Noticias - Guía completa de medición y máquinas CMM

¿Qué es una máquina CMM?

Imagine una máquina de estilo CNC capaz de realizar mediciones extremadamente precisas de forma altamente automatizada.¡Eso es lo que hacen las máquinas CMM!

CMM significa "Máquina de medición de coordenadas".Quizás sean los mejores dispositivos de medición 3D en términos de su combinación de flexibilidad, precisión y velocidad generales.

Aplicaciones de las máquinas de medición de coordenadas

Las máquinas de medición de coordenadas son valiosas siempre que sea necesario realizar mediciones precisas.Y cuanto más complejas o numerosas sean las mediciones, más ventajoso será utilizar una MMC.

Normalmente, las CMM se utilizan para inspección y control de calidad.Es decir, se utilizan para verificar que la pieza cumple con los requisitos y especificaciones del diseñador.

También pueden usarse paraIngeniería inversapiezas existentes realizando mediciones precisas de sus características.

¿Quién inventó las máquinas CMM?

Las primeras máquinas CMM fueron desarrolladas por Ferranti Company de Escocia en la década de 1950.Eran necesarios para la medición precisa de piezas en las industrias aeroespacial y de defensa.Las primeras máquinas sólo tenían 2 ejes de movimiento.Las máquinas de 3 ejes fueron introducidas en la década de 1960 por la DEA de Italia.El control por computadora apareció a principios de la década de 1970 y fue introducido por Sheffield de EE. UU.

Tipos de máquinas CMM

Hay cinco tipos de máquinas de medición de coordenadas:

MMC tipo puente: en este diseño, el más común, el cabezal de la CMM se monta sobre un puente.Un lado del puente se desplaza sobre un riel de la cama y el otro se apoya sobre un colchón de aire u otro método sobre la cama sin riel guía.
CMM en voladizo: El voladizo soporta el puente en un solo lado.
Gantry CMM: el pórtico utiliza un riel guía en ambos lados, como un enrutador CNC.Estas suelen ser las CMM más grandes, por lo que necesitan soporte adicional.
CMM de brazo horizontal: imagine un voladizo, pero con todo el puente moviéndose hacia arriba y hacia abajo por un solo brazo en lugar de hacerlo sobre su propio eje.Estas son las CMM menos precisas, pero pueden medir componentes grandes y delgados, como carrocerías de automóviles.
CMM tipo brazo portátil: estas máquinas utilizan brazos articulados y normalmente se colocan manualmente.En lugar de medir XYZ directamente, calculan las coordenadas a partir de la posición de rotación de cada articulación y la longitud conocida entre las articulaciones.

Cada uno tiene ventajas y desventajas dependiendo del tipo de mediciones a realizar.Estos tipos se refieren a la estructura de la máquina que se utiliza para posicionar suInvestigacionen relación con la pieza que se está midiendo.

Aquí hay una tabla útil para ayudar a comprender los pros y los contras:

Tipo de MMC	Exactitud	Flexibilidad	Mejor utilizado para medir
Puente	Alto	Medio	Componentes de tamaño mediano que requieren alta precisión
Viga voladiza	más alto	Bajo	Componentes más pequeños que requieren una precisión muy alta
Brazo Horizontal	Bajo	Alto	Componentes grandes que requieren baja precisión
Portal	Alto	Medio	Componentes grandes que requieren alta precisión
Tipo brazo portátil	Más bajo	más alto	Cuando la portabilidad es absolutamente el criterio más importante.

Las sondas normalmente se colocan en 3 dimensiones: X, Y y Z. Sin embargo, máquinas más sofisticadas también pueden permitir cambiar el ángulo de las sondas, lo que permite realizar mediciones en lugares a los que la sonda no podría llegar de otro modo.También se pueden utilizar mesas giratorias para mejorar la capacidad de aproximación de diversas funciones.

Las MMC suelen estar hechas de granito y aluminio y utilizan cojinetes de aire.

La sonda es el sensor que determina dónde está la superficie de la pieza cuando se realiza una medición.

Los tipos de sonda incluyen:

Mecánico
Óptico
Láser
Luz blanca

Las máquinas de medición de coordenadas se utilizan aproximadamente de tres formas generales:

Departamentos de control de calidad: aquí generalmente se mantienen en salas limpias con clima controlado para maximizar su precisión.
Taller: aquí las CMM se encuentran entre las máquinas CNC para facilitar la realización de inspecciones como parte de una celda de fabricación con un recorrido mínimo entre la CMM y la máquina donde se mecanizan las piezas.Esto permite realizar mediciones antes y potencialmente con mayor frecuencia, lo que genera ahorros ya que los errores se identifican antes.
Portátil: Las CMM portátiles son fáciles de transportar.Se pueden utilizar en un taller o incluso llevarlos a un sitio remoto de las instalaciones de fabricación para medir piezas en el campo.

¿Qué tan precisas son las máquinas CMM (precisión CMM)?

La precisión de las máquinas de medición de coordenadas varía.Generalmente, su objetivo es lograr una precisión micrométrica o mejor.Pero no es tan fácil.Por un lado, el error puede ser función del tamaño, por lo que el error de medición de una MMC puede especificarse como una fórmula corta que incluye la longitud de la medición como variable.

Por ejemplo, la CMM Global Classic de Hexagon figura como una CMM asequible para todo uso y especifica su precisión como:

1,0 + L/300 um

Esas medidas están en micras y L se especifica en mm.Entonces digamos que estamos tratando de medir la longitud de una característica de 10 mm.La fórmula sería 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 o 1,03 micras.

Una micra es una milésima de mm, que equivale aproximadamente a 0,00003937 pulgadas.Entonces, el error al medir nuestra longitud de 10 mm es 0,00103 mm o 0,00004055 pulgadas.Eso es menos de media décima: ¡un error bastante pequeño!

Por otro lado, uno debería tener una precisión 10 veces mayor de lo que intentamos medir.Eso significa que solo podemos confiar en esta medida hasta 10 veces ese valor, o 0,00005 pulgadas.Sigue siendo un error bastante pequeño.

Las cosas se vuelven aún más turbias para las mediciones CMM en el taller.Si la CMM está alojada en un laboratorio de inspección con temperatura controlada, es de gran ayuda.Pero en el taller, las temperaturas pueden variar mucho.Hay varias formas en que una CMM puede compensar la variación de temperatura, pero ninguna es perfecta.

Los fabricantes de CMM suelen especificar la precisión de una banda de temperatura y, según la norma ISO 10360-2 para la precisión de las CMM, una banda típica es 64-72 F (18-22 C).Eso es genial a menos que el piso de su taller esté a 86F en el verano.Entonces no tienes una buena especificación para el error.

Algunos fabricantes le ofrecerán un conjunto de escalones o bandas de temperatura con diferentes especificaciones de precisión.Pero, ¿qué sucede si está en más de un rango para la misma serie de piezas en diferentes momentos del día o diferentes días de la semana?

Se empieza a tener que crear un presupuesto de incertidumbre que tenga en cuenta los peores casos.Si esos peores casos resultan en tolerancias inaceptables para sus piezas, se necesitan más cambios en el proceso:

Puede limitar el uso de la CMM a ciertos momentos del día cuando las temperaturas caen en rangos más favorables.
Puede optar por mecanizar únicamente piezas o características de menor tolerancia en determinados momentos del día.
Las mejores CMM pueden tener mejores especificaciones para sus rangos de temperatura.Puede que valga la pena aunque pueda ser mucho más caro.

Por supuesto, estas medidas causarán estragos en su capacidad para programar con precisión sus trabajos.De repente, está pensando que un mejor control climático en el taller podría ser una inversión que vale la pena.

Puedes ver cómo todo este asunto de las mediciones se vuelve bastante complicado.

El otro ingrediente que va de la mano es cómo se especifican las tolerancias que debe comprobar la CMM.El estándar de oro es el dimensionamiento y tolerancias geométricas (GD&T).Consulte nuestro curso introductorio sobre GD&T para obtener más información.

Software MMC

Las CMM ejecutan varios tipos de software.El estándar se llama DMIS, que significa Estándar de Interfaz de Medición Dimensional.Si bien no es la interfaz de software principal de todos los fabricantes de CMM, la mayoría de ellos al menos la admiten.

Los fabricantes han creado sus propias versiones únicas para agregar tareas de medición que no son compatibles con DMIS.

DMIS

Como se mencionó, DMIS es el estándar, pero al igual que el código g de CNC, existen muchos dialectos que incluyen:

PC-DMIS: versión de Hexagon
AbiertoDMIS
TouchDMIS: Perceptrón

MCOSMOS

MCOSTMOS es el software CMM de Nikon.

Calipso

Calypso es un software CMM de Zeiss.

Software CMM y CAD/CAM

¿Cómo se relaciona el software y la programación CMM con el software CAD/CAM?

Hay muchos formatos de archivos CAD diferentes, así que verifique con cuáles es compatible su software CMM.La integración definitiva se llama definición basada en modelos (MBD).Con MBD, el modelo mismo se puede utilizar para extraer dimensiones para la CMM.

MDB es bastante vanguardista, por lo que aún no se utiliza en la mayoría de los casos.

Sondas, accesorios y accesorios para CMM

Sondas CMM

Hay disponibles una variedad de tipos y formas de sondas para facilitar muchas aplicaciones diferentes.

Accesorios CMM

Todos los accesorios ahorran tiempo al cargar y descargar piezas en una CMM, al igual que en una máquina CNC.Incluso puede obtener CMM que tengan cargadores automáticos de paletas para maximizar el rendimiento.