Máquinas de medição por coordenadas são dispositivos que realizam análises geométricas. Os fabricantes usam as CMMs para medições 3D, tolerâncias e inspeção de qualidade. Por mais de 50 anos, as CMMs têm sido um elemento básico em vários setores críticos. O motivo é bastante simples. As fábricas se esforçam para eliminar o erro humano de seus processos. Ferramentas metrológicas convencionais, como paquímetros, medidores de altura e micrômetros, são extremamente suscetíveis a isso. As CMMs, entretanto, atenuam os erros pessoais no processo de fabricação. Elas economizam dinheiro, tempo e matérias-primas.
O que é uma máquina CMM?
O objetivo principal de um CMM é a medição de peças. Ela faz isso com um sistema de sondagem físico ou óptico. Uma CMM consiste em uma área de preparação, corpo, viga de suporte, sonda de contato, caneta e computador. A caneta é montada no braço do apalpador. Ela é capaz de realizar movimentos ortogonais em três direções no plano cartesiano. Métodos diferentes para cada CMM realizam esse movimento. As pontas da caneta contêm um acionador de toque. O gatilho de toque registra as coordenadas de cada ponto no corpo da peça e envia essas informações ao computador. O computador gera um modelo CAD 3D usando essa "nuvem de pontos". As CMMs permitem medições 3D de alta precisão.
Os diferentes tipos de CMMs
Ponte CMM
A Bridge CMM é uma das CMMs mais amplamente usadas no setor. Ela é excelente para medir peças de pequeno a médio porte. Ela consiste em dois pilares de suporte e uma viga transversal. O braço da sonda é fixado à viga transversal e proporciona movimento vertical. A estrutura móvel e os braços compreendem os outros dois eixos de medição.
Prós
A Bridge CMM, além de ser versátil, também é altamente precisa. É a escolha ideal para peças de máquinas com altas tolerâncias. Ela vem em duas variantes: tipo de ponte móvel e tipo de ponte fixa. Ela pode se adequar a vários tipos de oficinas. As CMMs de ponte podem realizar diferentes tarefas, como medição, perfilamento e escaneamento.
Contras
O custo é um dos fatores limitantes das CMMs do tipo ponte - elas tendem a ser caras. Elas também são limitadas em volume por sua construção. Os trabalhadores precisam transportar as peças para a área do palco para inspeção, o que nem sempre é ideal. Por fim, requerem operadores qualificados e são sensíveis a distúrbios ambientais.
CMM de pórtico
Uma MMC de pórtico tem uma viga transversal apoiada em duas estruturas paralelas de cada lado. A viga transversal se desloca livremente para cima e para baixo na viga. O braço da sonda preso à viga transversal também se desloca lateralmente. Finalmente, como na CMM do tipo ponte, a sonda se desloca verticalmente para fornecer a coordenada móvel final. As CMMs de pórtico são projetadas para analisar peças grandes de máquinas e, geralmente, são montadas diretamente no chão de fábrica.
Prós
As CMMs de pórtico são opções altamente precisas e confiáveis para a medição de peças automotivas. Seu grande volume de preparação garante a acomodação da maioria das peças de médio e grande porte. Como as MMCs de pórtico são montadas no chão, é mais fácil carregar e descarregar peças de máquinas mais pesadas.
Contras
Assim como as CMMs de ponte, as CMMs de pórtico também são bastante caras. Entretanto, como são um tipo especializado de CMM, valem o investimento. Se você investir nelas, lembre-se de que elas são enormes. As CMMs de pórtico ocupam uma grande parte do chão de fábrica. Por fim, como são CMMs de tipo fixo, elas são limitadas por seu volume total.
CMM de braço horizontal
Certas peças, como painéis e placas automotivas, são predominantemente unidimensionais. Elas podem ser curtas, mas de comprimento bastante grande. Essas peças não convencionais não podem ser medidas confortavelmente por MMCs de ponte ou de pórtico. As MMCs de braço horizontal consistem em um braço de sonda montado na lateral. Em vez de se deslocar verticalmente, ele se desloca horizontalmente. Dessa forma, ela pode medir objetos com perfis longos com facilidade. As CMMs montadas em placas e em pistas são os dois tipos de dispositivos dessa categoria.
Prós
As CMMs de braço horizontal podem medir objetos com perfis longos. Elas são simples de instalar e operar e são excelentes para peças que exigem menos tolerância. Elas também economizam espaço e são econômicas.
Contras
Elas oferecem menos precisão do que outros tipos de CMMs. Devido à sua construção horizontal, elas são predominantemente limitadas a uma dimensão. Embora sejam compactas, elas ainda exigem que a peça seja levada até elas, portanto, não têm o benefício da portabilidade.
CMM cantilever
Quando a empresa Ferranti projetou as primeiras CMMs na Escócia, na década de 1970, ela produziu o tipo Cantilever. Essa CMM tem uma estrutura de base rígida à qual é fixada uma viga horizontal. A viga contém o braço do apalpador e a caneta stylus. Ela difere da CMM do tipo ponte pelo fato de ter apenas uma estrutura. Ela permite acesso aberto em três lados da máquina. A CMM cantilever oferece alta precisão e é adequada para objetos de pequeno e médio porte.
Prós
As CMMs cantilever têm alta precisão e baixa probabilidade de erros de medição. Elas são particularmente eficientes na medição de peças pequenas, como componentes eletrônicos. Como são abertas em três lados, o operador pode carregar e descarregar peças de forma conveniente. As CMMs cantilever têm excelente velocidade de medição. Elas são adequadas para oficinas que exigem resultados rápidos.
Contras
Devido à estrutura rígida da viga do eixo X, as CMMs cantilever são limitadas pelo tamanho dos objetos que podem medir. Além disso, elas não são portáteis. Elas devem ser colocadas em uma estação na oficina, com o operador trazendo as peças a serem medidas.
Braço de medição portátil CMM
Excelentes para medições no local, as CMMs de braço portátil mudaram a operação das CMMs no chão de fábrica. Elas consistem em uma sonda de braço articulado com uma ponta de agulha. A CMM pode ser transportada para várias estações na oficina para medir peças. Os braços de medição portáteis vêm com sistemas de seis a sete eixos, o que permite a criação de perfis de peças complexas com facilidade. Eles podem analisar objetos em diferentes estágios de montagem, desde peças individuais até máquinas inteiras.
Prós
A mais leve e manobrável das CMMs, o braço de medição portátil pode mudar a forma como a análise dimensional é realizada na oficina. Eles são equipados com tecnologias Leapfrog, multissensor e de escaneamento. Os braços portáteis são econômicos e fáceis de operar.
Contras
Devido à sua natureza portátil, esses tipos de CMMs têm várias concessões. Elas não são tão exatas ou precisas quanto as CMMs do tipo ponte, o que significa que não são adequadas para maquinário altamente sensível ou de peças pequenas.
CMM óptica
Os avanços na visão mecânica permitiram que as CMMs ópticas surgissem como uma técnica de medição revolucionária. As CMMs ópticas não usam sondas físicas, mas empregam metodologias ópticas para medir objetos. Elas realizam análise dimensional com triangulação a laser, fotogrametria e sistemas de imagem. Isso torna as MMCs ópticas ideais para medir peças delicadas e deformáveis. As CMMs ópticas permitem a inspeção de objetos em linha durante a montagem. Elas são indispensáveis para a fabricação e automação, formando a espinha dorsal da Indústria 4.0.
Prós
Assim como as CMMs de braço de medição, as CMMs ópticas são móveis e leves. Apresentam tempos de aquisição rápidos. São versáteis na operação, realizando escaneamento, sondagem e perfilamento com facilidade. São baratas para adquirir e fáceis de configurar. Por serem fáceis de operar, elas podem se adequar a um grande número de casos de uso. As CMMs ópticas são a melhor maneira de medir peças de máquinas pequenas e deformáveis.
Contras
As CMMs ópticas são menos precisas do que as CMMs convencionais, como as do tipo ponte ou gantry. Elas requerem iluminação específica para ter um desempenho ideal. Além disso, as CMMs ópticas podem, às vezes, ter dificuldade para medir superfícies brilhantes e reflexivas. Da mesma forma, as CMMs ópticas podem não medir materiais transparentes com precisão.
Escolhendo a CMM certa para suas necessidades
As CMMs surgiram como a principal solução de medição para reduzir os erros cometidos pelo homem durante a fabricação. Ao melhorar o controle de qualidade e as medições dimensionais, as CMMs aprimoram o processo de produção da fábrica. Com o tempo, isso resulta em menor consumo de matéria-prima, economia operacional e aumento da produção.
Ao selecionar uma CMM, considere sua aplicação específica. Embora as CMMs do tipo cantilever sejam muito precisas, elas não são muito versáteis. As CMMs que têm o uso mais flexível são as do tipo ponte e pórtico.
A CMM de braço horizontal é ideal para medir objetos longos. Os braços de medição portáteis e as CMMs ópticas são os melhores para operações portáteis e modulares. Se tiver mais dúvidas sobre a seleção de CMMs, entre em contato conosco. Estamos ansiosos para ouvir sobre suas necessidades de medição.