Extensões de pontas e sondas: pequenos acessórios têm um grande impacto na precisão da CMM

Sep 23, 2023

Fonte de todas as imagens: ZEISS Industrial Quality Solutions

Resultados de medição confiáveis ​​de máquinas de medição por coordenadas (CMMs) são essenciais para monitorar processos de fabricação e fornecer peças de alta qualidade. A confiança absoluta na qualidade da peça só pode ser alcançada mantendo a incerteza de medição no mínimo.

Extensões de pontas e apalpadores podem fornecer essa certeza para a maioria das medições. No entanto, furos profundos e características de difícil acesso apresentam desafios.

Não sacrifique a qualidade usando pontas e extensões de apalpador erradas. Encontre as ferramentas certas feitas com os materiais certos para suas necessidades de qualidade.

As cabeças do apalpador são montadas no braço e as pontas são montadas diretamente na cabeça de uma CMM. Como explica Matt Danford, da Modern Machine Shop, alguns cabeçotes de digitalização CMM se articulam por conta própria e alguns exigem extensões. As extensões podem ser encontradas em todas as máquinas padrão e vêm em vários tipos.

“Atualmente, uma ampla seleção de cabeçotes de apalpador CMM é oferecida, desde cabeçotes fixos, cabeçotes de indexação até cabeçotes de movimento contínuo”, diz Metrology News. “O cabeçote de apalpador fixo ainda é usado em CMMs de precisão extremamente alta e também é particularmente útil para transportar barras de extensão longas necessárias para sondar e escanear recursos internos profundos de peças.”

Esses acessórios aumentam o alcance da ponta e permitem acesso ideal a peças complexas ou grandes. As extensões são especialmente benéficas em cabeçotes de apalpador fixos para acessar recursos de difícil acesso em cavidades profundas ou embaixo de peças.

As extensões têm uma influência direta na incerteza de medição de um sistema metrológico geral. Conseqüentemente, a precisão do que uma CMM pode alcançar, de acordo com as especificações, só piorará quando forem utilizadas extensões inadequadas.

O desempenho da extensão pode ser desafiado por três fatores determinantes:

Os operadores também devem estar cientes das melhores práticas ao usar extensões para pontas e apalpadores. Como explica o Laboratório Nacional de Física, “Os fabricantes de cabeçotes de sonda e acessórios geralmente especificam comprimentos máximos recomendados para extensões de sonda. O uso de extensões que excedam esses comprimentos pode afetar seriamente a precisão e a repetibilidade das leituras do cabeçote da sonda.”

O resultado desejado com qualquer solução de garantia de qualidade são resultados de medição mais consistentes. A escolha do material certo para as extensões da ponta pode proporcionar maior estabilidade sob condições variáveis.

Uma qualidade que deve ser considerada é o baixo coeficiente de expansão térmica. O crescimento térmico depende do comprimento, especialmente com pontas e extensões longas.

Existem muitas opções de materiais de extensão, e cada opção é afetada pelas mudanças de temperatura de maneiras distintas. Esses materiais incluem liga de alumínio, titânio e fibra de carbono.

O alumínio era o material dominante há décadas, quando a metrologia era conduzida principalmente em laboratórios de qualidade. Novos materiais foram necessários à medida que a garantia e o controle de qualidade passaram para a linha de produção. Os laboratórios tinham temperatura controlada, mas o alumínio não lida bem com as mudanças de temperatura e é inadequado para a metrologia da linha de produção.

Onde o metal é necessário – para juntas, nós dos dedos e assim por diante – o titânio oferece a melhor combinação de leveza, resistência, estabilidade térmica e estrutural e densidade. “Mas as extensões de titânio, por razões de peso, tiveram que ser reduzidas em diâmetro e espessura de parede para serem comparáveis ​​às extensões de alumínio”, afirma Jörg Esswein, chefe de gestão de produtos para acessórios da ZEISS Industrial Quality Solutions. “Essa redução leva à perda de rigidez.”

A fibra de carbono é o material mais comum e a melhor opção para pontas longas e extensões. O polímero é rígido, leve, possui alta resistência à flexão e, devido à sua estabilidade térmica, os benefícios eclipsam outros materiais como alumínio, aço inoxidável, aço, titânio e cerâmica.

Mesmo com as suas vantagens únicas, todos os três materiais – alumínio, titânio e até alguma fibra de carbono – podem não ter a combinação certa de propriedades para garantir os melhores resultados nas extensões.