La misurazione è una parte importante della produzione e l'alta precisione è fondamentale. Le linee di assemblaggio operano in sequenza e la deviazione anche di un solo millimetro può aggravare gli errori. Per questo motivo, le macchine di misura vengono utilizzate al posto degli strumenti convenzionali, come calibri e manometri.
Entra in gioco la tecnologia di misura computerizzata. Le macchine di misura come le VMM e le CMM ottimizzano la produzione semplificando le misure 3D. Sono strumenti versatili in grado di misurare angoli, curvature e distanze. Tuttavia, si differenziano per le loro capacità. Alla fine di questo articolo, vi forniremo una conoscenza approfondita dei vantaggi e degli svantaggi delle macchine di misura.
Che cos'è un VMM?
Macchine di misura di visione (VMM) sono strumenti di misura ottici. Sono compatti e ideali per misurare oggetti di piccole dimensioni. I VMM analizzano un oggetto senza toccarlo, fornendo così misure senza contatto.
Il componente principale di un VMM è il sensore di visione, che comprende una telecamera e un obiettivo ottico. A questi si aggiungono le sonde laser e touch. La sonda laser viene utilizzata per misurare oggetti trasparenti e semitrasparenti. La sonda tattile consente di misurare distanze 3D. I VMM acquisiscono l'immagine di un oggetto con una telecamera e utilizzano un software per generare un modello 3D. L'operatore lo utilizza per misurare le distanze.
I VMM riportano attributi lineari come punti, linee e angoli. Misurano attributi geometrici come la rettilineità o la planarità. Sono chiamati anche sistemi di misurazione video o sistemi di misurazione di immagini.
Che cos'è una CMM?
Le macchine di misura a coordinate utilizzano sonde meccaniche e software informatici per analizzare gli oggetti. Possono misurare angolarità, circolarità e distanza. Sono più grandi delle VMM. L'area di lavoro è costituita da un tavolo di granito adatto a oggetti pesanti. Su di esso si estende un ponte al quale sono fissate le sonde a contatto.
Le CMM analizzano gli oggetti toccando vari punti tramite sonde. Queste coordinate vengono poi convertite in un modello CAD. Utilizzando un software informatico, questo modello viene misurato per rivelare le distanze sull'oggetto.
Le principali differenze tra VMM e CMM
Sia il VMM che il CMM quantificano le caratteristiche geometriche di un oggetto. Tuttavia, presentano alcune differenze fondamentali. Valutiamo alcuni aspetti chiave che mettono in contrasto la visione e le macchine di misura a coordinate.
Metodi di misurazione
VMM
I VMM utilizzano la metrologia ottica per misurare le dimensioni di un oggetto. Il principale componente di rilevamento è un sensore di visione, composto da una telecamera e da un obiettivo ottico zoom. Inoltre, un VMM dispone di una sonda laser e di una sonda a contatto. La fotocamera scatta un'immagine dell'oggetto, che viene poi analizzata con un software informatico.
CMM
Le CMM, invece, utilizzano sonde tattili come componente di rilevamento principale. Queste sonde toccano l'oggetto nei punti da misurare. Utilizzando le coordinate dei punti toccati dalla sonda, viene creato un modello 3D. Questo modello 3D viene utilizzato per misurare le distanze sull'oggetto. Le CMM hanno uno stadio più grande rispetto alle VMM, quindi possono valutare pezzi più grandi e più pesanti.
Precisione e accuratezza
VMM
Poiché i VMM utilizzano lenti ottiche e strumenti software per computer. Offrono un elevato livello di precisione nella misurazione di oggetti di piccole dimensioni. Possono misurare distanze con una precisione fino a 0,25 micron. Offrono funzioni come il rilevamento automatico dei bordi, il tracciamento, la messa a fuoco automatica e gli strumenti di regolazione della luce.
CMM
Le CMM offrono anche un'elevata precisione rispetto alla metrologia convenzionale. Possono misurare distanze con una precisione compresa tra 2 e 5 micron. Possono essere utilizzate con i sistemi di coordinate cartesiane, cilindriche e sferiche.
Idoneità dei tipi di parti
VMM
Vengono utilizzati nelle industrie in cui è essenziale effettuare misure precise. I settori principali sono l'elettronica, la produzione, la meccanica e la plastica. L'area di lavoro di un VMM è inferiore a un piede. Pertanto, è adatto solo per pezzi di piccole dimensioni. I pezzi comunemente utilizzati sono viti, ingranaggi, stampi, gomma, componenti morbidi, PCB, molle, ecc.
CMM
Poiché le CMM hanno un'ampia superficie di appoggio, sono adatte a misurare pezzi industriali di grandi dimensioni. Sono ampiamente utilizzate nell'industria aerospaziale e automobilistica per calcolare i parametri dei pezzi delle macchine. Le CMM sono eccellenti per misurare pezzi come prototipi di automobili, attrezzature CNC come mandrini e martinetti e componenti di macchine pesanti.
Costi e manutenzione
VMM
I VMM sono generalmente convenienti. Sono più facili da mantenere grazie alle loro parti operative più piccole. Richiedono un piccolo investimento iniziale. Tuttavia, il loro prezzo è influenzato da fattori quali la modalità di movimento del VMM, il tipo di sensore, la funzionalità del software e la configurazione hardware.
CMM
Richiedono un investimento iniziale più elevato rispetto ai VMM. Inoltre, sono più ingombranti e hanno parti mobili complesse. Per questo motivo, la loro manutenzione può rivelarsi impegnativa. Le CMM richiedono un operatore addestrato per funzionare. Fattori come la formazione professionale, gli orari di lavoro e i turni possono influenzare il costo di gestione di una CMM. Altri fattori di costo possono essere le tasse di licenza, i costi di calibrazione e la sostituzione delle punte delle sonde.
Scegliere la macchina giusta
Volete sapere qual è quello giusto per voi? Cominciate a porvi queste domande:
- Pensate in termini di spazio. La vostra officina è grande o piccola? Le CMM sono grandi e potrebbero essere inadatte alle piccole officine. Le VMM, invece, sono macchine compatte. Se si lavora in uno spazio ridotto, sono la scelta ideale.
- Quanti pezzi dovete lavorare in un giorno? Molte officine lavorano quotidianamente grandi quantità di pezzi. In questo caso, una VMM potrebbe essere la soluzione ideale. Tuttavia, se lavorate con un numero inferiore di pezzi, le CMM faranno al caso vostro. Le CMM sono anche più adatte ad analizzare oggetti di dimensioni diverse.
- Il tipo di pezzo da misurare determina anche la macchina necessaria. Se si misurano oggetti 3D, un sistema di misura a immagini non può eseguire le operazioni necessarie. Il punto di forza di una VMM è l'alta risoluzione, che le consente di generare immagini 2D precise.
- Volete un'estrema precisione a livello di micron? In questo caso, le VMM potrebbero fare al caso vostro. Sebbene entrambe le macchine siano eccellenti, le VMM offrono una precisione fino a 0,25 micron.
- I pezzi da misurare sono fragili o modellabili? In questo caso, optate per la VMM. Si tratta di macchine senza contatto. Possono misurare oggetti modellabili, mentre le CMM non possono farlo.
Conclusione
Che si scelgano le VMM o le CMM, entrambi sono strumenti metrologici ad alte prestazioni. Garantiscono un'accelerazione del processo di produzione. La scelta della macchina giusta ottimizzerà le vostre linee di misura e di progettazione. Pur avendo funzioni simili, entrambe le macchine hanno applicazioni molto diverse. Per una velocità di lavoro più elevata, una maggiore precisione e oggetti di piccole dimensioni, scegliete la VMM. Per la versatilità, la mappatura 3D e i pezzi pesanti, scegliete la CMM. Se ricordate i punti chiave che abbiamo condiviso in questo articolo, l'acquisto di una macchina di misura sarà semplice e senza problemi.
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