Extensiones de palpadores y sondas: los accesorios pequeños tienen un gran impacto en la precisión de la CMM

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Los resultados de medición confiables de las máquinas de medición por coordenadas (CMM) son fundamentales para monitorear los procesos de fabricación y entregar piezas de alta calidad. La confianza absoluta en la calidad de la pieza sólo se puede lograr manteniendo la incertidumbre de medición al mínimo.

Los palpadores y las extensiones de sonda pueden proporcionar esa certeza para la mayoría de las mediciones. Sin embargo, los pozos profundos y las características de difícil acceso presentan desafíos.

No sacrifique la calidad utilizando agujas y extensiones de sonda incorrectas. Encuentre las herramientas adecuadas fabricadas con los materiales adecuados para sus necesidades de calidad.

Los cabezales de sonda se montan en el brazo y los palpadores se montan directamente en el cabezal de una CMM. Como explica Matt Danford de Modern Machine Shop, algunos cabezales de escaneo de CMM se articulan por sí solos y otros requieren extensiones. Las extensiones se pueden encontrar en todas las máquinas estándar y vienen en una variedad de tipos.

"Hoy en día, se ofrece una amplia selección de cabezales de sonda CMM, desde cabezales fijos y cabezales indexables hasta cabezales de movimiento continuo", dice Metrology News. "El cabezal de sonda fijo todavía se utiliza en CMM de precisión extremadamente alta y también es particularmente útil para transportar barras de extensión largas necesarias para sondear y escanear características internas profundas de las piezas".

Estos accesorios aumentan la gama de palpadores y permiten un acceso óptimo a piezas complejas o grandes. Las extensiones son especialmente beneficiosas en cabezales de sonda fijos para acceder a funciones de difícil acceso en las cavidades profundas o debajo de las piezas.

Las ampliaciones tienen una influencia directa en la incertidumbre de medición de un sistema metrológico general. En consecuencia, la precisión que una MMC puede alcanzar, según las especificaciones, sólo empeorará si se utilizan extensiones inadecuadas.

El desempeño de la extensión puede verse desafiado por tres factores determinantes:

Los operadores también deben conocer las mejores prácticas al utilizar extensiones tanto para palpadores como para sondas. Como explica el Laboratorio Nacional de Física, “los fabricantes de cabezales y accesorios de sonda generalmente especifican las longitudes máximas recomendadas para las extensiones de sonda. El uso de extensiones que excedan estas longitudes puede afectar seriamente la precisión y repetibilidad de las lecturas del cabezal de la sonda”.

El resultado deseado con cualquier solución de control de calidad son resultados de medición más consistentes. Elegir el material adecuado para las extensiones del lápiz óptico puede proporcionar una mayor estabilidad en condiciones cambiantes.

Una cualidad que debe tenerse en cuenta es el bajo coeficiente de expansión térmica. El crecimiento térmico depende de la longitud, especialmente con agujas y extensiones largas.

Hay muchas opciones de materiales de extensión y cada opción se ve afectada por los cambios de temperatura de distintas maneras. Estos materiales incluyen aleación de aluminio, titanio y fibra de carbono.

El aluminio era el material dominante hace décadas, cuando la metrología se realizaba principalmente en laboratorios de calidad. Se necesitaban nuevos materiales a medida que el control y la garantía de calidad se trasladaban a la línea de producción. Los laboratorios tenían temperatura controlada, pero el aluminio no soporta bien los cambios de temperatura y no es adecuado para la metrología de la línea de producción.

Cuando se necesita metal (para articulaciones, nudillos, etc.), el titanio ofrece la mejor combinación de peso ligero, resistencia, estabilidad térmica y estructural, y densidad. "Pero las extensiones de titanio, por razones de peso, tuvieron que reducirse en diámetro y espesor de pared para que fueran comparables a las extensiones de aluminio", afirma Jörg Esswein, jefe de gestión de productos para accesorios de ZEISS Industrial Quality Solutions. "Esta reducción conduce a una pérdida de rigidez".

La fibra de carbono es el material más común y la mejor opción para extensiones y palpadores largos. El polímero es rígido, liviano, tiene una alta resistencia a la flexión y, debido a su estabilidad térmica, los beneficios eclipsan a otros materiales como el aluminio, el acero inoxidable, el acero, el titanio y la cerámica.

Incluso con sus ventajas únicas, es posible que los tres materiales (aluminio, titanio e incluso algo de fibra de carbono) no tengan la combinación adecuada de propiedades para garantizar los mejores resultados de las extensiones.

Es importante encontrar una cartera de extensiones que ofrezca la combinación perfecta de factores materiales. Los conjuntos de extensiones deben personalizarse para los diferentes requisitos de precisión de las diferentes CMM. Estas extensiones siempre mantendrían la precisión al más alto nivel posible en combinación con una muy buena relación precio-rendimiento.

El uso de las extensiones de fibra de carbono adecuadas puede disminuir la influencia de la extensión en la incertidumbre de medición de la MMC hasta 5 veces en comparación con el titanio. Los usuarios también obtendrían una mayor productividad, ya que gracias a la mayor rigidez estática es posible alcanzar velocidades de escaneo significativamente más altas manteniendo el mismo nivel de precisión. Además, la mayor resistencia a la temperatura puede hacer que las extensiones sean adecuadas para todos los entornos de medición.

Lo ideal sería que hubiera tres niveles de precisión, según los requisitos.

Necesita una cartera completa de extensiones de fibra de carbono que esté a la altura de sus requisitos de precisión. Lo ideal sería que se adaptaran a su CMM. Obtenga la máxima precisión y un rendimiento óptimo sin sobrecargar su presupuesto.

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