Lab - Laboratório de Metrologia - UFPR Tecnologia em Medição por coordenadas AS MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS (MMC)
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AS
MÁQUINAS DE MEDIR POR
COORDENADAS (MMC)
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Tópicos que serão explorados na aula
Introdução
Tipos de MMCs
Sistema de medição (as réguas e apalpadores)
Programas computacionais
Erros
Compensação (Calibração e verificação)
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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.
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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
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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.
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Máquinas manuais
Máquinas automáticas
• Cnc
• joistick
Classificação
das
MMCs:
As MMCs
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Tecnologia em Medição por coordenadas TIPOS DE MMCs:
Ponte Móvel
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Ponte Fixa
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Ponte em forma de L
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Braço Horizontal
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Braço Horizontal
Duplo
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Pórtico
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Pórtico Cantiléver
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Década de 80
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Tecnologia em Medição por coordenadas LEGEX -9106 -MITUTOYO
Segundo o Fabricante:
“ A MMC mais exata do mundo ”
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SISTEMA DE MEDIÇÃO
• Escalas óticas fixas e móveis
• Franjas de Interferência : Moirè
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TIPOS DE
APALPADORES:
Apalpador por contato:
• Touch – trigger
• Rígidos
Sondas sem contato:
• Laser
• CCD
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Apalpador por contato
(touch-trigger)
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Funcionamento do apalpador
• 3 conjuntos de 3 cilindros
• Chave on-off
• “congelamento” das escalas
• Erro de pre-travel
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• 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
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Erro de Pre-travel
Sentido de maior força de contato
Pivô Pivô
R1 > R2
FC1 > FC2
Sentido de menor força de contato
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Típico Gráfico de Pré-travel
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Apalpador por contato:
Rígidos
Escalas nas direções
dos eixos
Maior exatidão
Menor Incerteza
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Magazine com vários tipos de pontas
Cabeçote motorizado com articulação
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TIPOS DE PONTA
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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
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Fluxograma de medição
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Fluxograma de medição
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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
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Qualificação do apalpador de medição
Desempeno
Z
X
Sistema de Coordenadas Auxiliar
Desempeno
DA
M
DPA
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Definir origem
do Sistema
de Coordenadas
Definir direção
e sentido da coordenada X
Gerar Plano de Referência
Alinhamento da peça
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ERROS
• ERRO DE ABBÈ
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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
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• ERROS TÉRMICAMENTE INDUZIDOS
• Influência do ambiente
• Pessoas
• Memória Térmica
• Calor gerado pela própria MMC
• ERROS CÍCLICOS
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• 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