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¿QUÉ ES UNA CMM? TODO LO QUE NECESITA SABER SOBRE LAS MÁQUINAS DE MEDICIÓN POR COORDINADAS Y SUS TIPOS.

¿Qué es una máquina CMM?

Vista superior del hombre midiendo una pieza metálica pequeña con CMM tradicional de contacto junto a la computadora

Una máquina de medición por coordenadas, también conocida como CMM, es un equipo que mide las geometrías de objetos físicos. CMM que utilizan un sistema de palpado para detectar puntos discretos en la superficie de los objetos.

La primera CMM hizo su aparición a principios de los años 60. Desarrollada originalmente por Ferranti Company en Escocia en los años 50, esta CMM de 2 ejes utilizaba un dispositivo de rastreo 3D con una lectura digital simple que mostraba las posiciones XYZ. Ferranti utilizó su CMM para medir componentes de precisión para sus productos militares. Los modelos de tres ejes se desarrollaron a finales de los 60.

Las CMM se utilizan con mayor frecuencia para probar una pieza o montaje para determinar si respeta o no la intención del diseño original. Las CMM se integran dentro de los flujos de trabajo de aseguramiento de la calidad o de control de calidad para verificar las dimensiones de los componentes fabricados para prevenir o resolver problemas de calidad.

Las ventajas de utilizar CMM sobre las inspecciones manuales o los controles realizados con instrumentos de metrología convencionales, como los micrómetros y los medidores de altura, son: precisión, velocidad y reducción del error humano.

Hay varios tipos diferentes de CMM. Por lo general, las CMM se clasifican en función de sus estructuras. Cada estructura tiene sus ventajas y desventajas. Echemos un vistazo a los diferentes tipos de CMM con más detalles.

 

¿Cuáles son los diferentes tipos de CMM?

Montaje de 3 imágenes de CMM de brazo de medición portátil, CMM de puente móvil y CMM óptica de MetraSCAN 3D montado en robot de la R-Series

CMM de puente

Las CMM de puente cuentan con un sistema de palpado que se mueve a lo largo de tres ejes: X, Y y Z; estos ejes son ortogonales entre sí en un sistema de coordenadas cartesiano. Cada eje tiene un sensor que monitorea la posición de la sonda (en micrómetros) mientras se mueve a lo largo de un objeto y detecta puntos en la superficie del objeto. Estos puntos forman lo que se llama una malla hermética, que «ilustra» el área de superficie que le interesa a los usuarios inspeccionar. Las CMM de puente se pueden dividir en dos subtipos de CMM: CMM de mesa móvil y CMM de puente móvil.

Ventajas de las CMM de puente

  • Uno de los tipos de CMM más precisos
  • Ideal para medir piezas mecanizadas con altas tolerancias
  • Perfecta para componentes de tamaño pequeño a mediano
  • Habilitada para mediciones de sensores múltiples, como el sondeo y el escaneado

Desventajas de las CMM de puente

  • Pueden ser costosas
  • Tienen un volumen de medición fijo
  • Falta de portabilidad; necesita llevar la pieza al sistema o usar maquinaria para moverla
  • Es sensible a las vibraciones y debe usarse en un laboratorio de metrología
  • Requiere montajes rígidos para cada pieza inspeccionada
  • Compleja de operar y necesita trabajadores calificados para programar el dispositivo

CMM de pórtico

Las CMM de pórtico son similares a las CMM de puente; sin embargo, suelen ser mucho más grandes. Debido a que están diseñadas para eliminar la necesidad de levantar una pieza sobre una mesa y ofrecen niveles de precisión similares a las CMM de puente, las CMM de pórtico se utilizan regularmente para piezas muy pesadas o grandes. Las CMM de pórtico deben montarse sobre una base sólida, directamente en el piso.

Ventajas de las CMM de pórtico

  • Alta precisión
  • Gran volumen de medición, que facilita las inspecciones de piezas grandes/pesadas
  • Más fácil de cargar y descargar componentes que una CMM de puente

Desventajas de las CMM de pórtico

  • Pueden ser costosas
  • Tienen un volumen de medición fijo
  • Falta de portabilidad; debe llevar la pieza al sistema o realizar un montaje/desmontaje significativo para mover la CMM
  • Ocupa mucho espacio en el suelo
  • Es sensible a las vibraciones y debe usarse en un laboratorio de metrología
  • Requiere montajes rígidos para cada pieza inspeccionada
  • Compleja de operar y necesita trabajadores calificados para programar el dispositivo

CMM en voladizo

Una CMM en voladizo se diferencia de una CMM de puente en la que el cabezal de medición solo está unido a un lado de una base rígida. Las CMM en voladizo brindan acceso abierto a los técnicos de inspección en los tres lados para facilitar la operación

Ventajas de las CMM de voladizo

  • Alta precisión
  • Adecuada para piezas más pequeñas
  • El acceso a tres lados facilita la carga y descarga manual o automática de componentes

Desventajas de las CMM de voladizo

  • Pueden ser costosas
  • Tienen un volumen de medición fijo
  • Falta de portabilidad; necesita llevar la pieza al sistema
  • Es sensible a las vibraciones y debe usarse en un laboratorio de metrología
  • Requiere montajes rígidos para cada pieza inspeccionada
  • Compleja de operar y necesita trabajadores calificados para programar el dispositivo

CMM de brazo horizontal

Las CMM de brazo horizontal, como su nombre lo indica, tienen sondas montadas horizontalmente a diferencia de las sondas montadas verticalmente como otras CMM. Están diseñadas para medir objetos largos y delgados que no podrían inspeccionarse con CMM verticales, como láminas de metal. Las CMM de brazo horizontal también se utilizan a menudo para inspeccionar geometrías que son difíciles de alcanzar. Hay dos tipos de CMM de brazo horizontal: montadas en placa y montadas en pista.

Ventajas de las CMM de brazo horizontal

  • Volumen de medición grande (piezas grandes y delgadas)
  • Buena opción para piezas que requieren tolerancias bajas
  • No requiere un sistema de cimentación significativo
  • Instalación rápida y sencilla
  • Espacio más pequeño
  • Requiere menos altura de techo que otros tipos de CMM
  • Económica

Desventajas de las CMM de brazo horizontal

  • Menos precisa que otras CMM
  • Tienen un volumen de medición fijo
  • Falta de portabilidad; necesita llevar la pieza al sistema
  • Es sensible a las vibraciones y debe usarse en un laboratorio de metrología
  • Requiere montajes rígidos para cada pieza inspeccionada
  • Compleja de operar y necesita trabajadores calificados para programar el dispositivo

CMM de brazo de medición portátil

Las CMM de brazo de medición portátil son máquinas de medición por coordenadas que pueden tomar medidas de piezas directamente en los talleres, lo que permite obtener resultados rápidos y análisis en tiempo real. A diferencia de los inspectores que llevan los componentes a un laboratorio para medirlos, los técnicos utilizan un brazo articulado, con un sistema de seis o siete ejes, para medir los componentes donde sea necesario; esto es particularmente útil para analizar piezas mientras aún están integradas en sus accesorios o montajes. Brazos de medición portátiles.

Ventajas de las CMM de brazo de medición

  • Portátil y ligero: puede llevar la CMM a la pieza
  • Volumen de medición extensible (avance a saltos)
  • Habilitada para mediciones de sensores múltiples, como el sondeo y el escaneado
  • Relativamente barata
  • Fácil de operar (sin programación)

Desventajas de las CMM de brazo de medición

  • Menos precisa que otros tipos de CMM
  • Sensible a las vibraciones ambientales
  • Requiere montajes rígidos

CMM óptica

Las CMM ópticas son dispositivos portátiles sin contacto. Estas CMM utilizan un sistema sin brazos con métodos de triangulación óptica para escanear y adquirir mediciones 3D de objetos. Gracias a la sofisticada tecnología de procesamiento de imágenes, las CMM ópticas son ultrarrápidas y garantizan una precisión de grado de metrología. Los escáneres ópticos CMM son especialmente propicios para la fabricación de la industria 4.0.

Si bien las CMM ópticas tienen un nivel de precisión ligeramente inferior, son precisas para una amplia gama de aplicaciones. De hecho, las CMM ópticas se utilizan junto con las CMM tradicionales para liberar los cuellos de botella de la producción. Por lo tanto, las piezas que requieren un nivel crítico de precisión se inspeccionan con una CMM convencional. Todos los demás componentes se pueden evaluar utilizando una CMM óptica más rentable, que proporciona una precisión satisfactoria, pero también portabilidad, flexibilidad y velocidad.

Ventajas de las CMM ópticas

  • Portátil y ligero: puede llevar la CMM a la pieza
  • Volumen de medición extensible (avance a saltos)
  • Habilitada para mediciones de sensores múltiples, como el sondeo y el escaneado
  • Tiempos de adquisición muy rápidos
  • Relativamente barata
  • Fácil de operar (sin programación)
  • No requiere de montajes rígidos

Desventajas de las CMM ópticas

  • Un poco menos precisas que las CMM convencionales, según la aplicación

 

¿Por qué estamos hablando de la velocidad de CMM todo el tiempo?

CMM óptica de MetraSCAN 3D montado en robot de la R-Series escaneando el parachoques y el capó brillante de un camión internacional blanco

Los fabricantes de hoy están bajo más presión para aumentar el rendimiento, ofrecer programas de entrega justo a tiempo y acelerar su tiempo de comercialización, todo mientras reducen significativamente los costes al mínimo. Cuando ocurren cuellos de botella en la CMM, los procedimientos de inspección extienden los tiempos de ciclo y, en última instancia, aumentan los costes de calidad sin valor agregado. Por lo tanto, la velocidad y la eficiencia de la CMM son críticas.

Como se mencionó anteriormente, los bloqueos en la CMM a menudo son causados por el gran volumen de trabajo que debe realizar un número limitado de metrólogos calificados. Los tiempos de programación de la CMM también alargan significativamente las inspecciones, ya que la CMM debe configurarse para cada tipo de componente o submontaje que se va a evaluar.

Las CMM convencionales que están equipadas con sondas de CMM son lentas y no adecuadas para medir de manera eficiente formas complejas. Otras CMM, que tienen sensores de CMM, tienden a acelerar los procesos de inspección; sin embargo, aún deben ser operadas por expertos.

Por lo tanto, los fabricantes buscan cada vez más tecnologías de inspección, como las CMM ópticas innovadoras, que puedan seguir el ritmo vertiginoso requerido en entornos de producción exigentes y estrictos estándares de control y aseguramiento de la calidad.

 

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Artículo escrito por Creaform

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