Control i Planificació

Els creixents requisits de precisió en l'obtenció de peces obliguen a reduir les fonts d'error en cada un dels elements d'un sistema de producció. En el camp de la màquina eina, el sistema de mesura habitual està basat en els encoders òptics [3]. La tecnologia utilitzada actualment depèn de la resolució i precisió que es vol assolir. Per equips de baixa precisió s'utilitzen sistemes magnètics i inductius i, en menor mesura, capacitius. Per resolucions elevades s'empren dispositius òptics. Per resolucions encara superiors s'utilitzen làsers basats en efectes interferomètrics [1-2]. En aquest treball es modelitza un encoder lineal amb la finalitat d'estudiar el seu comportament davant d'esforços, canvis de temperatura i vibracions.

Per tal de validar el model teòric desenvolupat, basat en el mètode d'elements finits, es van dissenyar una sèrie d'assajos senzills amb el qual poder comparar els resultats del model amb els obtinguts experimentalment.

A continuació s'exposen alguns dels resultats obtinguts per al comportament a deformació, temperatura i vibracions.

1. L'element que determina la major part de la rigidesa total de la regla és el perfil d'alumini, tenint poca incidència el vidre, fins i tot quan està unit mitjançant un adhesiu rígid. Per a un perfil d'alumini de 1m sotmès a una càrrega centrada de 943 g, adquireix una fletxa en el punt mitjà de 0,22 mm, amb vidre unit amb cinta flexible, 0,21 mm i amb vidre unit amb adhesiu rígid, 0,20.

2. Des del punt de vista del comportament davant canvis de temperatura, una unió amb adhesiu flexible sense cap punt fix d'unió amb l'alumini és equivalent a una altra en què es posa un punt fix en el centre. Per a un augment de temperatura de 45 º C el vidre s'estira, en un metre, 32 micròmetres més del que ho hagués fet lliurement.

3. Entrant en el comportament davant vibracions es comprova que les regles tenen formes pròpies de vibració en el rang de les freqüències habituals de les màquines eina (0.000-2.000 Hz) i s'observa que un punt d'unió rígid entre vidre i alumini, situat a mig de la longitud, que no presenta cap avantatge des del punt de vista tèrmic, és molt favorable des del punt de vista del comportament vibratori.

S'identifiquen i classifiquen les causes d'error i s'inclouen algunes directrius que poden reduir de manera important els comportaments indesitjats dels encoders lineals, establint unes recomanacions per al seu disseny.

[1] M. Dobosz, Optical Engineering, 38 (06) (1999) p. 968.

[2] K Engelhardt i P. Seitz, Applied Optics, 36 (13) (1997) p. 2912.

[3] K. Gasvik, "Optical Metrology". John Wiley. New York. 1995