CMM) sind wesentliche Instrumente im Produktionsbereich. Sie bieten zahlreiche Vorteile, die ihre Einschränkungen weit übertreffen.
Wir werden eine umfassende Untersuchung der vielfältigen Vorteile durchführen, die mit der Verwendung eines CMM verbunden sind, und auch einige wichtige Überlegungen bezüglich seiner Einschränkungen ansprechen.
As máquinas de medição por coordenadas tornaram-se um componente essencial do processo de fabricação devido à sua precisão. Especialmente na produção de ferramentas complexas, as CMMs são uma excelente escolha para medição dimensional, resultando em uma redução significativa dos custos de produção e do tempo.
Diferentemente dos métodos tradicionais de medição das dimensões das peças mecânicas, as máquinas de medição por coordenadas oferecem uma ferramenta confiável para garantir a qualidade. Elas podem medir e analisar numericamente peças, oferecendo uma ampla gama de serviços como análise dimensional, comparação CAD, certificação de ferramentas e engenharia reversa para manter padrões de qualidade rigorosos.
Como as máquinas CMM são controladas por computador, a intervenção humana é reduzida. Essa redução serve para mitigar os riscos potenciais associados a erros operacionais.
Para medir precisamente uma peça, a sonda usada na máquina de medição por coordenadas deve fazer contato com sua superfície. No entanto, cuidado deve ser tomado ao lidar com superfícies delicadas ou frágeis, pois o contato prolongado pode danificar a peça.
Ao usar sondas em peças feitas de materiais macios, como borracha e elastômeros, é necessário ter cuidado, pois isso pode causar deformação da peça, levando a imprecisões durante a análise digital.
Diferentes tipos de sondas são usadas em máquinas CMM. A escolha da sonda depende de vários fatores, como o tamanho da peça, especificações de design e capacidades da sonda. Não selecionar a sonda apropriada pode comprometer a precisão da medição.
O instrumento de medição por coordenadas é um sistema de medição sofisticado que combina luz, mecânica, eletricidade, computação e tecnologia de controle.
Portanto, muitos fatores podem influenciar a incerteza de seus resultados de medição. No entanto, para máquinas de medição por coordenadas de pequeno e médio porte, o fator mais significativo que influencia a incerteza da medição é o desvio da temperatura ambiente da temperatura de medição padrão (20°C).
Para garantir resultados precisos do sistema de coordenadas tridimensionais, é crucial controlar estritamente a temperatura ambiente dentro da faixa especificada no manual da máquina.
Os tipos comuns de erros das máquinas de medição por coordenadas podem ser categorizados em erros estáticos e erros dinâmicos.
Erros estáticos são caracterizados por um nível constante e estável de erro, enquanto erros dinâmicos aumentam com o tempo. Para compensar efetivamente os erros, é importante entender esses dois tipos de erros e selecionar o método apropriado de acordo.
Os métodos de compensação de erros mais comuns para máquinas de medição por coordenadas são compensação de temperatura, compensação de correção de software e outros tipos de compensação.
O método de compensação de correção de software é particularmente prevalente em aplicações práticas, pois compensa eficazmente os erros dinâmicos em máquinas de medição por coordenadas.
Existem várias soluções para manter uma temperatura equilibrada e estável na sala de medição.
O software da máquina de medição pode utilizar correção linear e correção de temperatura para ajustar o efeito da temperatura com base nas condições ambientais durante a calibração no local.
É importante manter fontes de calor, como equipamentos elétricos e computadores, a uma distância razoável da máquina de medição.
Ao escolher um ar-condicionado, é recomendado optar por um modelo inversor com fortes capacidades de controle de temperatura.
Além disso, o planejamento cuidadoso da localização de instalação do ar-condicionado é crucial para garantir que não sopre diretamente sobre a máquina de medição.
Para manter uma temperatura ambiente equilibrada, é aconselhável ajustar a direção do vento do ar-condicionado para cima, a fim de estimular uma circulação de ar adequada no espaço.
Medidas de isolamento térmico devem ser implementadas em salas de computadores, mantendo portas e janelas fechadas firmemente para minimizar a perda de temperatura e evitar a exposição ao sol.
Finalmente, uma gestão rigorosa da sala de medição deve ser implementada para evitar a presença desnecessária de pessoal na área.
Os resultados de medição de uma máquina de medição por coordenadas podem ser afetados pelo seu sistema de detecção. Neste processo, a sonda faz contato com a peça a ser medida e envia um sinal.
O sistema de controle e o computador coletam então as coordenadas da sonda e realizam os cálculos necessários para obter os resultados de medição desejados.
Atualmente, a maioria das sondas de máquinas de medição são projetadas como do tipo interruptor, o que pode levar a diferentes pontos de contato ao detectar em diferentes posições.
Este princípio de design introduz erros de detecção que afetam diretamente a incerteza dos resultados de medição. Portanto, é crucial minimizar esses erros para medições precisas.
Embora as CMMs ofereçam vários benefícios, nossos scanners 3D, incluindo o scanner 3D KSCAN-Magic, o scanner 3D SIMSCAN, o scanner 3D colorido, o sistema TrackScan 3D, etc., superam esses benefícios.
Eles são mais portáteis, fornecem precisão, simplicidade, velocidade e eficiência sem precedentes, enquanto mantêm a precisão de grau metrológico.
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