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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

flexibilidade

rapidez

confiança

• As Máquinas de Medir por Coordenadas (as MMCs) foram criadas por Ferranti, a cerca de 60 anos.

De acordo com a British Standard institution (BSi) a definição de MMC é: um dispositivo com a capacidade de medir coordenadas

cartesianas de pontos espaciais que inclui: apalpador de medição, estrutura, escala de medição e programas computacionais.



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



INTRODUÇÃO

o sistema de apalpamento:

•apalpador de medição e

•a interface eletrônica.

o programa computacional e o computador dedicado:

•uma interface para leitura do sistema eletrônico do apalpador,

•uma interface para leitura das réguas óticas

•algoritmos para o cálculo das características da medição desejada.



Máquinas manuais

Máquinas automáticas

• Cnc

• joistick

Classificação

das

MMCs:

As MMCs


Tecnologia em Medição por coordenadas TIPOS DE MMCs:

Ponte Móvel



Ponte Fixa



Ponte em forma de L



Braço Horizontal



Braço Horizontal

Duplo



Pórtico



Pórtico Cantiléver



Década de 80


Tecnologia em Medição por coordenadas LEGEX -9106 -MITUTOYO

Segundo o Fabricante:

“ A MMC mais exata do mundo ”



SISTEMA DE MEDIÇÃO

• Escalas óticas fixas e móveis

• Franjas de Interferência : Moirè



TIPOS DE

APALPADORES:

Apalpador por contato:

• Touch – trigger

• Rígidos

Sondas sem contato:

• Laser

• CCD



Apalpador por contato

(touch-trigger)



Funcionamento do apalpador

• 3 conjuntos de 3 cilindros

• Chave on-off

• “congelamento” das escalas

• Erro de pre-travel



• Apalpador em posição de repouso; contatos

Movimento da

máquina

• A ponta do apalpador faz contato

com a peça;

• Há uma reação no mecanismo do

apalpador devido a força de medição

resultando no deslocamento da ponta

do apalpador;

Reação a

força

Força de

Contato

• A ponta do apalpador gira sobre os

contatos, resultando em um ou dois

movimentos das partes;

Contato

separado Giro sobre os

contatos

• A máquina retorna e o apalpador volta

a posição inicial.

A medição com Apalpador por contato



Erro de Pre-travel

Sentido de maior força de contato

Pivô Pivô

R1 > R2

FC1 > FC2

Sentido de menor força de contato



Típico Gráfico de Pré-travel



Apalpador por contato:

Rígidos

Escalas nas direções

dos eixos

Maior exatidão

Menor Incerteza



Magazine com vários tipos de pontas

Cabeçote motorizado com articulação



TIPOS DE PONTA



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

• 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

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