Las arquitecturas posibles de las máquinas de medición por coordenadas
En la anterior edición de MetalUnivers, en el mes de febrero, veíamos, gracias a un texto de la asociación IA-CMM traducido por Hexagon, cómo las máquinas de medición por coordenadas (CMM) se basan en cuatro elementos tecnológicos. Quedaba pendiente el análisis detallado de las diferentes arquitecturas posibles que vemos a continuación.
- Cantilever con mesa fija
- Puente móvil
- Gantry
- Puente en forma de “L”
- Puente fijo
- Cantilever con mesa móvil
- Columna
- Brazo móvil, brazo horizontal
- Mesa fija brazo horizontal
- Brazo articulado
Todos estos tipos de arquitecturas no tienen la misma difusión, por varias razones, por ejemplo, algunas son adecuadas para CMMs de grandes dimensiones y por tanto, que no se usan con tanta frecuencia. Otras, simplemente no aportan ninguna ventaja comparado con arquitecturas que son más fáciles y baratas de producir. Por tanto, sólo hablaremos de las que tienen una mayor difusión en la industria.
Las arquitecturas de las CMM
Otro aspecto muy importante es la accesibilidad a la pieza que se tiene que medir. No seria conveniente utilizar una CMM de puente vertical para una pieza en la que la mayor parte de características se tienen que medir en direcciones perpendiculares al eje de Z .
Además, la tendencia es maximizar la “rigidez” de la estructura reduciendo a la vez la “masa”, para conseguir la mayor aceleración (y deceleración) posible .
Los parámetros dinámicos de la CMM se pueden malinterpretar fácilmente; por tanto es muy importante mirar las cifras que expresan estos valores y saberlas entender.
A continuación se describen las arquitecturas de CMM más utilizadas, el lector que desee tener una visión general sobre ese tema puede consultar la publicación ISO 10360-1.
Guideways=guías
Sensor=sensor
Machine base=Base de la máquina
Figura 1. Esquema de arquitectura “Cantilever”
Cantilever con mesa fija
“Es una CMM que utiliza tres componentes que se mueven por guías de forma perpendicular entre ellos, el sensor se encuentra en el primer componente, que se mueve de forma vertical en relación con el segundo. La combinación del primer componente con el segundo se mueve horizontalmente al tercero. El tercer componente está agarrado sólo por un extremo. Cantilever se mueve horizontalmente respecto a la base de la máquina donde se encuentra la pieza”.
Se ha de tener en cuenta (y eso servirá para todo el artículo) que ISO incluye la siguiente nota a todos los tipos de arquitectura: “Las direcciones que se indican son a modo de información. Existen otros modos”.
Sin embargo, trabajar con la punta para acelerar y decelerar la masa de las partes móviles de la máquina puede llevar a la deflexión de la propia máquina. Eso puede cambiar las características metrológicas del sistema.
Guideways=guías
Sensor=sensor
Machine base=Base de la máquina
Figura 3. Esquema de arquitectura de Puente Móvil
Puente móvil
Las máquinas de medición de puente móvil son versátiles y adecuadas para muchas aplicaciones en piezas simples, complejas y de superficie irregular. Ese tipo de arquitectura se describe en la ISO 10360-1 del siguiente modo:
“Es una CMM que utiliza tres componentes que se mueven por guías de forma perpendicular entre ellos, el sensor se encuentra en el primer componente, que se mueve de forma vertical en relación con el segundo. La combinación del primer componente con el segundo se mueve horizontalmente al tercero. El tercer componente está agarrado por dos piernas situadas a lados opuestos de la base de la máquina y se mueve horizontalmente respecto a la base de la máquina donde se encuentra la pieza”.
El éxito de este tipo de máquinas se debe básicamente a una serie de factores:
- La accesibilidad a la pieza que se tiene que medir
- Ergonomía
- Rendimiento dinámico
- Rendimiento metrológico
- Estructura isostática (normalmente no necesita fundamentos)
- Fácil manejo
- Volúmenes de medición adecuados para la medición de componentes complejos de dimensiones compatibles con los centros de producción más comunes
Guideways=guías
Sensor=sensor
Machine base=Base de la máquina
Figura 5. Esquema de arquitectura Gantry
Gantry
Incluso si no se utilizan tanto como las de puente móvil, las CMM gantry son el único instrumento de medición para medir con precisión componentes muy grandes como los motores grandes o las complejas estructuras aeroespaciales, etc.
“Es una CMM que utiliza tres componentes que se mueven por guías de forma perpendicular entre ellos, el sensor se encuentra en el primer componente, que se mueve de forma vertical en relación con el segundo. La combinación del primer componente con el segundo se mueve horizontalmente al tercero. El tercer componente se mueve de forma horizontal por dos guías que se levantan a ambos lados de la máquina por encima de la base donde se encuentra la pieza ”.
