Introduzione
La produzione si compone di diverse fasi: pianificazione, progettazione, prototipazione, fabbricazione e post-lavorazione. La misurazione e l'ispezione del prodotto sono importanti per garantire che le cose vadano come previsto. Per ottenere i migliori risultati sono necessari strumenti di misura di alta precisione. Sono fondamentali per tradurre in realtà la visione dell'ingegnere progettista.
Gli strumenti di misura delle dimensioni sono dispositivi che misurano le caratteristiche fisiche di un oggetto, come altezza, larghezza, lunghezza, curvatura o angolo. Gli strumenti di misura sono classificati in base al loro principio di funzionamento. I tipi più comuni di strumenti di misura sono gli utensili manuali, i calibri pneumatici, le CMM, i dispositivi ottici, i dispositivi basati sulla luce e le macchine di misura a visione.
Oggi parleremo di 8 dei migliori strumenti di misura dimensionale di cui la vostra azienda può beneficiare. Non solo coprono un vasto numero di applicazioni, ma sono anche affidabili per i leader del settore. Ogni produttore ha esigenze uniche in termini di precisione, delicatezza degli oggetti, ispezione delle superfici o trasparenza. Dagli strumenti manuali ai robot di misura, questo elenco completo vi copre.
Gli 8 principali tipi di strumenti di misura dimensionale
Sistemi di misura di visione
L'ispezione visiva basata sulle macchine esiste dagli anni '80, ma ora si è trasformata in una vera e propria tecnica di misura. A sistema di misura della visione comprende una telecamera CCD, un sistema di illuminazione, una lente ottica e un software di analisi. La telecamera fotografa il pezzo e il software informatico ne analizza le dimensioni. A seconda del tipo di software, i sistemi di misura con visione possono eseguire misure in 2D o in 3D.
I sistemi di misura a visione possono fornire risultati di alta precisione fino al livello del micron. Eseguono misure veloci, ma sono limitati ai pezzi di piccole dimensioni. I sistemi di misura di visione sono sensibili alla luce esterna e devono essere utilizzati in ambienti controllati. Sono utili nei settori dell'elettronica, del medicale e dell'aerospaziale, che richiedono misure di alta precisione per pezzi di piccole dimensioni. Grazie alla loro velocità di lavoro, sono adatti alle fabbriche con requisiti di produzione elevati.
Macchine di misura a coordinate (CMM)
Le macchine di misura a coordinate sono dispositivi industriali specializzati nella misurazione di dimensioni 3D. Il loro componente principale è una sonda che tocca varie parti del pezzo per valutare le distanze. Può essere manuale o automatizzata. Dopo aver valutato i punti, la CMM costruisce una nuvola di punti per il pezzo. Si tratta di una riproduzione puntiforme della superficie dell'oggetto. Le CMM offrono un'elevata precisione: la maggior parte dei dispositivi moderni offre misurazioni a livello di micron.
Esistono diversi tipi di CMM che vengono utilizzati per varie esigenze di misura. Le CMM a ponte sono le più comuni e versatili. Le CMM a portale sono progettate per parti di macchine di grandi dimensioni e offrono un'elevata precisione, mentre le CMM a braccio orizzontale sono adatte ad applicazioni che richiedono una precisione inferiore. Le CMM a sbalzo sono caratterizzate da un singolo pilastro con un braccio montato lateralmente. Possono misurare pezzi con geometrie complesse.
A causa della loro complessa struttura meccanica, le CMM sono chiamate robot di misura industriali. Sebbene la maggior parte delle CMM sia basata sul contatto, alcune offrono sonde ottiche o laser che non devono entrare in contatto con il pezzo. Le CMM sono in grado di eseguire dimensionamenti e tolleranze geometriche. Possono ricreare superfici piane e cilindriche per ispezionare l'esterno di un oggetto.
Macchina di misura per utensili
L'innovazione nella misurazione ha portato allo sviluppo di macchine complesse. Macchine di misura per utensili forniscono dati di alta precisione sulle dimensioni di un pezzo. Gli strumenti software elaborano i dati raccolti. Tra i vari dispositivi di misurazione degli utensili vi sono macchine CNC, macchine 3D, sonde a infrarossi e utensili laser. Hanno principi di funzionamento diversi, ma ottengono gli stessi risultati. I produttori li scelgono in base ai vantaggi di nicchia che offrono.
I sistemi di tastatura a infrarossi funzionano con segnali luminosi inviati attraverso uno stilo. Misurano la superficie di un pezzo entrando in contatto con esso. Gli scanner laser e i presetting laser offrono misure senza contatto. I presetting laser possono rilevare rapidamente l'usura e la rottura degli utensili, mentre gli scanner laser acquisiscono i dati sulla superficie durante la produzione. Come il sistema di tastatura a infrarossi, i sistemi di tastatura a onde radio forniscono misure in-process utilizzando le onde radio. I dispositivi di misura, i dispositivi di temperatura e i presetting utensili creano un ambiente di produzione completo.
I dispositivi di misura sono adatti per l'analisi quantitativa, ma non per prendere decisioni qualitative. Gli strumenti software, come i software di misura, sono in grado di analizzare i dati dimensionali e di creare rapporti qualitativi complessi. Essi rendono molto più semplice la registrazione, il recupero e la traduzione dei dati.
Distanziometro laser
Il distanziometro laser è un dispositivo elettronico di misurazione portatile. Emette un raggio laser e ne cattura il riflesso per determinare la distanza tra due punti. Un misuratore laser è un metodo di misurazione rapido, preciso e senza contatto. A seconda del dispositivo, un misuratore laser può misurare distanze fino a 100 metri. I moderni misuratori laser sono dotati di diverse caratteristiche di qualità, come la connettività Bluetooth, la fotocamera e il touch screen.
Il misuratore laser funziona secondo il principio della velocità per determinare la distanza. Emette un impulso laser che viaggia alla velocità della luce e ne cattura il riflesso nella sua fotocellula. Il tempo trascorso tra l'emissione dell'impulso e il suo ritorno può determinare la distanza tra due punti.
Un distanziometro laser può essere utile in molti scenari. Può misurare comodamente la distanza lineare, la superficie e il volume. Tra le sue caratteristiche c'è una scheda di memoria per la memorizzazione dei dati, che consente di determinare facilmente il valore minimo/massimo di una serie di misurazioni. Può misurare continuamente mentre il dispositivo è in movimento, può essere utilizzato anche per la misurazione degli angoli e può completare indirettamente e automaticamente la misurazione della distanza.
Calibro a corsoio
Il calibro a corsoio è uno dei più antichi strumenti di misura scientifici. Fu descritto per la prima volta da Pierre Vernier a Bruxelles nel 1631. È costituito da una scala metallica con due serie di ganasce e una sezione centrale mobile nota come scala di Vernier. I calibri a corsoio possono misurare distanze lineari e dimensioni di oggetti rotondi. Affidabili, portatili e poco costosi, i calibri a corsoio sono estremamente pratici.
I calibri a corsoio sono altamente precisi e facilmente reperibili, il che li rende comuni nell'industria. Sono eccellenti per misurare oggetti di piccole e medie dimensioni, con una precisione fino a 0,01 mm. La scala principale indica il numero intero, mentre la scala a corsoio fornisce il valore decimale. I calibri a corsoio sono dotati di un indicatore a quadrante o di uno schermo LCD.
Micrometro
Il micrometro è un altro strumento di misura portatile basato su una scala. Fornisce misure di alta precisione in pezzi come piccoli utensili e raccordi. Il micrometro è composto da un telaio a forma di U con due estremità, una chiamata incudine e l'altra mandrino. Il mandrino è collegato a un componente simile a un'impugnatura che contiene la scala principale e quella circolare.
Durante l'operazione, l'oggetto viene incastrato tra il telaio a U. Successivamente, si ruota il mandrino, bloccando saldamente l'oggetto tra le due facce. Naturalmente, la scala circolare avanza con il mandrino. Il numero di rotazioni della vite corrisponde direttamente alla distanza di misura. Un micrometro può fornire una precisione fino a 0,001 mm. Come il calibro a corsoio, il micrometro è dotato di un quadrante meccanico o di uno schermo LCD.
Misuratore di altezza
Il misuratore di altezza è uno strumento meccanico che misura l'altezza degli oggetti. È costituito da una base, un palo, una trave scorrevole, una scala, uno scriba e una vite di fissaggio. I misuratori di altezza contengono una scala graduata per le misurazioni manuali o un pannello LCD che fornisce letture automatiche. I misuratori di altezza sono disponibili in diverse dimensioni per misurare diversi tipi di oggetti. Le dimensioni variano da 6 pollici a 6 piedi. I misuratori di altezza misurano accuratamente le distanze verticali nei settori della produzione, della medicina, della lavorazione dei metalli e della scienza.
Sono disponibili diversi tipi di misuratori di altezza con utilità e vantaggi differenti. I misuratori di altezza standard sono dotati di una scala principale e di una scala graduata con graduazioni di 0,02 o 0,05 mm. I misuratori di altezza digitali hanno un display LCD e sono più facili da leggere. Hanno una risoluzione di 0,01 mm. Premendo l'interruttore "zero", possono essere impostati su 0 in qualsiasi momento, facilitando le misure relative.
Strumento di misura dei contorni
Gli strumenti di misura dei contorni valutano le dimensioni, le variazioni di superficie e la rugosità degli oggetti. La profilatura delle superfici è diventata una componente importante della produzione di piccoli pezzi. La più piccola deviazione nella rugosità può causare problemi più a valle nella catena di produzione. L'analisi dei contorni e della rugosità garantisce la coerenza del progetto nella lavorazione in lotti. Gli strumenti di misura dei contorni possono ridurre gli errori cumulativi nella produzione. Possono rilevare le deviazioni dei pezzi rispetto ai dati di progetto ed etichettarli come difettosi in base a criteri predefiniti. La misurazione dei contorni riduce significativamente i tempi di ispezione dei prodotti e fa risparmiare sui costi operativi.
I dispositivi di misurazione dei contorni sono generalmente dotati di un calibro ad alta risoluzione, di un banco di lavoro, di una colonna e di un sistema a braccio oscillante. Il braccio meccanico si collega a una sonda o a uno stilo che attraversa il corpo dell'oggetto. I dispositivi di misurazione dei contorni eseguono misure sul sistema di coordinate tridimensionali. La macchina crea una mappatura 3D e la memorizza su disco. Il software informatico elabora il modello 3D. Può eseguire varie funzioni, come l'analisi dei raccordi di punti, la rotazione della vista dell'oggetto e il controllo dell'ingrandimento. Il software consente inoltre di memorizzare e riutilizzare comodamente i dati.
Conclusione
Abbiamo descritto gli strumenti di misura più produttivi del settore, ma la scelta del migliore dipenderà dall'uso che ne farete. Scegliere lo strumento di misura dimensionale più adatto significa prendere in considerazione diversi fattori. Avete a che fare con pezzi piccoli o grandi? Quali sono le dimensioni dei lotti? Quanti prodotti ispezionerete al giorno? E infine, quali sono i vostri limiti di budget? Rispondendo a queste domande, la scelta dello strumento sarà molto semplice. Vi assicuriamo che uno degli strumenti di questo elenco soddisferà le vostre esigenze. I nostri esperti sono sempre a disposizione per guidarvi nel vostro viaggio. Contattateci per una consulenza professionale!