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Diciembre 2004
No. 151
Año XIX
Nuevo Producto
Micrómetro de Exteriores Software para
Máquina de Medición por Coordenadas
Clase de Protección
IP
PRECISION ES NUESTRA PROFESION
No. 151
“Mundo Mitutoyo” Revista Técnica Científica
Publicación Trimestral “No. 151” Diciembre 2004 Año XIX Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional de Derecho de Autor:
04-2003-080713145800-102
Certificado de Licitud de Título: 12594 Certificado de Licitud de Contenido: 10166 Autorización de Registro Postal No. PP15-5087 Editor responsable: Alberto Rosas Tapia Diseño: Daniel Ignacio Salinas G. Colaboradores: Ramón Zeleny Daniel Salinas Imperio Muñoz Mitutoyo Corporation MAC Mitutoyo SulAmericana Mitutoyo Alemania Consejo Editorial Mamoru Ikeda José Ramos Ramón Zeleny Nobuyuki Kakui Tohru Yokoyama Alberto Rosas Domicilio de la publicación: Impreso en los talleres de ADA Color, S.A. de C.V. en Escobillería No. 7 col. Paseos de Churubusco C.P. 09030 Iztapalapa, D.F. México Supervisión de impresión: Carlos Fdo. Haza Sastré.
Diciembre 2004
CONTENIDO
EDITORIAL
Editorial La creatividad
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Noticias Festival CNC 2004
3
Producto nuevo 6 Micrómetro de exteriores
Artículo Software para CMM
Año XIX
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En Portada 13 Sistemas de medición por visión
Artículo 23 Clases de Protección IP
Aplicaciones 28 Medición tridimensional sin contacto
LA CREATIVIDAD En los últimos días me he encontrado con varias sorpresas en la forma de hacer negocios, la creatividad, el deseo de servicio, son claras muestras en los ofrecimientos actuales para descubrir nuevos nichos de mercado, refleja, el no darse por vencido sino por el contrario investigar y tratar de llenar los vacíos que otros dejan en lugar de buscar peleas frontales con la gran posibilidad de no ganar, tal es el caso del innovativo sistema de rentas de películas que busca darle pelea con nuevas ideas al gigante de las videorentas, otra el cine que ofrece proyecciones para las mamás con servicios de cambio de pañal dentro de la sala, eso sí en un horario y día exclusivo, no cabe duda, el ingenio siempre encuentra el camino, también aquellas empresas que ahora aprovechan con una amplia visión el sistema de producción en China y los tratados comerciales que tiene nuestro país; ya que producen con costos más bajos en China y terminan su producto en México exportándolo a los países donde China no tiene convenios o donde no pueden llegar. Por los días en que este ejemplar llegue a sus manos estaremos probablemente en las tareas del recuento del año y los resultados de nuestros objetivos, no sólo empresariales sino también los personales; entonces, es un buen momento para reflexionar en que nuestros próximos buenos propósitos de Año Nuevo sean positivos, que no nos obliguen a dejar de hacer lo que nos gusta, por ejemplo: “quiero bajar de peso”, o “quiero dejar de fumar” etc., no lo cumplimos y he allí, nos sentimos culpables o bien que hemos fallado, etc. No ahora no, ahora vamos a pensar en lo que deseamos hacer y no en lo que queremos dejar de hacer, seremos positivos y con creatividad y esfuerzo, seguro los lograremos. No me queda más que desearles salud y mucho éxito en todo lo que se propongan en este nuevo año que se acerca cada vez más. Nosotros nos esforzaremos por presentarles lo más innovador en tecnología y servicio. Felicidades.
Alberto Rosas T. Gerente Gral. de Marketing PRECISION ES NUESTRA PROFESION
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NOTICIAS
2004
Festival CNC
Lic. Imperio López Muñoz Marketer
Una exposición dedicada a la Medición CNC (Control Numérico por Computadora), tecnología que con sólo apretar un botón, facilita la medición de las partes a medir ahorrando tiempo y esfuerzo. Nuestra exposición que como cada año se efectúa en las instalaciones de Mitutoyo Mexicana; tuvo en esta ocasión la oportunidad de presentar su más innovadora tecnología CNC, en nuestro M3 Solution Center, en donde se llevaron a cabo diversas demostraciones de los equipos en exhibición junto con las aplicaciones de diferentes sectores de la industria, proporcionando a nuestros clientes nuevas opciones de medición en sus respectivos ramos industriales. La exposición tuvo lugar el pasado
23 de septiembre de este año y como era de esperarse, nuestro Presidente y Director General, el Ing. Mamoru Ikeda, dió una calida bienvenida a todos los visitantes del Festival CNC. Después de realizadas estas actividades, se dió pie a las conferencias preparadas para este 2
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Por esto mismo queremos agradecer a todas las personas representantes de las empresas que asistieron a este nuestro evento, por su interés y por supuesto por su tiempo que estamos seguros redituará en muy buenos frutos.
evento, cuya finalidad se concretó en difundir el conocimiento de dos temas relevantes hoy en día en la medición de alta exactitud: Una de ellas fue la “Presentación de nuevos desarrollos en el software para máquinas de
coordenadas˝ (que por cierto en esta edición encontrará un artículo muy interesante referente a este tema). y ˝Sistemas de medición automática de forma˝, cuyo tema también tomó especial relevancia en el personal asistente.
Finalmente llegó a su terminó, el Festival CNC, y como parte de la clausura se llevó a cabo una rifa muy entusiasta en donde hubo premios y una magnífica participación por parte de los invitados, sin olvidar, nuestro brindis de agradecimiento en las palabras del Sr. José Ramos, Vicepresidente y Director Comercial de Mitutoyo Mexicana.
Kit de 70 Aniversario
Dos premios principales
Instituto de Metrología Mitutoyo
Publicaciones disponibles LIBRO “METROLOGIA” PRECIO: $185.00 NO CAUSA IVA LIBRO “METROLOGIA DIMENSIONAL” PRECIO: $200.00 NO CAUSA IVA MANUAL DE NORMAS JIS EN ESPAÑOL PRECIO: $250.00 MAS IVA MANUAL DE CALIBRACION DE INSTRUMENTOS PRECIO: $250.00 MAS IVA NORMA ASME Y14.5M-1994 (DIMENSIONADO Y TOLERADO) EN ESPAÑOL PRECIO: $500.00 MAS IVA MANUAL DE METROLOGIA MECANICA EXPRESION DE LA INCERTIDUMBRE DE MEDICION PRECIO: $200.00 MAS IVA FACTORES A CONSIDERAR PARA LA REALIZACION DE UN BUEN ESTUDIO DE REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD PRECIO: $75.00 MAS IVA Todos los precios son en moneda nacional. Para adquirir estos manuales contacte al departamento de Capacitación Tel.: (0155) 5312 5612 exts. 255 y 256 E-mail: capacitacion@mitutoyo.com.mx. O contacte a nuestro Distribuidor Autorizado.
INSTITUTO DE METROLOGIA MITUTOYO - México Tel.: (55) 5312 5612 con 21 líneas Fax: (55) 5312 3660 capacitacion@mitutoyo.com.mx
CALENDARIO DE CURSOS 2005 METROLOGIA DIMENSIONAL 1 ( MD1 ) Fundamentos, Sistema de unidades, Errores de medición, Instrumentos básicos, Calibradores vernier, Calibradores de carátula, Medidores de altura, Micrómetros, Indicadores de carátula, Indicadores de carátula tipo palanca, Medidores de agujeros con indicador de carátula, Medición angular. Fechas: Enero 17 y 18; Marzo 7 y 8 Duración: 16 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los dos días METROLOGIA DIMENSIONAL 2 ( MD2 ) Instrumentos electrónicos (funciones, cuidados, sistemas de red y dispositivos), Bloques patrón, Superficies planas de referencia, Sistemas de ajustes y tolerancias, Calibres de dimensión fija, Comparador óptico y Micropak. Rugosidad y ondulación [Perfiles P, P(ls), R, R(ls), WC, WCA, WE, WEA y E. Parámetros Ra, Ry, Rz, Rq, tp, BAC, Rk, Rpk, Rvk, Mr1, Mr2, A1 y A2]. Durómetros, Micrómetro láser, Láser indicativo, Introducción a la medición por coordenadas, Medición de contorno y Medición de roscas por el método de los tres alambres. Fechas: Enero 19, 20 y 21; Marzo 9, 10 y 11 Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días CALIBRACION DE INSTRUMENTOS - IMPLEMENTANDO ISO 10012-1 E ISO 17025 ( CI ) Se presentan diversas alternativas para la calibración de instrumentos que se utilizan comúnmente en Metrología Dimensional enfocadas al desarrollo de instrucciones de trabajo para calibración que cumplan con el nivel 3 de QS 9000. Fechas: Enero 24, 25 y 26; Marzo 14, 15 y 16 Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días CONTROL ESTADISTICO DEL PROCESO ( CEP ) Se analizan los conceptos principales del control estadístico del proceso, ilustrando su aplicación mediante el software MeasurLink. Fechas: Enero 27 y 28; Marzo 17 y 18 Duración: 8 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h. INCERTIDUMBRE EN METROLOGIA DIMENSIONAL (INC MD ) Diseñado para introducir los conceptos y definiciones básicas así como algunas aplicaciones y alternativas para la determinación de la incertidumbre en la calibración de los instrumentos que se utilizan comúnmente en metrología dimensional. Fechas: Febrero 7, 8 y 9; Abril 11, 12 y 13 Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días. ESTUDIOS DE REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD ( RyR ) En este curso se puntualizan algunos factores que deben considerarse para mejorar el sistema de medición. Se explican los diversos métodos descritos en el MSA (Análisis de los sistemas de medición). Fechas: Febrero 10 y 11; Abril 14 y 15 Duración: 16 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los dos días TOLERANCIAS GEOMETRICAS Norma ASME Y14.5M-1994 ( GD&T ) Un curso completo desde los fundamentos hasta las aplicaciones más avanzadas. Un tercio del curso se dedica a la tolerancia de posición. Fechas: Febrero 14, 15 y 16; Abril 18, 19 y 20 Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días MEDICION DE TOLERANCIAS GEOMETRICAS CON CMM ( GD&T/CMM ) Este curso práctico presenta técnicas de medición con máquina de medición por coordenadas aplicables a piezas con tolerancias geométricas basado en el conocimiento previo de la norma ASME Y14.5M-1994 y manejo de la CMM. Fechas: Febrero 17; Abril 21 Duración: 8 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h
CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA Dirección de Servicios Tecnológicos División de Enlace Industrial DEPARTAMENTO DE EDUCACION CONTINUA
SOLICITE EL CALENDARIO DE CURSOS 2005 km 4,5 Carretera a Los Cués, El Marqués Querétaro, C.P. 76900 Tels. Conmutador: (42) 11 05 00 al 04, ext. 3013, 3011 Tel. Directo: (42) 11 05 83, Fax: (42) 16 26 26, 15 39 04 e-mail: servetec@cenam.mx
BUENAS PRACTICAS DE MEDICION CON CMM ( BPM/CMM ) Este curso práctico presenta buenas prácticas y estrategias de medición con máquinas de medición por coordenadas (CMM) incluyendo sistemas de palpado para realizar mediciones confiables. Fechas: Febrero 18; Abril 22 Duración: 8 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h ISO 17025 PARA LABORATORIOS DE CALIBRACION ( ISO 17025 ) Este curso se enfoca a presentar guías para la implementación de ISO 17025 en laboratorios de calibración que deben cumplir con ISO/TS 16949. Repasando los requisitos administrativos, enfatizando los requisitos técnicos y comentando los documentos relacionados. Fechas: Febrero 23, 24 y 25; Abril 27, 28 y 29 Duración: 16 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los dos días
CURSOS ESPECIALES
Todos los cursos se pueden impartir en sus instalaciones en la fecha que más beneficie a su compañía. Para cualquier caso el cupo está limitado a 20 personas, y si es fuera de la zona urbana de la Ciudad de México se agregarán los costos de transporte, hospedaje y alimentación. NOTA: El costo de los cursos en sus instalaciones se incrementa 20% sobre horas impartidas en días sábado.
CAPACITACION, CATALIZADOR DE LA PRODUCTIVIDAD
ARTICULO
Nuevo Micrómetro de Exteriores
Micrómetro de Tambor con Embrague de trinquete Una nueva generación de micrómetros que emplean un nuevo dispositivo de fuerza de medición constante el cual asegura mediciones consistentes y confiables, aún con usuarios inexpertos en operar un micrómetro con una sola mano.
Tambor de matraca de nuevo estilo con un nuevo mecanismo • La función del embrague de trinquete funciona tanto con el tambor como con el trinquete, permitiendo una fácil operación con una sola mano.
• El trinquete siempre está disponible para una rápida rotación del husillo. • Operación del embrague de trinquete claramente audible para garantizar que la medición se realiza con una fuerza preajustada constante.
• Más exacto en la operación con una sola mano, los resultados de algunas pruebas muestran que los usuarios sin experiencia miden significantemente más exacto con el nuevo micrómetro. 4
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ARTICULO
• Nuevo y más suave mecanismo del embrague. Tambor Trinquete
Mecanismo de Trinquete
Certificado de Inspección
• Con cada micrómetro de tambor con embrague de trinquete se acompaña un certificado de inspección que muestra los resultados de la inspección de calidad llevada a cabo al momento de su empaque.
Especificaciones • Planitud de las caras de medición: • Intervalo de medición: 0.6µm 0-25mm (0-1”) • Paralelismo de las caras de medición: • Graduación: 2µm 0.01mm, 0.001mm, (.001”, .0001”) • Fuerza de medición: • Error instrumental: 5N - 10N ±2µm
Dimensiones
A: Tope B: Husillo C: Cuerpo D: Placa termo aislante E: Seguro de fijación F: Tambor
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ARTICULO
Software para áquinas de edición por oordenadas
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Ing. José Ramón Zeleny Vázquez Instituto de Metrología Mitutoyo
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1. INTRODUCCIÓN Desde que aparecieron las máquinas de medición por coordenadas (CMM) se han desarrollado continuamente, tanto en hardware como software, siendo este último el que representa la mejor oportunidad para nuevos avances en metrología dimensional.
limitadas a mediciones simples en dos dimensiones. En la actualidad debido al desarrollo de poderosas computadoras con gran capacidad de memoria y velocidad de procesamiento de datos, son posibles aplicaciones con funciones avanzadas en tres dimensiones con muchas ayudas gráficas.
Hace 30 años cuando las computadoras empezaron a utilizarse para el procesamiento de datos adquiridos con una CMM las posibilidades estaban
La figura 1 muestra la gran variedad de software que actualmente esta disponible para utilizarse con una CMM. Indudablemente el software a emplear depende de las piezas que se
desea medir o la información que se desea obtener. La figura 1 clasifica el sofware en 5 grupos que son: Software básico, software de programación, software postinspección, software para aplicación específica y software para accesorios. En el presente artículo se describe de maneral general lo que es posible hacer con el software de cada grupo, debiendo tenerse presente que en algunos casos las funciones descritas estan englobadas en un sólo software o son pequeños
SOFTWARE PARA CMM SOFTWARE PARA APLICACIÓN ESPECÍFICA
SOFTWARE BÁSICO
SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN
Calibración de palpador
Programación en línea
Comparación con modelo CAD
Análísis estadístico
Palpador articulado
Sistema de coordenadas de la parte
Programación fuera de línea
Superficies de forma libre
Presentación gráfica
Sensores sin contacto
Programación paramétrica
Mejor ajuste en 2 ó 3 dimensiones
Reporte de medición
Cambiadores de palpadores y puntas
Medición de partes en diferentes localizaciones
Ingeniería inversa
Dispositivos de palpado contínuo
Medición de carrocerías de automóvil
Mesa giratoria
Cálculo de elementos geométricos asociados Plano, Cilindro Esfera ____etc.
Relaciones, Distancias, Ángulos _____ etc. Análisis de tolerancias
Software de exactitud auxiliada por computadora Corrección de errores geométricos Corrección de errores por temperatura
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SOFTWARE PARA ACCESORIOS
Medición de engranes
Mecanismos para manejo de partes
Roscas
Características de seguridad
Alabes Fig. 1 Software para CMM
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SOFTWARE POSTINSPECCIÓN
Retroalimentación de la CMM al centro de maquinado
ARTICULO programas que deben instalarse por ejemplo, cuando se instala un accesorio en la CMM.
De otra forma, los dos círculos pueden seleccionarse más fácilmente haciendo click sobre los círculos en la ventana de gráficas.
2. SOFTWARE BÁSICO El software básico esta enfocado a la medición tradicional con CMM tal como la medición de puntos, líneas, planos, círculos, elipses, esferas, cilindros, conos, toroides, etc, y la relación entre ellos; por ejemplo, distancias, ángulos, etc. (véase la Fig. 2).
pieza a medir (véase la fig. 6.) Una vez que el sistema de coordenadas de la parte se ha establecido, los resultados de las mediciones se obtienen en el sistema de coordenadas de la parte. Por lo tanto, es importante establecer el sistema de coordenadas que mejor se adapte a los trabajos que la medición requiere con referencia al dibujo.
Fig. 4 ejemplo de pantallas de medición y resultados de medición
Fig. 2 ejemplos de medición
La fig. 3 muestra un ejemplo de pantallas de medición y resultados de medición de un círculo.
Para hacer las mediciones correctamente es necesario definir el radio efectivo de la punta del palpador que se usa para compensar el radio del palpador. Esta operación frecuentemente denominada calibración del palpador puede realizarse de manera automática en las CMM CNC y se debe llevar a cambio antes de iniciar la medición (véase la Fig. 5).
Midiendo el plano de referencia
Midiendo un círculo para fijar un origen
Midiendo otro círculo para alinear un eje
El otro eje se genera a 90˚ quedando listo el sistema de coordenadas de la parte
Fig. 6 Menú de alineación de coordenadas
El sistema de coordenadas puede girarse, trasladarse o reestablecerse con otro origen si se requiere durante el proceso de medición de una pieza. E l p ro p ó s i t o d e l a m e d i c i ó n generalmentes es determinar si la pieza medida se manufacturó dentro de las tolerancias especificadas en el dibujo, para lo que se tiene disponible el análisis de resultados contra las tolerancias especificadas.
Cuando la medición (entradas) se completa, los valores medidos actuales y la representación gráfica del elemento medido se muestran en en el campo (ventana) de resultados de la pantalla y en la ventana de gráficas, respectivamente. Fig. 3 ejemplo de pantallas de medición y resultados de medición
La fig. 4 muestra otro ejemplo de resultados. En esta figura el paso entre los centros de los círculos 1 y 4 se mide. Después se miden 4 círculos (círculos 1 a 4). Los círculos 1 y 4 pueden seleccionarse de la lista mediante (1).
Fig. 5 calibración automática del palpador (para CMM CNC)
Aunque la CMM tiene su propio sistema de coordenadas, es necesario establecer un sistema de coordenadas propio de la pieza para realizar las mediciones. Este se llama sistema de coordenadas de la parte y puede definirse de acuerdo con el dibujo mediante medición sobre las superficies y características dato de la MUNDO MITUTOYO •
Fig. 7 Menú para establecer la tolerancia de los elementos medidos y pantalla de resultados con juicio pasa no pasa
continúa en la pág 17 Diciembre
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COMUNIDAD
Visita de estudiantes en
MITUTOYO En este número queremos compartir la emoción que nos causa el recibir a una infinidad de grupos de estudiantes en el transcurso del año, de diversos Institutos del país con diferentes áreas de estudio; con el objetivo de complementar su desarrollo educacional y su formación como profesionistas. Nos complace ser uno de los medios de apoyo educacional en donde los alumnos pueden reafirmar sus conocimientos que han ido adquiriendo durante su proceso escolar y que en un futuro no muy lejano podrán contemplar y llevar acabo, enfrentándose a grandes oportunidades, a nuevos retos, y al conocimiento de una problemática más realista, pero que sin embargo con su esfuerzo y preparación podrán resolver adecuadamente.
3 0 0 2 Aquí podrán encontrar una galería de fotos de nuestras visitas desde noviembre del 2003, hasta octubre de este año 2004.
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COMUNIDAD
Visitas como el Tecnológico de Toluca, el Instituto Tecnológico de Tlaxiaco, UPIITA, el CECATI No. 2, el Instituto Tecnológico de Zacatepec, El Instituto Tecnológico Superior del Occidente del Estado de Hidalgo, La Universiad Iberoamericana, El CECYT “Lázaro Cárdenas˝, El Instituto Tecnológico de Tlalnepantla, El Instituto Tecnológico Superior de Misantla, La Universidad Tecnológica de Tecámac, La Universidad Tecnológica de TulaTepeji, La Universidad Tecnológica del Sur del Estado de México, El Instituto Tecnológico de Orizaba; así como desde años atrás; el Instituto Tecnológico de Durango, la Universidad del Tepeyac, el Instituto Tecnológico Superior de Cosamaloapan, el CECYT No. 2, el Tecnológico de Estudios Superiores de Jocotitlán, el Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos “Cuauhtémoc˝, el Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec, el Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Tlaxcala; entre otros; nos han dejado muy buenas experiencias por lo que les reiteramos nuestra invitación y los esperamos en un futuro cercano. ¡Hasta Pronto!
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TECNOLOGIA
Quick Vision
Tecnología Superior para Resultados de Excelencia en medición por visión Luz coaxial
Cambio rápido de amplificación sin calibración y re-enfoque. Todos los modelos de QUICK VISION tienen un cambiador programable entre amplificaciones de 1X, 2X y 6X que le permiten seleccionar el tamaño de imagen óptima durante el ciclo de medición – rápidamente sin necesidad de calibrar o reenfocar.
Cámara CCD Torre de poder
Dependiendo de la amplificación, el tamaño de pixel y la intensidad de luz se adaptan a cada nuevo ajuste lo cual permite amplificaciones desde 32X hasta 960X en una pantalla de 17”, dependiendo del los lentes objetivo utilizados.
Autoenfoque láser
Rápido y preciso patrón de enfoque triangular. En superficies de bajo contraste o reflejantes, difíciles de distinguir el enfoque se simplifica drásticamente al través de la proyección de un patrón triangular. Ésta es una característica estándar en todos los modelos Quick Vision. Patrón de enfoque Palpador
Iluminación perfecta con LED programable de luz anular. Para asegurar óptimos resultados, aún bajo condiciones difíciles, los modelos PRO de la serie Quick Vision caracterizan un LED de luz anular de cuatro cuadrantes. Ésto le permite obtener la iluminación óptima del área objetivo de la pieza de trabajo al controlar en forma independiente la brillantez de cada uno de los cuatro cuadrantes. Entonces, por ejemplo, usted puede crear la detección de borde de alto contraste a través de la distribución de sombras. El ángulo de la luz se puede cambiar dentro de un rango entre 30° y 80° para permitir un óptimo emparejamiento entre el tamaño de la sombra distribuida y la geometría de la pieza de trabajo. 10
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Sistema de escanéo del palpador láser
Reflector parabólico Luz anular por LED de cuadrante
Reflector parabólico
Luz anular por LED de cuatro cuadrantes
Base de la pieza de trabajo
TECNOLOGIA Optimizando la imagen gracias a las luces de la mesa, anulares y coaxiales. Todos los modelos Quick Vision vienen equipados con una luz en la mesa para la iluminación de alto contraste del borde, una luz coaxial para iluminación superficial optimizada y una luz anular para iluminación lateral.
Opciones La medición hecha flexible – sin contacto o con contacto. Sistemas de medición por contacto adaptables a los modelos ELF, Quick Vision SUPER, ACCEL y SUPER ACCEL expanden su rango de aplicación sustancialmente. AL combinar el proceso de la imagen y al medición por contacto convierte a la Quick Vision en un sistema de medición versátil, multi-sensor. ***La combinación de la habilidad de medición óptica y de contacto convierten a la Quick Vision en el sistema de medición multi-sensor perfecto.
Arriba a la izquierda: Aplicación típica para la luz anular programable. Arriba a la derecha: Luz de la mesa. Abajo a la derecha: Luz coaxial. Abajo a la izquierda: Luz anular simple.
Luz anular y LED coaxial de cuatro colores. Para la adquisición de imágenes mejoradas de alto contraste, la Quick Vision incorpora (con excepción del modelo ELF) luces anulares y de LED coaxiales de cuatro colores (RGB + blanco). Los LEDs de colores confieren la ventaja extra de actuar como filtros de color, mejorando así la medición de las piezas de trabajo coloridas.
Luz anular de cuatro colores: blanco, rojo, verde y azul
Autoenfoque láser para una medición del eje Z rápida y precisa. El sistema de autoenfoque láser que se puede incorporar en todos los modelos Quick Vision, brinda una mucho más rápida y repetible medición del eje Z que el disponible en la tecnología convencional de autoenfoque. En el sistema láser, una técnica “a través de los lentes” se utiliza para evitar las pérdidas del rango de medición al emplear sensores arreglados uno junto al otro. Otro beneficio es que el punto láser proyectado esta muy convenientemente disponible como ayuda para el rápido y simple posicionamiento de la pieza de trabajo. Sistema de autoenfoque láser
Compensación del efecto térmico entre 16°C y 26°C. Los modelos mayores de la Quick Vision, inlcuyen la compensación del efecto térmico para las escalas y las piezas de trabajo como equipo estándar. Este sistema opera a tiempo real en el rango de 16°C a 26°C y le permite utilizar los instrumentos Quick Vision bajo condiciones típicas del área productiva con variación de temperatura sensores de (Opcional para la Quick Vision temperatura Accel).
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ARTICULO
Operaciones en Hiroshima
Planta KURE En esta sección les presentaremos las distintas plantas de Mitutoyo en el mundo para que conozcan el origen de la fuerza y calidad que nos caracteriza, en esta ocasión hablaremos sobre la planta Kure que es parte de nuestras operaciones en Hiroshima.
La Planta Kure se estableció como una planta integrada para la producción de micrómetros en 1959, más tarde comenzó a fabricar proyectores de perfil y máquinas de medición de forma, se dedicó por completo a estos instrumentos desde 1988, fecha en la cual la fabricación de micrómetros se mudó a la Planta Shiwa. La planta Kure es el corazón de la operación en Hiroshima y se dedica a desarrollar nuevos productos, investigar tecnologías de medición y procesos de maquinado químico para micrómetros y otros instrumentos de medición.
se independizó como departamento de máquinas-herramientas para diseño, fabricar y mantener las máquinas especiales y el equipo para las cinco plantas que conforman la operación de Hiroshima. También ha mejorado la tecnología de diseño y fabricación de moldes y matrices. Desde abril del 2000, se convirtió en el Departamento de Ingeniería de Producción para mejorar la capacidad de ingeniería de producción, así como proseguir las tecnologías más recientes y aplicarlas. Algo en particular muy especial es que la Planta Kure es la planta hermana de nuestra Planta Lerma en México.
ISO 9000
ISO 14000
Área total: 25,000 m2 Área de fabricación: 16,000m2 Los instrumentos que se fabrican en la planta Kure, algunos de ellos catalogadas como instrumentos mayores, son esenciales para alcanzar la alta calidad y la alta exactitud en los productos industriales de hoy en día. Además de las máquinas de medición de forma tipo contacto, los instrumentos sin contacto que aplican tecnología láser y proceso digital de imágenes, así como máquinas de medición CNC, que utilizan tecnologías electromecánicas de vanguardia, se fabrican en esta planta actualmente actualmente. Con el compromiso de sus 260 empleados que integran a la planta Kure seguramente se desarrollará con mayor fuerza en el futuro. Dentro de la planta y con 35 empleados se encuentra el departamento de ingeniería de producción, el cual se estableció en 1996 como la sección de Ingeniería de Máquinas Herramientas para diseño y fabricar los dispositivos y el equipo dedicado para la producción de micrómetros, en ese mismo año 12
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Principales Productos - Contracer - Rugosímetro - Máquinas de redondez Aprox. 1,000/mes - Proyector de Perfiles - Microscopio Aprox. 800/mes - Medicor de Alturas - Linear Height Gage Aprox. 500/mes
Plano de la Planta
1 y 2 Ensamble 3 Cuarto de medición de exactitud 4 Maquinado 5 Proceso químico 6 y 7 Oficinas 8 Procesamiento de partes 9 Área de embarque 10 Cafetería 11 Dormitorio 12 Club de empleados 13 Recepción
ARTICULO Viene de la página 7 Actualmente se tiene disponible la opción de poder medir piezas toleradas geométricamente (véase la fig 8) con caracteristicas tales como rectitud (véase la fig. 9), planitud, redondez, posición, concentricidad, coaxialidad, paralelismo, perpendicularidad, angularidad, simetría, cabeceo circular y perfil. Aunque las CMM pueden medir casi todo, las buenas mediciones no se dan fácilmente; se necesita un buen conocimiento de tolerancias geométricas (GD&T) si se desea medirlas con CMM, siendo necesario entender cómo, opera el software y cómo se puede determinar si una parte medida cumple con la especificación. Un punto clave es entender que las definiciones de las zonas de tolerancia requieren que todos los puntos de un eje o todos los elementos de la superficie considerada se encuentre dentro de la zona de tolerancia definida. Cuando se mide con CMM, sólo se consideran algunos puntos. Para satisfacer lo anterior se requiere siempre medir más puntos de los mínimos necesarios. El uso de sistemas de palpado continuo (descritos más adelante) puede también ayudar a resolver satisfactoriamente estos problemas de medición.
Fig. 8 íconos para tolerancias geométricas
Fig. 9 ejemplo de evaluación de rectitud
3. SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN El almacenar una secuencia de pasos de medición que pueden llamarse para su ejecución en el momento requerido se le ha denominado función de enseñanza (self teaching). Los pasos requeridos se almacenan como programa parte en un archivo. Se tiene una función de edición para que en caso necesario el programa de parte pueda modificarse. Para ejecutar el programa el operador sólo tiene que especificar el número de programa de la parte (véase la fig. 10).
cilindro y perfil así como el círculo está disponible. Bajo la medición del círculo por ejemplo, se tienen varias características adicionales. Los arcos se pueden medir especificando los ángulos del punto de inicio y término, adicionalmente al radio y las coordenadas del centro.
Fig. 11 ejemplos de menú para medició automática de elementos Fig. 10 ejemplo de programa de parte
Deben tomarse las precauciones adecuadas al hacer un programa de parte; ya que un programa que contiene un error puede resultar en cientos de partes que se medirán incorrectamente. El programa siempre debe probarse antes de usarlo repetidamente. En las CMM CNC se tiene la ventaja de la medición automática de características (véase la fig. 11). L o s o p e r a d o re s s i m p l e m e n t e introducen los datos nominales de la característica y entonces basándose en esta información el software calcula la posición y mide los puntos dato. Esto elimina la necesidad de hacer el programa usando el control del joystick y asegura que los puntos serán igual y uniformemente dispersos sobre la característica. La medición automática de los elementos, punto, línea, plano, MUNDO MITUTOYO •
La función de movimiento en arco permite medir rápidamente diámetros externos moviendo el palpador automáticamente en un arco entre los puntos entrados (véase la fig. 12).
Fig. 12 ejemplos de movimiento en arco
Existe también la función automática de medición de ranuras circulares y la función de medición directa de agujeros roscados (véase la fig. 34). 3.1 PROGRAMACIÓN EN LÍNEA La preparación de un programa de parte requiere utilizar la CMM para guiarla mediante el uso de un joystick en la secuencia en que se desea realizar la medición de una pieza, con el propósito de almacenar esta Diciembre
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ARTICULO rutina como programa parte que puede después ejecutarse de manera automática, cuando se desee, con sólo especificar el nombre o número del programa de la parte, (véase la fig. 13).
Fig. 14 ejemplos de programación fuera de línea
Fig. 13 ejemplo de programación fuera de línea
Para ejecutar el programa de parte se requiere un modo de asegurar que la pieza puede removerse y vuelta a colocar en la misma posición, u otra pieza puede colocarse con buena exactitud en la misma posición que la anterior. 3.2 PROGRAMACIÓN FUERA DE LÍNEA Cuando se empezó a contar con modelos CAD se hizo posible la elaboración de los programas de parte sin tener que ocupar la CMM para tal propósito. Ésto permite que la CMM se utilize más eficientemente ya que mientras se están elaborando programas de parte, la CMM puede seguir siendo utilizada para hacer mediciones. Es también posible simular el programa de parte sobre el modelo CAD para verificar que no se tendrán colisiones al ejecutar el programa de parte (véase la fig. 14).
3.3 PROGRAMACIÓN PARAMÉTRICA La programación paramétrica se usa cuando se tiene una familia de piezas similares. Un programa para una parte óptima se diseña para la pieza representativa. El programa de parte para un miembro individual de la familia se genera sobre la base del programa antes mencionado y los parámetros especificos para la pieza individual. (véase la fig. 15). Fig. 15 ejemplo de CMM CNC, midiendo piezas
Fig. 16 trayectoria del palpador/ detección de colisión
Fig. 17 ejemplo de piezas para programación paramétrica
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3.4 MEDICIÓN DE PARTES EN DIFERENTES LOCALIZACIONES Las localizaciones se predefinen sobre la mesa de la CMM; estas pueden ser dispositivos o un simple arreglo en rejilla. Los operadores seleccionan una localización cualquiera y posicionan la parte a medir y entonces inician el programa de la parte para que corra en esa localización específica. Un programa de parte para una pieza puede ser utilizado para medir partes iguales colocadas con un determinado paso en una dirección e incluso en dos direcciones (véase la fig. 18). 3.5 CORRECCIÓN DE ERRORES
Paso en la dirección Y Paso en la dirección Y Botellas en diferentes localizaciones
Fig. 18 ejemplo de medición de partes en diferentes localizaciones
GEOMÉTRICOS Cuando por el uso continuo y prolongado de la CMM se encuentran durante su verificación periódica errores geométricos mayores a los permisibles, el fabricante puede introducir factores de corrección apropiados para que la CMM vuelva a desempeñarse dentro de los límites especificados. Esto sólo se puede realizar de manera confiable por el fabricante original del equipo (véanse las fig. 19 y 20).
Fig. 19 ejemplo de dispositivo para determinación de errores geométricos de las CMM
ARTICULO tipo de material de la misma para seleccionar o introducir el coeficiente de expansión térmica apropiado (véase la fig 22), la temperatura siempre esta visible para el operador junto con las coordenadas. Fig. 20 verificación de la exactitud de la CMM en 7 posiciones de acuerdo con ISO 10360-2
3.6 CORRECCIÓN DE ERRORES POR TEMPERATURA Es bien conocido que la temperatura de referencia para medición de longitud se establece a 20°C; por lo que tradicionalmente ha sido necesario instalar la CMM en un lugar con temperatura controlada. Sin embargo; en la actualidad las CMM están provistas con sensores de temperatura en cada una de sus escalas y otros que se colocan sobre la pieza a medir, de modo que la temperatura se registra al momento de una medición para hacer las correcciones por temperatura. El intervalo en el qe se garantiza la exactitud de la CMM es de 16°C a 26°C. Si se realizan mediciones fuera de este intervalo de temperatura, la exactitud de las mediciones disminuye proporcionalmente al alejamiento de la temperatura de referencia (véase la fig. 21). Límites de error E Sensor de temperatura Longitud medida en mm Sensor de temperatura
Sensor de temperatura
Unidad de control
Termómetro
Sensor de temperatura
Fig. 21 ejemplo de sistema para correción por temperatura
Para que la corrección se haga apropiadamente, el operador de la CMM sólo tiene que colocar los sensores de temperatura sobre la pieza a medir e identificar el
Fig. 22 ejemplo de indicación de la temperatura y la ventana para la selección del coeficiente de expansión térmica
4 SOFTWARE DE APLICACIÓN ESPECÍFICA 4.1 COMPARACIÓN CON MODELOS CAD Para generar un programa CNC a partir del modelo CAD deben llevarse a cabo los siguientes pasos: - Designación de la configuración de palpador a partir del archivo existente. Los componente individuales se llaman, se unen y se colocan en la posición de medición.
la medición de agujeros el usuario selecciona el nivel de medición y el número de puntos de palpado. El programa crea automáticamente un procedimiento completo para esta medición. Facilita también soporte gráfico durante la definición del sistema de coordenadas de la parte así como durante el cálculo de relaciones entre características geométricas. Ayuda a evitar errores durante la programación. - Verificación del programa de parte en una corrida de prueba. Dentro de este modo la configuración del palpador se mueve a lo largo del recorrido, que se muestra en la pantalla. La corrida de control puede simularse por completo o paso por paso en la pantalla en diferentes perspectivas. Si una colisión se observa el programa puede ser fácilmente modificado.
Fig. 23 ejemplo de medición con un modelo CAD
- Determinación de la colocación de la pieza en el volumen de medición. Ésto se hace definiendo el sistema de coordenadas de la parte. - Selección del programa de parte. Ésto empieza con llamar la configuración de palpadores y definiendo al palpador actual, además de los puntos de palpado, se definen los puntos de seguridad y otros parámetros de trabajo. El diseño del programa de parte puede facilitarse mediante macro instrucciones. En esta forma, durante MUNDO MITUTOYO •
Fig. 24 ejemplo de resultados de medición con un modelo CAD de alambre
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ARTICULO
Fig. 25 ejemplo de resultados de medición con un modelo CAD sólido
Después de la corrida de prueba los datos de control se generan y almacenan como un archivo de control. En la estación de p ro g r a m a c i ó n l o s c o m a n d o s adicionales se pueden adicionar. Entonces el programa de parte está listo para usarse en la CMM. 4.2 MEDICIÓN DE SUPERFICIES DE FORMA LIBRE En la actualidad se fabrican muchas piezas con superficies de forma libre (véase la fig. 26), éstas se pueden evaluar tocando (adquiriendo) puntos en posiciones arbitrarias, los puntos medidos se marcan en el modelo CAD en tiempo real cuando se miden. Se tiene una función especial para medir sobre los bordes de las superficies.
Fig. 26 ejemplo de medición de superficie de forma libre
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Pueden ejecutarse varias manipulaciones gráficas sobre los modelos CAD tales como: marcas con código de color sobre el dibujo de acuerdo a los valores de los errores, adicionando líneas y valores de error, giro del modelo y amplificación variable (zoom). Los colores pueden definirse por el usuario como porcentaje de la tolerancia. Adicionalmente a que se muestran los puntos medidos se puede obtener una ventana que muestre las desviaciones máxima, mínima y promedio y un histograma que resuma la dispersión de las desviaciones alrededor de los datos nominales. El sistema de coordenadas se puede ser establecer usando los datos CAD y entonces el sistema de coordenadas de la parte se hace coincidir con el de los datos CAD y luego, si es necesario este puede trasladarse o girarse a una posición más adecuada para la medición. 4.3 MEJOR AJUSTE EN 2 Ó 3 DIMENSIONES Cuando las mediciones sobre una pieza se realizan utilizando el sistema de coordenadas de la parte y se analiza si ésta tiene partes o puntos fuera de tolerancia, puede ocurrir que ésta parezca ser la situación que prevalece, sin embargo, dado que el sistema de coordenadas del modelo CAD no coincide con el sistema de coordenadas de la parte, una función de mejor ajuste está disponible para trasladar y rotar el sistema de coordenadas de la parte, para que coincida con el sistema de coordenadas del modelo CAD y así poder determinar de manera real si la parte tiene puntos o zonas fuera de tolerancia. Una analogía en 2D es la utilización de plantillas sobre la pantalla de un comparador óptico, para determinar si el contorno de una pieza proyectada sobre la pantalla
puede acomodarse dentro de la zona de tolerancia representada en la plantilla. En este caso el operador desplaza la platina en los ejes X y Y o la gira para ver si es posible acomodar el contorno de la pieza dentro de la zona de tolerancia, La función de mejor ajuste hace este trabajo de manera automática en 2D y 3D (véanse las figs. 27, 28, 29 y 30).
Fig. 27 ejemplo de pieza en la que se desea evaluar el perfil en 2D
Fig. 28 ventana de tolerancia de contorno para mejor ajuste
Fig. 29 resultado de la medición con tolerancia antes del mejor ajuste
Fig. 30 resultado de la medición con tolerancia después del mejor ajuste
4.4 INGENIERÍA INVERSA El término de ingeniería inversa se utiliza cuando el software se usa para definir la geometría de una parte mediante digitalización.
ARTICULO Uno de los más recientes desarrollos es la siguiente estrategia: primero, una superficie inicial se genera digitalizando con el mínimo número de puntos. El propósito de ésto es bosquejar el esqueleto de la superficie a usarse como superficie nominal para conducir a la CMM hacia las mediciones en la siguiente etapa. Lo siguiente es generar puntos objetivo y vectores normales sobre la superficie inicial de modo que la CMM pueda medir automáticamente la parte con muchos más puntos. Las superficies creadas en este paso usualmente se traslapan unas con otras o tienen espacios vacíos entre puntos. El último paso es unir y suavizar las superficies de modo que las superficies puedan ser recorridas juntas, continua y suavemente (véase la fig. 31).
y arrastre; así como los puntos extremos de empuje y arrastre que caracterizan la forma de las alabes, requiere el empleo de un software apropiado a este propósito. Los resultados gráficos se pueden obtener con facilidad (véase la fig. 35). Fig. 32 Ejemplos de medición de engranes el de la derecha se muestra sobre una mesa giratoria.
Fig. 33 Ejemplos de menú para medición de engranes
4.6 MEDICIÓN DE PARTES ROSCADAS Para la medición de partes roscadas se han desarrollado técnicas de medición que por ejemplo, midan el diámetro menor de las roscas internas haciendo mediciones sobre la hélice desplazando el palpador de acuerdo al paso de la rosca medida o un palpador especialmente diseñado para medir la longitud de la rosca bien formada dentro de un agujero (véase la fig. 34). Fig. 31 Calibración automática del palpador (para CMM CNC)
4.5 MEDICIÓN DE ENGRANES La curva de evolvente característica de muchos engranes rectos y helicoidales externos e internos, así como diversas características geométricas de los engranes, requiere el uso de software especialmente desarrollado para este propósito (véanse las figs. 32 y 33).
Fig. 34 Ejemplo de palpadores para medición de agujeros roscados
4.7 MEDICIÓN DE ALABES La medición de características tales como: espesor máximo, longitud de la cuerda, radios extremos de empuje MUNDO MITUTOYO •
Fig. 35 ejemplos de medición de alabes
4.8 MEDICIÓN DE CARROCERÍA Las máquinas de medición por coordenadas pueden medir sin problema muchas de las componentes de un automóvil, sin embargo, cuando estas se ensamblan para quedar integradas en lo que es la carrocería de un automóvil, se requiere emplear máquinas especialmente diseñadas para este propósito, frecuentemente utilizando dos máquinas de brazo horizontal que pueden medir independientemente características en su lado de la carrocería (veáse la fig. 36). Diciembre
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ARTICULO Fig. 36 ejemplos de medición de carrocecrías y otras partes automotrices
5. SOFTWARE DE POSTINSPECCIÓN 5.1 ANÁLISIS ESTADÍSTICO Se puede hacer un análisis estadístico de los resultados de las mediciones hechas con la CMM, con software opcional. Estos programas procesan de acuerdo con los parámetros estadísticos, los datos de coordenadas y las dimensiones obtenidas con los programas de medición de propósitos generales. Los resultados se pueden tabular para archivarse o imprimirse. Pueden obtenerse, por ejemplo: el número de mediciones realizadas, el valor máximo, el valor mínimo, el valor medio, el rango, la desviación estándar, el porcentaje defectivo, los indíces de capacidad, las gráficas de control X-R y X-s, entre otros (véase la fig. 37).
del vector es proporcional al valor de la desviación, el color representa el nivel de desviación. Otra forma es colocando banderas con los valores de las desviaciones. Cuando se cuenta con el modelo CAD, los puntos medidos se representan sobre el modelo con diferentes colores, dependiendo de la magnitud de las desviaciones con respecto a los nominales (véase la fig. 39).
usuario de acuerdo a sus necesidades, que puedan imprimirse, o archivarse electrónicamente para referencia futura, para el envio electrónico de los resultados o para la consulta en línea por el cliente u otra planta de un grupo. Dibujos o fotografías de la parte medida pueden incluirse en el reporte de medición (véase la figura 40).
Fig. 40 Ejemplos de reportes de medición
Fig. 38 Ejemplos de representaciones gráficas de resultados de medición obtenidos con una CMM
6.SOFTWARE PARA ACCESORIOS Los accesorios para las CMM se han vuelto más sofisticados, por lo que un software de aplicación especial se requiere para que el accesorio necesario se integre a la operación de la CMM. 6.1 PALPADOR ARTICULADO El uso de palpadores articulados permite cambiar con gran facilidad la posición del palpador, estos cambios de orientación del palpador pueden incluirse en el programa de parte para que se ejecuten en el momento adecuado durante la inspección de una parte (véase la fig. 41).
Fig. 39 Ejemplo del uso de banderas para mostrar los valores de las desviaciones
Fig. 37
5.2 PRESENTACIÓN GRÁFICA La presentación gráfica de los resultados es uno de los más significativos avances a través del tiempo (véase la fig. 38), teniéndose en la actualidad la posibilidad de representar los vectores de las desviaciones en los puntos de las superficies medidas. La longitud 22
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5.3 REPORTES DE MEDICIÓN Cada pieza medida requiere la elaboración de reportes de medición que contengan las dimensiones especificadas, los resultados de la medición, las desviaciones encontradas e indicación para cada dimensión, de aceptación o rechazo por estar dentro o fuera de la tolerancia especificada. Estos reportes deben tener la posibilidad de ser acomodados por el
Fig. 41 Ejemplo de palpador articulado mostrando sus posibilidades de movimiento.
ARTICULO 6.2 MEDICIÓN SIN CONTACTO Se han desarrollado equipos para medición por visión que son sistemas de medición 3D, que pueden considerarse la evolución de un microscopio que se desplaza automáticamente en dos ejes mutuamente perpendiculares, además de incluir la capacidad de medición en un tercer eje perpendicular a los anteriores mediante un proceso de enfoque automático. El software especial para este tipo de máquinas se ha desarrollado para permitir la medición sin contacto de piezas pequeñas, delgadas, que no pueden medirse con contacto porque se deforman, se ensucian o se rayan. Una aplicación muy frecuente de estos sistemas es la inspección de tarjetas de circuitos impresos.
6.3 CAMBIADORES DE PALPADORES Y PUNTAS En la medición de partes de forma compleja con múltiples características, frecuentemente es necesario, durante el proceso, cambiar la punta del palpador inicialmente utilizada. Ésto puede realizarse con la ayuda de un cambiador automático de puntas, en otros casos puede requerirse incluso el cambio del palpador, por ejemplo, de uno para medición con contacto a uno para medición sin contacto. Estos cambios se pueden incluir dentro del programa de parte de modo que se lleven a cabo en el momento oportuno durante el proceso de medición de una pieza (véase la fig. 44).
lo largo del perfil medido y luego los comparan con los datos previamente almacenados procedentes de una pieza patrón, o los datos CAD pueden hacerse análisis en 2D y 3D según se requiera (véanse las figs. 45 y 46).
Fig. 45 Ilustración del modo de palpado discreto (punto por punto) y el modo de palpado continuo
Un palpador para medición sin contacto (mediante visión) puede instalarse en la CMM junto con el software apropiado para hacer mediciones que inicialmente sólo eran posibles con equipo especialmente diseñado para la medición por visión (véase la fig. 42). Fig. 43 Ejemplo de palpador láser
Fig. 46 Ejemplos de palpadores para palpado continuo
Fig. 42 Ejemplo de medición sin contacto
Otra forma de medición sin contacto con la CMM es el uso de un palpador láser capaz de adquirir datos a una velocidad cercana a 20,000 puntos por segundo para su posterior comparación con el modelo CAD y determinar si existen puntos o zonas de la pieza medida, que estén fuera de tolerancia.
Fig. 44 Ejemplos de cambiador automático de punta y de palpador
6.4 SISTEMAS DE PALPADO CONTINUO La medición de partes con tolerancia de perfil se hace fácilmente con sistemas de palpado continuo que toman muchos puntos de medición a MUNDO MITUTOYO •
6.5 MESAS GIRATORIAS La localización de características diversas sobre piezas de forma cilindrica pueden facilitarse con el uso de una mesa giratoria lo que es considerado como un cuarto eje de la CMM (véase la fig. 47).
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Fig. 47 Ejemplos de mesa giratoria
6.6 MECANISMOS PARA MANEJO DE PARTES Con el propósito de mantener a la CMM midiendo el mayor tiempo posible, se ha hecho necesario en diversos casos utilizar mecanismos para cargar y descargar partes de la CMM. El proceso en general es como sigue: mientras la CMM está midiendo una pieza, el operador prepara otra pieza montándola sobre una placa con accesorios de soporte y sujeción de la parte, cuando la CMM termina de medir la parte, el operador retira la pieza medida y coloca la pieza ya preparada para la medición. Para facilitar la carga y descarga de partes, se colocan junto a la CMM superficies con elementos que permiten sin dificultad el deslizamiento de las piezas a medir, (véase la fig. 48).
6.7 CARACTERÍSTICAS DE SEGURIDAD La operación de CMM CNC con alta velocidad de medición requiere contar con medidas de seguridad para evitar colisiones del sistema de palpado, esto puede verificarse mediante simulación cuando la programación se hace fuera de línea, utilizando el modelo CAD de la parte a medir. Otras medidas de seguridad estan disponibles, como, por ejemplo: el desplazamiento de aproximación del palpador al punto de medición se realiza con alta velocidad pero la aproximación final para tomar la medición se realiza con una velocidad menor, definiéndose distancias de seguridad y posibilidades de detección total de la máquina cuando una situación anormal se presenta (véase la fig. 49).
6.7 RETROALIMENTACIÓN DE LA CMM AL CENTRO DE MAQUINADO Actualmente la CMM se está empezando a integrar dentro de los procesos de manufactura, incluyendo la retroalimentación a los centros de maquinado de control numérico. Ésto se está dando en compañías relativamente grandes con un ambiente de manufactura altamente automatizado y aún no es muy común, sin embargo; ya puede considerarse una tendencia. El proceso es como sigue: en base al modelo CAD se elaboran tanto el programa de maquinado como el de medición. Una vez manufacturada una pieza esta se mide con la CMM y si alguna dimensión se encuentra fuera de tolerancia se retroalimenta un valor de corrección al programa de maquinado de modo que las siguientes piezas se manufacturen dentro de especificación (véase la fig. 50).
Fig. 49 Ejemplo de características de seguridad
Fig. 50 CMM integrada en un proceso de manufactura y con capacidad de retroalimentación al centro de maquinado
Centrode maquinado
Fig. 48 Ejemplo de mecanismo para manejo de partes
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Maquinado (Centro de maquinado)
Medición CMM
Modificación de los parámetros del NC en programa de parte
Clases de Protección Introducción
El equipo técnico, como por ejemplo el equipo de medición manual, esta sujeto a numerosas influencias ambientales durante su uso y en toda su vida, en la gran mayoría de los casos, tales factores finalmente afectan su funcionamiento, su vida, la calidad, y la confiabilidad del producto; aceites y emulsiones, penetran en los instrumentos haciéndolos inoperables o hacen que los materiales como las gomas se tornen frágiles. Por lo tanto, es de gran importancia, el diseñar y construir instrumentos técnicos de manera que soporten los maltratos cotidianos y que cumplan su tarea convenientemente bajo los puntos de vista técnicos y económicos, así como bajo el aspecto de seguridad en el trabajo. Además es importante definir la capacidad de carga y resistencia del producto contra ciertas influencias de forma que lo entienda el usuario. Una orientación esencial por ejemplo lo dan las clases de protección IP.
y significados en la producción, en la inspección de calidad así como en lo concerniente al uso de los instrumentos de medición.
Clases de protección IP ¿Qué significa ésto? Dos iniciales – mucha información. El término “clases de protección˝ generalmente denota la protección de un instrumento o su interior contra el contacto directo así como el ingreso de cuerpos extraños sólidos como objetos, polvo o agua. Con respecto a, la resistencia contra deformaciones o cargas durante la operación dada y condiciones de trabajo se definen por las clases de protección internacional (International Protection = IP). Las clases de protección se indican en los estándares IP (DIN EN 60529) en dónde el código numérico de dos dígitos define concretamente el grado de protección. El primer número se refiere a la resistencia contra cuerpos extraños sólidos y polvo, el segundo número, se refiere a la resistencia contra el ingreso de agua. Lo más alto el valor numérico de un dígito (el primero del 0 al 6 y el segundo del 0 al 8), más alto el grado de protección.
La tabla a continuación nos da una imagen clara y concisa de la regulación IP y su significado.
Primer código numérico:
Grados de protección, protección contra el contacto accidental y de cuerpos extraños sólidos. Valor Nombre 0 Sin protección 1 2 3 4
5
A continuación describiremos de una forma lo más precisa posible el término IP y sus concretas referencias
6
Protección contra cuerpos extraños sólidos grandes Protección contra cuerpos extraños sólidos medianos Protección contra cuerpos extraños sólidos pequeños Protección contra cuerpos extraños en forma de grano Protegido contra el ingreso de polvo A prueba de polvo
Explicación El ingreso de cuerpos extraños sólidos no se protege por medidas de protección especiales Protegido contra el ingreso de cuerpos extraños sólidos con diámetro de más de 50 milímetros Protegido contra el ingreso de cuerpos extraños sólidos con un diámetro de más de 12.5 milímetros Protegido contra el ingreso de cuerpos extraños sólidos con un diámetro de más de 2.5 milímetros Protegido contra el ingreso de cuepos extraños sólidos con un diámetro mayor a 1milímetro El ingreso de polvo no se debe prevenir en su totalidad sólo hasta el punto de que la operabilidad y la seguridad del instrumento / aparato no se afecte El ingreso del polvo se previene por completo
ARTICULO Valor Nombre 0 Sin protección
Explicación El ingreso de cuerpos extraños sólidos no se protege por medidas de protección especiales Protección contra Las gotas de agua cayendo verticalmente sobre el el goteo de agua instrumento / aparato pueden no causar algún efecto cayendo en un ángulo dañino Protección contra El goteo del agua cayendo verticalmente puede no tener el goteo de agua un efecto adverso aún con el equipo inclinado en un cayendo en un ángulo ángulo de hasta 15 grados de la vertical Protección contra el Protegido contra agua rociada en un ángulo de hasta 60 rocío de agua grados de la vertical Protección contra la El agua salpicando contra el sellado desde cualquier salpicadura de agua dirección puede no tener efectos dañinos Protección contra el Un chorro de agua proyectado contra el sellado desde chorro de agua cualquier dirección puede no tener efectos dañinos Protección contra El agua proyectada contra el sello en chorros potentes chorros de agua desde cualquier dirección puede no tener efectos dañinos fuertes Protección contra la Si temporalmente se sumerge bajo agua a una sumersión temporal profundidad de un metro en referencia a la parte más baja del sellado, la cantidad de agua entrando por el sello debe ser lo suficientemente pequeña para que no cause daño Protección contra la El equipo está diseñado para la sumersión continua bajo sumersión continua agua. Las condiciones deben individualmente acordarse entre el fabricante y el usuario, pero deben exceder las del código número 7
1 2 3 4 5 6 7
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¿Cómo se llevan a cabo las pruebas?
Protección contra el contacto accidental y cuerpos extraños sólidos. Para probar la protección contra el contacto y los cuerpos extraños sólidos, se utilizan principalmente dos cosas, una sonda para los primeros 4 códigos numéricos y una cámara de polvo para los códigos numéricos 5 y 6. Pruebas usando la sonda. Cuando se hace la prueba utilizando el extremo de la sonda – una bola rígida con un diámetro entre 12.5 y 50 milímetros, o una barra rígida con los filos sin rebabas y un diámetro entre 2.5 y 1 milímetro (dependiendo del grado de protección) – se presiona contra la abertura del sello del instrumento. Aquí, el diámetro total no debe ingresar al interior del sello por una de estas aberturas. Pruebas en la cámara de polvo. Las pruebas para la prueba de polvo en la cámara es mucho más elaborada y 26
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compleja que la inspección por sonda. En esta prueba el polvo de talco se mantiene en suspenso, por medio de una bomba de circulación de polvo dentro de una cámara sellada herméticamente, este polvo debe ser lo suficientemente fino que pase por una pantalla con una malla bien definida en tamaño instalada dentro de la cámara. Además, también la cantidad de polvo introducido a la cámara esta bien definida.
El interior del sellado de la pieza de prueba se mantiene bajo presión atmosférica ambiente en la cámara de polvo, utilizando una bomba de vacío, los valores por omisión dados por la clase de protección individual de 5 ó 6,
se cumplen si no hay efecto adverso en la operatividad o si no se detecta ingreso del polvo. Protección contra agua. Así como la protección contra el contacto accidental y la entrada de cuerpos extraños, los métodos para probar la protección contra el agua se hacen más y más complejos, en cuanto mayor es el número de código. Mientras que las pruebas para los números de código 1 al 4 son más bien moderados con el goteo o las salpicaduras de agua contra el sellado, los códigos número 5 y 6 son mucho más demandantes, generalmente, uno distingue dos métodos de prueba: uno por rociador a presión y otro por sumersión.
La prueba por rociador a presión. Esta prueba para los códigos número IP 5 y 6 proyectan un chorro de agua de un rociador contra el sellado a ser probado de todas las direcciones posibles. Tal como el diámetro de la boquilla, así la duración de la proyección del agua y la cantidad a proyectarse se definen claramente. La duración mínima de la prueba es, por ejemplo, de 3 minutos mientras que el volumen del flujo es de 12.5 o 100 litros por minuto. La prueba de sumersión Esta prueba para el segundo código numérico IP 7 requiere la total sumersión de la pieza a probar en una vasija de agua por más de 30 minutos. Para este propósito, el instrumento probado se debe colocar de manera que se simulen situaciones de operación frecuente.
ARTICULO Naturalmente, también la profundidad de inmersión se predetermina. Por ejemplo, el punto más bajo del calibrador Mitutoyo IP67 se debe colocar a un metro total bajo la superficie del agua durante la prueba.
Instrumentos de medición manual Mitutoyo con un valor extramadamente alto de protección IP Como fabricante líder en el mundo de instrumentos de medición manual, Mitutoyo prueba ser particularmente innovador y astuto en los campos de protección IP. Con el micrómetro IP65, la escala ABS IP-66 así como los calibradores IP66 y 67, varios instrumentos digitales se liberaron para fijar nuevos estándares con referencia a la protección contra contactos accidentales y de cuerpos extraños sólidos así como a prueba de agua. Seguridad al través de la certificación TÜV Las pruebas externas generan más confianza. Como precursor en el desarrollo y producción de instrumentos de medición manual con grados extremadamente altos de protección IP, Mitutoyo hace que sus calibradores y micrómetros se prueben externamente en el TÜV Rheinland. Este grupo confirma la alta resistencia y capacidad de carga y los grados de protercción IP de los instrumentos de medición Mitutoyo al emitir los certificados de las pruebas apropiados después de una serie de pruebas largas e intensas. Para el usuario, ésto le brinda una gran ayuda en la decisión de compra ya que no sólo debe sustentarse en las especificaciones del fabricante solamente sino que adicionalmente tiene el juicio de un evaluador neutral.
¿Qué y Cómo certifica el TÜV? Un producto certificado ha pasado exitosamente pruebas definidas por el Grupo TÜV Rheinland – como ejemplo aquellas pruebas de seguridad y calidad. El TÜV emite un certificado confirmando los resultados de las pruebas. Confirma las características del producto probadas e informa las normas individuales y los estándares de acuerdo a las pruebas que se llevaron a cabo. Antes que nada el grupo prueba una muestra representante de la producción en masa de acuerdo a criterios relevantes, normalmente estas pruebas se llevan a cabo en los laboratorios de prueba del TÜV. Para la certificación, no sólo se representa una instantánea, el TÜV monitorea y prueba los productos en intervalos regulares, En nuestro caso, cada año se realizan estos muestreos en el TÜV en Colonia, para que de esta manera se garantice que los productos certificados continúan cubriendo sus altos requisitos. Información directa para los usarios: El TUVdotCOM-ID EL TUVdotCOM-ID forma la llave para los certificados emitidos por el Grupo TÜV Rheinland. Utilizando este código numérico de diez dígitos, todas las propiedades probadas de un producto pueden verse a través de Internet en cualquier momento. Sólo introduzca el ID en un campo de entrada en la página de TÜV en y los resultados de inmediato aparecerán. El TUVdotCOM-ID es parte del sello redondo del TÜV Rheinland el cual se puede encontrar en las descripciones de producto de los instrumentos de medición manual Mitutoyo probados, en el catálogo Mitutoyo o en la página de Mitutoyo Alemania en . Vía el TUVdotCOM-ID, los usuarios pueden acceder rápidamente a toda la información relevante en la dirección Internet que se indica en el sello, en cuestión de segundos, los usuarios MUNDO MITUTOYO •
interesados pueden correctamente clasificar un producto utilizando el TUIVdotCOM-ID, y asegurarse de falsificaciones, si un producto muestra un ID equivocado, con la descripción en internet es suficiente para desenmascarar el error. La inspección neutral TÜV de propiedades de calidad o seguridad, elimina las inseguridades, simplifica la comunicación y crea una confianza mutua. En nuestro siguiente número hablaremos de los instrumentos de medición manual Mitutoyo, la manera en que los probamos, alcances, entre otros.
PUNTOS A RECORDAR ¿Cuánto le afecta a la exactitud de medición el extender la longitud de profundidad un bore gage digital y cuál es la longitud máxima recomendada?
A nuestro bore gage digital 511-521 podemos extenderle la longitud de profundidad hasta 2,000 mm en pasos de 500mm, totalizando 2,150mm, la medición no se ve afectada ya que el sensor de medición se encuentra en la punta tal como se muestra en la figura 1. Es importante recalar que el desplazamiento se detecta directamente por medio de un sensor ultra compacto interconstruído no por medios mecánicos, tal como se ilustra en la figura 2, lo cual permite exactitud total de 0.003mm.
Figura 1 Figura 2
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Medición tridimensional
Sin Contacto con cámara CCD y Procesamiento de Imagen por Software Introducción: Los componentes electrónicos, las piezas de nano tecnología, piezas muy finas, piezas deformables o flexibles como las proyectadas actualmente en los campos de la mecánica fina, la biomedicina, la micro electrónica, la meca trónica, en la industria de la comunicación, y en la industria de semiconductores entre otras, tienen ahora una solución de medición con un elevado grado de exactitud, confiabilidad y rapidez. Una solución preparada en equipos con operación manual o CNC, que ofrecen una resolución generalmente de 0.5µm y una exactitud del orden de U1=(5+6L/1000)µm. Características Fundamentales: Son sistemas desarrollados a partir del principio de que los puntos de medición de una cierta característica, después de ser ampliados por lentes y conjugados en una cámara de alta resolución (CCD), son claramente visibles en un monitor de computadora. Este sistema, a través de un soporte electrónico, escalas de medición de alta resolución y de un algoritmo de medición basado en el número de píxeles, procesa y analiza la imagen de la forma de los objetos, los cuales de esta manera se pueden medir con exactitud y facilidad. Es interesante recordar que el tamaño de un píxel es de 10 x 10 µm. La imagen de la pieza, amplificada por lentes, se captura por un cámara tipo CCD y a continuación se procesan tres tipos de información para efectuar una medición dimensional (ver Fig. 1). Los dos primeros tipos, son informaciones planares y de contraste (llamada escala de grises, que consiste de sombras graduadas) ambas provenientes de la cámara CCD, el tercer tipo de información corresponde a las coordenadas de posición dadas por las escalas lineales incorporadas a la máquina de medición. Configuración Básica del Sistema: De forma general, estos sistemas consisten de una Unidad Principal, la cual registra la información visual y de posición, una Unidad de Energía, que provee la luz para iluminar por fibra óptica, una Unidad Controladora, la cual da movimiento al sistema y una Unidad de Computación, la cual asiste a todo el sistema y procesa los datos de medición (ver Fig. 2).
Fig.1 Sistema de medición por coordenadas sin contacto
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Fig. 2 Sistema de medición tridimensional
Principio de Medición Visual: En forma resumida, el principio empleado por estos sistemas es el siguiente: Una cámara CCD integrada al sistema óptico de medición puede discernir entre 256 graduaciones (8 bits por píxel) de información de contraste, llamada escala de grises, en adición a la información de la imagen planar (ver Fig. 3). Si una superficie de la pieza presenta una combinación de brillo por el pulido o sombra causada por un degradado, la cámara CCD reconoce el detalle y lo interpreta como información coordenada bidimensional e información de contraste (luz y sombra). Consideraciones Finales: En contraste con otros sistemas de medición, como los proyectores y microscopios, donde la alineación de las retículas en relación a la pieza y a los resultados de medición se obtienen en forma manual, en esta nueva tecnología, la medición se realiza automáticamente al través del número de píxeles y la alineación la realiza el sistema, no el operador.
Fig. 3 Información sobre CCD
El operador simplemente señala en donde quiere medir por medio del Mouse y el software encontrará el límite exacto del contorno de la pieza. Por ejemplo, para la medición convencional de un círculo con un proyector de perfiles, son necesarios tres puntos, en cambio con este software, se pueden definir varios puntos en forma automática, permitiendo una mejor definición del perfil de la pieza, sus coordenadas de posición, su error de forma y además la comparación de las tolerancias con los límites previamente establecidos. En la medición del eje Z, la exactitud es bastante amplificada por una función llamada “proyección de gran reticular, la cual posibilita un mejor desempeño en el enfoque automático de piezas pulidas, reflexivas y/o que presenten un bajo contraste.
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