BOLETIN NOVIEMBRE 2011

Boletín
Técnico
Septiembre 2012
No. 36
VERSATILIDAD DE LAS MAQUINAS MEDICIÓN POR
COORDENADAS EN LA ACTUALIDAD
A través de los años las maquinas de medición por
coordenadas ha ido incrementando su presencia en la
industria, existen diferentes tipos de construcción,
niveles de exactitud y para una gran variedad de
aplicaciones existen las de operación manual y las CNC,
con pequeños, medianos y grandes volúmenes de
medición.
Pueden ser usadas con palpadores de señal de contacto
en modo de palpado discreto o palpado continuo,
pueden hacer mediciones sin contacto con sistemas de
visión o utilizando palpadores láser de línea. Una gran
variedad de puntas y cabezales rígidos o indexables
están disponibles.
La medición puede incluir desde elementos geométricos
sencillos tales como medición de diámetros, distancias y
ángulos o comparación con modelos CAD, digitalización
de partes y aplicaciones de ingeniería inversa. También
se puede hacer evaluación de geometrías especiales
como es el caso de alabes o engranes de diferentes tipos
Tradicionalmente se han utilizado dentro de
laboratorios de metrología pero cada vez son más
utilizadas para medición directamente en áreas de
manufactura para una retroalimentación mas rápida a
los procesos de manufactura. Con este propósito han
sido provistas de sensores de temperatura que miden
continuamente la temperatura tanto en las escalas de la
CMM como en la pieza haciendo correcciones para
proporcionar resultados de medición como si se midiera
a 20°C que es la temperatura normalizada para medición
de longitud.
La elección apropiada depende de la aplicación
especifica en las páginas siguientes se ilustran algunas
características de una máquina CNC CMM de muy alta
exactitud, el modelo LEGEX de Mitutoyo.
CONTENIDO
Versatilidad de las Máquinas de Medición por
coordenadas en la actualidad
Tecnologías incorporadas en la CNC CMM LEGEX
Características CNC CMM LEGEX
MITUTOYO MEXICANA, S.A. DE C.V.
Página 1
Página 5
Página 8
1
OFICINAS DE SERVICIO:
NAUCALPAN: ingenieria@mitutoyo.com.mx
MONTERREY: m3scmty@mitutoyo.com.mx
AGUASCALIENTES: mitutoyoags@mitutoyo.com.mx
QUERETARO: mitutoyoqro@mitutoyo.com.mx
TIJUANA: mitutoyotj@mitutoyo.com.mx
Colaboradores de este número:
Ing. José Ramón Zeleny Vázquez
Ing. Hugo Daniel Labastida Jiménez
Cursos de Sep - Dic 2012
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MÁQUINA LEGEX
Tecnologías incorporadas en la LEGEX CNC CMM
Diseño de la base con alta rigidez
La base de la Legex esta hecha de fundición de hierro dúctil con grafito esferoidal especial para un diseño de
estructura sellada que proporciona características de alta rigidez y atenuación de la vibración. Los ingenieros de
Mitutoyo usaron análisis del método del elemento finito (FEM) durante la fase de diseño para optimizar la
configuración final y asegurar exactitud geométrica minimizando las deformaciones causadas mediante la
operación normal de la máquina
Simulación de análisis estructural mediante FEM
Curso de
Tolerancias
Geométricas
(GD&T)
basado en la
nueva
norma
ASME
Y14-5-2009
3
Después de 15 años la norma ASME sobre
dimensionado y tolerado fue actualizada
incluyendo diversas mejoras entre las que
destacan
la
diferenciación
de
los
modificadores de la condición de material
cuando es aplicada a la tolerancia o a los datos
llamando a esto ultimo frontera de máximo o
mínimo material.
Se introducen algunos símbolos nuevos
incluyendo el de perfil desigualmente
dispuesto y la aplicación de una zona de
tolerancia no uniforme.
Se usa el concepto de grados de libertad con
relación al establecimiento de marcos de
referencia dato. Se permite la aplicación de
marcos de referencia dato personalizados y
datos movibles.
Se introduce el concepto de sistema
coordenado con relación al marco de
referencia dato.
Se permite usar más segmentos en los marcos
de control de elemento compuestos.
Todo el material fue reacomodado en 9
secciones en vez de las 6 de la versión
anterior.
Para saber más:
capacitacion@mitutoyo.com.mx
Tecnologías incorporadas
Fundición de hierro dúctil con grafito esferoidal
La fundición regular de acero (hierro gris) es una
aleación de hierro que incluye carbón, silicio,
manganeso, fósforo y sulfuro, en la cual el carbón es
precipitado como hojuelas en la ferrita o perlita del
material, mientras que el hierro dúctil es hecho
adicionándole magnesio y otros elementos que
precipitan el carbón en forma esférica resultando en un
material ideal para hacer fundiciones libres de
cavidades y poros (defectos) de 0.1 mm y mayores. La
fundición de hierro dúctil tiene como características
una dureza alta, cercana a la del acero, así como
excelente ductilidad, rigidez y resistencia al desgaste,
haciéndolo el mejor material a elegir para componentes
críticos de máquinas.
Control de vibración
Aislamiento de la vibración del piso
La Legex esta aislada contra vibración inducida por el
piso mediante el uso de resortes aislantes amortiguados
con aire que tienen una función de auto nivelación. Esto
virtualmente elimina vibraciones del piso en el área de
instalación de toda la estructura de la maquina.
Riel guía integrado al eje Y
El riel guía del eje Y recubierto con plasma cerámico es
fundición como una parte integral de la base para
mejorar la rigidez y estabilidad térmica. Esta
característica de diseño prácticamente elimina la
distorsión debida a cambios en las temperaturas de la
maquina.
Mecanismo flotante reduce la vibración interna
Para reducir los efectos de la vibración generada
internamente, la Legex usa un mecanismo flotante
especial para acoplar cada tornillo con esferas a su
bloque guía. Esto aísla el bloque guía del servomotor
conforme gira el tornillo con esferas y evita así la
transmisión de vibraciones del motor, especialmente
durante la aceleración y desaceleración.
Características de atenuación
La Legex atenúa rápidamente las vibraciones
transversales inducidas reduciendo así cualquier efecto
adverso sobre las mediciones: Esta característica
permite también que sea posible el palpado continuo
con ultra alta exactitud
Aislantes neumáticos de vibración
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Tecnologías incorporadas
Escalas lineales de vidrio con coeficiente de expansión térmica virtualmente cero
La Legex esta equipada con una nueva escala lineal de vidrio con una resolución de 0.01 mm y coeficiente de
expansión térmica de 0.01 x 10-6 /K. Este coeficiente de expansión térmica virtualmente de cero significa que la
Legex puede mantener su extrema exactitud a pesar de los cambios térmicos. Las escalas también están montadas de
una manera única que reduce el error de histéresis a 1/5 de los modelos previos. Las graficas de inspección de la
siguiente página muestran el error de histéresis que resulta de este nuevo método de montaje.
LED
Detector
CTE = 0.01x10-6K
IC fotoreceptor
Escala principal (escala de vidrio con
expansión térmica virtualmente cero)
Escala índice
Paso de 8 mm
Escala principal
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Características LEGEX CNC CMM
Error de indicación del eje X
Ida
Regreso
Compensación por la temperatura
Error (mm)
Efectiva dentro del intervalo de 18°C a 22°C
Ida
Regreso
Error (mm)
Error de indicación del eje Y
Mientras que las CMMs de muy alta exactitud requieren
estar en un medio ambiente con la temperatura
estrictamente controlada, la Legex ha sido diseñada para
mejorar la estabilidad térmica de cada componente para
minimizar la deformación. Adicionalmente sensores de
temperatura en cada eje y para la pieza detectan los
cambios de temperatura en tiempo real y son usados para
compensar como si se midiera exactamente a 20°C
Resultados de inspección del error de indicación
volumétrico (MPEE) para una Legex 774
Ida
Regreso
Error (mm)
Error de indicación del eje X
Patrón de calibración
Minimizando la influencia térmica externa durante la
calibración.
La insensibilidad térmica es también critica para la
calibración de maquinas de alta exactitud como la Legex.
Mitutoyo ofrece un patrón especial de calibración que
utiliza bloques patrón con un coeficiente de expansión
térmica nominalmente de cero. Utilizando este patrón se
evitan errores de calibración provenientes por las
fluctuaciones de la temperatura ambiente. Todos los
bloques patrón son medidos por interferometría con
resolución de 0.01 mm en el laboratorio de calibración
acreditado de Mitutoyo (JCSS No. 0030)
Mitutoyo Mexicana, S.A. de C.V. ofrece cursos programados en nuestras instalaciones
de Naucalpan, Monterrey, Querétaro, Tijuana y Aguascalientes o de común acuerdo en
las instalaciones de los usuarios sobre software especifico tal como: MCOSMOS 1, 2 y
3, Qvpak, Qspak, Surfpak, Roundpak, Formtracepak y Formpak.
Informes: ingenieria@mitutoyo.com.mx
mitutoyoqro@mitutoyo.com.mx 0155 5312 5612 exts. 300 y 302
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Servicios de calibración y capacitación
El laboratorio de calibración de Mitutoyo Mexicana, S.A. de
C.V. ha instalado un equipo de medición de rugosidad para
proporcionar a sus clientes usuarios servicio de calibración de
patrones de rugosidad, así como, servicio de medición de
rugosidad, ambos acreditados.
De acuerdo con los requerimientos actuales de los sistemas
de gestión de calidad, todos los equipos y patrones de
medición, deben ser calibrados periódicamente y antes de
usarlos cuando son nuevos.
En muchos casos, los equipos de medición de rugosidad son
calibrados de acuerdo con lo anterior, sin embargo, no ocurre
lo mismo con los patrones. Los patrones de rugosidad son
utilizados para determinar si, en un momento dado, es
necesario ajustar la ganancia de los equipos, para
verificaciones periódicas de los mismos y para la calibración
de los rugosímetros. El servicio, ya esta disponible con
ACREDITACIÓN a los patrones nacionales
CON LA FINALIDAD DE PROPORCIONARLES UN MEJOR
SERVICIO, LE INFORMAMOS QUE EL SERVICIO DE
CALIBRACION DE INSTRUMENTOS Y PATRONES EN
NUESTRO LABORATORIO ASI COMO EL SERVICIO DE
REPARACION DE INSTRUMENTOS YA NO SE PROPORCIONAN
DE MANERA DIRECTA POR MITUTOYO MEXICANA SINO
EXCLUSIVAMENTE A TRAVES DE NUESTRA RED DE
DISTRIBUIDORES.
LA INFORMACION LA PUEDEN ENCONTRAR EN LA SIGUIENTE
DIRECCIÓN ELECTRONICA:
http://www.mitutoyo.com.mx/Distribuidores/index.html
INFORMACION DE LISTA DE PRECIOS DE CALIBRACION Y
REPARACION DE INSTRUMENTOS, SE ENCUENTRAN
DISPONIBLES EN:
http://www.mitutoyo.com.mx/Calibracion/index.html
ATENTAMENTE
MITUTOYO MEXICANA, S.A. DE C.V.
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Características LEGEX CNC CMM
Construcción
La Legex utiliza una estructura de puente fijo (Figura de
la derecha). Esta es la arquitectura ideal para una CMM y
virtualmente elimina los errores de paso (pitch) y ladeo
(yaw). Muchas otras CMMs usan un diseño de puente
móvil con una sola unidad conductora bajo la columna,
lo cual tiende a causar paso y ladeo durante los
movimientos deslizantes.
Estructura
tipo puente
fijo usada en
la Legex
El centro de gravedad de las maquinas tipo puente móvil
es movido de acuerdo al movimiento del eje X. Este
movimiento del centro de gravedad del puente cambia la
distribución de la carga y por lo tanto altera las
deformaciones subsecuentes.
Estructura tipo
puente móvil
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Características LEGEX CNC CMM
Exactitud dinámica
El diseño de puente fijo de la Legex permite que los ejes sean operados de manera totalmente
independiente. El movimiento del bloque guía del eje X no cambia la carga sobre el bloque guía del eje Y y
por lo tanto no causa deformación. También el centro de gravedad del sistema tipo conductor porque
coloca la unidad conductora cerca del centro de gravedad de cada bloque guía. Esta característica permite
mediciones con muy alta velocidad y alta exactitud reduciendo las deflexiones inducidas por inercia
durante la aceleración y desaceleración.
Eje Z
Eje conductor
Cojinetes de aire
Eje conductor
Viga eje X
RM-120
Calibración de anillos patrón
de 6 a 120 mm con máquina
que incorpora una holo escala
láser con resolución de 0,1
µm y repetibilidad de 0,2 µm
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