Una CMM (Máquina de Medición por Coordenadas) es el sistema principal de la metrología por coordenadas. Permite medir piezas con alta exactitud y precisión.

¿Qué ventajas tiene una sonda de barrido frente a una de contacto conmutadora?

La sonda de barrido registra dos grupos de coordenadas y permite más medidas y más datos adquiridos. Así se obtiene una medida de mayor confianza, especialmente en piezas de geometría compleja.

¿Para qué se usa una estructura tipo gantry?

La estructura gantry se emplea para grandes dimensiones con alta precisión, y es habitual en aplicaciones aeroespaciales.

Metrología dimensional y CMM: fundamentos, tipos de sondas y estructuras

Resumen

El documento presenta los fundamentos de la metrología dimensional y el papel de los sistemas CAD, CAE y CAM en la industria. Describe los tipos de medición (longitud, ángulo, comparación, acabado superficial y coordenadas) y explica las máquinas de medición por coordenadas (CMM), sus estructuras y sus sondas. Permite comprender las ventajas de cada tecnología y sus componentes estructurales.

Puntos clave

CAD reduce el tiempo y el coste de desarrollo y permite la trazabilidad y la parametrización del diseño.
CAE permite comprobar la validez del diseño e identificar problemas de fabricación y funcionamiento.
CAM reduce el tiempo y el coste de mecanizado, optimiza trayectorias y previene colisiones.
La CMM ofrece alta exactitud y precisión, flexibilidad y fiabilidad al reducir errores humanos.
Las estructuras de CMM incluyen puente, cantilever, brazo horizontal, gantry y columna, cada una con aplicaciones específicas.
Las sondas de contacto, de barrido, láser y de visión tienen distintos niveles de precisión y velocidad.

Ponte a prueba

Introducción a la Metrología Industrial y Sistemas CAD/CAE/CAM

Ventajas de los Sistemas CAD, CAE y CAM

CAD (Diseño Asistido por Computadora)

Menor tiempo de diseño y desarrollo.
Menor coste de desarrollo.
Facilita la visualización y la toma de decisiones.
Permite la **trazabilidad** y la **parametrización**.
Facilita el trabajo por partes y el ensamblado.
Generación de la **lista de materiales** y estudio de movimientos.

CAE (Ingeniería Asistida por Computadora)

Comprobación rápida de la **validez del diseño**.
Reduce la carga de trabajo.
Identifica problemas de **fabricación y funcionamiento**.
Optimiza el diseño y los procesos productivos.
Aumenta la **calidad** del producto.

CAM (Fabricación Asistida por Computadora)

Reduce el tiempo y el **coste de mecanizado**.
Selección óptima de trayectorias y herramientas (HTA).
Gestión de anclajes y prevención de **colisiones**.
Manejo de **geometría compleja**.
Aumento de la calidad.

Fundamentos de la Metrología Dimensional

Tipos de Medición

Medición de Longitud

Instrumentos utilizados: **calas**, **micrómetros**, mármoles y reglas de verificación, instrumentos ópticos.

Medición Angular

Métodos: directas, indirectas, **goniómetro universal**, niveles de burbuja.

Medición por Comparación

Sistemas de amplificación: mecánica, hidráulica, neumática y eléctrica.

Metrología de Acabado Superficial

Instrumentos: **comparador visotáctil**, **rugosímetro** mecánico y láser.

Metrología por Coordenadas

Sistema principal: **CMM** (Máquina de Medición por Coordenadas).

Máquinas de Medición por Coordenadas (CMM)

Beneficios de la CMM

Optimización del **tiempo de inspección**.
Simplificación de las operaciones de preparación.
**Flexibilidad**.
Alta **exactitud y precisión**.
**Fiabilidad** (reduce errores humanos).

Tipos de Estructuras para CMM

Puente:
- Fijo: Mayor rigidez, precisión y menor carga de la pieza.
- Móvil: Rápida, adecuada para piezas pesadas y alta precisión.
Cantilever: Cabezal soportado en un solo lado, ideal para medidas pequeñas y requiere un cabezal corto para mantener la **rigidez**.
Brazo Horizontal: Susceptible a deformaciones, menor precisión, utilizado para **grandes piezas** y difícil acceso. Común en automoción (a menudo con dos CMM sincronizadas).
Gantry: Estructura tipo puente, utilizada para **grandes dimensiones**, alta precisión y aplicaciones aeroespaciales.
Columna.

Tipos de Sondas y Palpadores

Sondas de Contacto y No Contacto

Clasificación general de los palpadores.

Sondas Conmutadoras (Palpadores de Contacto)

Mecanismo: Aguja – placa de apoyo – sensores de presión. Son **versátiles y flexibles**. Utilizan **sensores piezoeléctricos** para mejorar la calidad de la medida. Eliminan problemas de doblado y la direccionalidad de la medida.

Sondas o Palpadores de Barrido

Proceso: Contacto inicial (conmutador) seguido de barrido. Registran dos grupos de coordenadas (palpador y máquina). Permiten un **mayor número de medidas** y más datos adquiridos, resultando en una medida de mayor confianza, especialmente en piezas de **geometría compleja**.

Sondas Basadas en Láser

Funcionamiento: El rayo láser detecta la superficie y calcula la posición mediante **triangulación** usando un sistema de lentes situadas en el receptor. Adecuadas para piezas complejas, pequeñas, deformables y ofrecen **gran precisión**.

Sondas Basadas en Visión

Funcionamiento: Se genera un **modelo electrónico digitalizado** del objeto a medir. Una cámara genera puntos de medida en una imagen que se comparan con el modelo digitalizado. Son **rápidos**, pero ofrecen **baja precisión**, siendo útiles en elementos pequeños.

Componentes Estructurales de la CMM

Bancada o Soporte

Función principal: **Aislamiento y Amortiguación**. Puede incluir suspensión activa.

Mesa y Elementos Estructurales

Características clave: **Estabilidad Térmica**, Rigidez, inalterabilidad, resistencia al desgaste y bajo peso (para reducir la inercia).

Sistemas de Guiado

Requisitos: Perfección geométrica de los elementos estructurales y buena limpieza.

Guiado Neumático: Ausencia de rozamiento.
Guiado por Rodadura: Utilizado en grandes velocidades e inercias.