Măsurări 3D

Cap.1 MAȘINI DE MĂSURAT ÎN COORDONATE (MMC)

1.1 Măsurarea tridimensională

Măsurarea tridimensională reprezintă astăzi o tehnică aproape indispensabilă pentru asigurarea calității pieselor și deci a competitivității firmelor pe piață. Practic este imposibil de imaginat prezența unor produse pe piață care să nu aibă o certificare de conformitate ce poate fi obținută în prezent doar prin măsurarea pe echipamente de măsurat tridimensional a diferitelor piese. Măsurarea în trei dimensiuni a tuturor lungimilor și a valorilor care pot fi derivate din lungimi reprezintă caracteristica principală a tehnologiei de măsurare tridimensională. Implementarea tehnologiei de măsurare tridimensională se datorează următoarelor cerințe:

- măsurarea conform cerințelor din domeniile de fabricație;

- includerea datelor CAD;

- universalitate, flexibilitate și automatizare;

- măsurarea dimensiunii, a formei și a poziției pe o singură mașină;

- obținerea unor precizii de măsurare și a unei reproductibilități ridicate indiferent de condițiile mediului ambiant;

- asigurarea rapidă a rezultatelor;

- reprezentarea grafică a rezultatelor.

Atributele esențiale în descrierea sistemelor de măsurare tridimensională sunt: precizia sistemului, timpul de măsurare, structurarea datelor, respectiv costurile, aspect care nu poate fi neglijat.

O atenție deosebită în cadrul operațiilor de achiziție a informațiilor îi este acordată capacității-capabilității de măsurare a sistemelor utilizate. Deciziile bazate pe analiza situațiilor și informațiilor obținute joacă un rol decisiv în elaborarea activităților de îmbunătățire a calității. Pentru aceasta se poate utiliza cu succes diagrama cauză-efect prezentată în fig.1.1.

Fig.1.1 Diagrama cauză-efect la măsurarea tridimensională

Un proces de achiziție, oricare ar fi sistemul de măsurare utilizat, parcurge pașii prezentați în fig.1.2, de la piesa de măsurat până la obținerea informațiilor legate de aceasta. Datorită preciziei de măsurare, cele mai răspândite sisteme sunt cele tactile, care implică un contact între elementul de palpare și piesă. Sistemele optice sunt utilizate în cazul unor piese bidimensionale (plăci cu circuite, folii, măști, etc.), respectiv componente din material cu rigiditate redusă (cauciuc, unele materiale plastice, textile, etc.). Metodele noi au apărut datorită necesității achiziționării unui număr sporit de puncte într-un interval scurt de timp, ceea ce a condus la apariția și dezvoltarea sistemelor de scanare. Acestea pot rezolva probleme ce apar la achiziția datelor obținute în urma măsurării suprafețelor interioare, a suprafețelor cuprinse în interiorul altor suprafețe.

Fig.1.2 Sisteme de măsurare tridimensională

Mașinile de măsurat în coordonate (MMC), considerate ca unul din cele mai moderne mijloace de control, sunt caracterizate prin productivitate mare și precizie ridicată a controlului, ușurând în același timp efortul depus de operator. Cu aceste mașini de măsurat se pot controla piese diferite, de la forme prismatice la cele de rotație, de la piese simetrice la piese cu suprafețe cu forme oarecare. Astăzi 80% din problemele de control sau expertiză a pieselor sunt tratate utilizând asemenea mașini.

Mașinile de măsurat în coordonate operează (ca și mașinile unelte cu comandă numerică) cu date numerice în coordonate rectangulare (sau polare). Sistemul de palpare realizează “palparea” tactilă sau optică a suprafețelor piesei, iar datele numerice furnizate de mașină arată dacă piesa respectă sau nu condițiile prescrise în desen. Capabilitatea mașinilor este sporită prin posibilitatea utilizării diferitelor tipuri de capete de măsurare, senzori și palpatoare care permit accesul la toate elementele geometrice ale piesei supusă controlului. Grație utilizării materialelor ușoare (ceramice, compozite), mașinile de măsurat în coordonate dispun de performanțe dinamice ridicate. Modelările din ce în ce mai fine a comportamentului mașinii la diferite temperaturi permit luarea în calcul a gradienților termici, ceea ce conduce la o exigență din ce în ce mai redusă legată de asigurarea unui anumit regim termic din sala de control unde sunt amplasate.

În funcție de configurația lor, hard și soft, mașinile de măsurat în coordonate pot fi utilizate la mai multe tipuri de aplicații: