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Lab - Laboratório de Metrologia - UFPR

Tecnologia em Medição por coordenadas

AS

MÁQUINAS DE MEDIR POR

COORDENADAS (MMC)



Tópicos que serão explorados na aula

Introdução

Tipos de MMCs

Sistema de medição (as réguas e apalpadores)

Programas computacionais

Erros

Compensação (Calibração e verificação)



INTRODUÇÃO

As MMCs são constituídas por vários subsistemas:

os elementos estruturais:

• 3 eixos coordenados,

• a base da máquina,

• o desempeno para suporte

das peças a serem medidas,

• as colunas e guias,

• as réguas óticas e

• os mancais aerostáticos

X Y

Z



Tipos de MMCs

Cantiléver Ponte Móvel Ponte Fixa

Coluna Braço Horizontal Pórtico Duplo Braço Horizontal

Figura 2.1: Tipos de MM3Cs



Pórtico Cantiléver



Programa Computacional

1) Fixa-se a peça no desempeno;

2) Escolhe-se a medição que se deseja

fazer utilizando o programa

computacional;

3) Com o apalpador de medição

toma-se pontos coordenados no

perfil da peça dentro do volume de

trabalho da máquina;

4) Verifica-se o resultado calculado

pelo programa.

Como fazer uma medição



Fluxograma de medição



Usuário

Programa

Computacional

MM3C Dados

Informações

Informações Informações

Programa de medição

Medição de várias características Pontos, retas, círculos, planos, cones , esferas, superfícies quaisquer

Distâncias , ângulos

Erros de forma , posição e orientação

Programa Computacional



Qualificação do apalpador de medição

Desempeno

Z

X

Sistema de Coordenadas Auxiliar

Desempeno

DA

M

DPA



Definir origem

do Sistema

de Coordenadas

Definir direção

e sentido da coordenada X

Gerar Plano de Referência

Alinhamento da peça



ERROS



ERROS

• ERRO DE ABBÈ



ERROS

• ERROS GEOMÉTRICOS

PITCH

YAW

ROLL

Retilineidade

horizontal

Retilineidade

vertical Erro de posição

MOVIMENTO X Y

Z

Erros de Translação

Erros de Rotação

Erro de montagem



• ERROS TÉRMICAMENTE INDUZIDOS

• Influência do ambiente

• Pessoas

• Memória Térmica

• Calor gerado pela própria MMC

• ERROS CÍCLICOS



• ERROS DINÂMICOS

Fontes de vibrações:

• as máquinas ferramentas,

• os compressores de ar,

• equipamentos de ventilação

• ERROS DO APALPADOR

• Erro de Esfericidade da ponta da sonda

• Erro de Abbè devido ao tamanho da haste

• Erro de Pre-Travel

COMPENSAÇÃO DE ERROS !!!



Compensação de Erros em MMCs

MELHORIA DA MMC

1a Idéia: Anulação dos erros

•Aumento de precisão na fabricação

•Melhoria nos projetos das máquinas

2a Idéia:

Compensação dos erros

• Modificações do posicionamento físico

• Programas Computacionais

Matriz de Erros (Erros pré determinados )


Tecnologia em Medição por coordenadas LEGEX -9106 -MITUTOYO

(0,35+L /1000) mm

• Ponte Fixa

• Controle de vibração

• Automática

AS MELHORIAS !!

• Compensação do peso

da peça



• Movimentação através

de Mancais Aerostáticos

LEGEX -9106 -MITUTOYO



• Compensação automática de movimentação

Y

Erro da MMC



• Escalas com resolução de 0,01 mm

• Fixação das Escalas

• Material das Escalas

LEGEX -9106 -MITUTOYO



Calibração: Instrumentos e artefatos-padrão



VERIFICAÇÃO : Artefatos-padrão



Blocos-Padrão :

• distintos comprimentos em posições e orientações variadas

• 1D, 2D e 3D

• Posicionamento linear, perpendicularidade, pitch e yaw

Padrões Corporificados Unidimensionais



Padrão escalonado :

• medição de comprimentos

• 0,5 m a 2,5 m

• dificuldade de transporte e manuseio.




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Barra de Esferas :

• simples e de baixo custo

• medição de distâncias pré-calibradas

• várias posições e orientações

• necessidade de barras com comprimentos variados




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Barra de Esferas :

ASME B89.4.1 - METHODS FOR

PERFORMANCE EVALUATION

OF COORDINATE MEASURING

MACHINES

Posições e orientações do

padrão



Padrões Corporificados Bidimensionais Placas de esferas :



Padrões Corporificados Bidimensionais Placas de furos :



Placas de furos e de esferas :

• os diâmetros e as distâncias entre esferas são padronizados,

• baseia-se no posicionamento do padrão no volume de trabalho da

MMC em posições estratégicas e execução de medições das distâncias

entre as esferas,

• determinação dos 21 erros geométricos, gerando o mapa de erros,

• limitantes: dimensões, peso, demora na realização do ensaio e custo

elevado,

• Maiores 1,0 m x 1,0 m - para máquinas maiores, posições superpostas,

• dificuldade de transporte e manuseio.



Padrões Corporificados Bidimensionais Placas com furos ou esferas :



Padrões Corporificados Tridimensionais

Cubo com esferas nos vértices : 8 esferas



Padrões Corporificados Tridimensionais Cubo com esferas nos vértices e estruturas com barras e esferas :



Padrões Corporificados Tridimensionais

Cubo com esferas nos vértices e estruturas com barras e esferas :

• montagem tridimensional de barras de esferas de grande

estabilidade dimensional;

• as esferas podem ser de carbeto de tungstênio ou de aço,

acopladas umas às outras através de barras reforçadas com

fibra de carbono;

• facilidade de avaliação de vários erros

geométricos conjuntamente;

• alto custo envolvido na construção e calibração.



Peça Padrão



Ensaios de aceitação

Os ensaios de aceitação, bem como as inspeções periódicas e

as calibrações, devem ser realizados utilizando o mesmo

equipamento e nas mesmas condições no que diz respeito a

hardware e a software para análise e processamento de dados,

devendo ser utilizados, para os diferentes tipos de ensaios, os

mesmos objetos de referência.



Resultados

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