Metrologia a Coordinate

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Tecnologia meccanica

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TECNOLOGIA MECCANICALezioni Gennaio 2010 Introduzione alla Metrologia a coordinate Prof. Giovanni MoroniTecnologia Meccanica1

qualit

soddisfazione

conformit

specifiche

requisiti funzionali

specifiche GPS

definizione processo

analisi

produzione

verificatest funzionale componenti

Specifiche Geometriche di ProdottoTolleranze dimensionali

MacrogeometricheTolleranze geometriche Rugosit

MicrogeometricheOndulazione

Forma Tolleranze

OrientamentoPosizione

Oscillazione

Tolleranza di localizzazione

Lasse del foro deve essere compreso in un cilindro di diametro t = 0.08, il cui lasse nella posizione geometrica esatta specificata dalle quote in riquadro (quote base) rispetto ai piani di riferimento A e B e risulta ortogonale al piano di riferimento C.

Tolleranza di localizzazioneE usata per definire la precisione di posizione richiesta a punti, linee e superfici. La zona di tolleranza, nel caso in esame, delimitata da un cilindro di diametro t, il cui asse nella posizione geometrica esatta rispetto al sistema di riferimento specificato.

9091 - 1985: design Richard Sapper Bollitore con fischietto melodico.

tolleranze di localizzazione

MACCHINA DI MISURA A COORDINATEUna macchina di misura a coordinate un sistema di misura che, tramite la movimentazione di una sonda, permette di determinare le coordinate spaziali di punti appartenenti alle superfici di un manufatto.

Ferranti Coordinate Measuring Machine (CMM)

DEA 3D CMM European Machine Show Ottobre 1963 2500 x 1600 x 600 mm

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTOElemento geometrico reale Punto misurato Errore di fitting (di) Elemento Geometrico Calcolato (min S di2)

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

ANSI-ANC101 Benchmark

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

Sistemi di riferimentoz x

Y Z

y-Z

X

Z X Y

Tipologia di Misura

Punto - Punto

Scansione

Scansione

Scansione

APPLICAZIONI INDUSTRIALIIspezione dimensionale Ispezione geometrica Identificazione di geometrie incognite

APPLICAZIONI INDUSTRIALIAltro 20% Aeronautico/ Militare 10%Automobilistico 40%

Elettronica 4%

Meccanica 26%

Elementi di una CMMSensore di Misura Struttura Meccanica Basamento Sistema Elettronico di Controllo

SENSORE DI MISURAContattoSenza contatto Sistemi ibridi

CONTATTO(Meccanici) Elettromeccanici Piezoelettrici Analogici

Tastatore Elettromeccanico

Direzione dApproccio

SENSORE DI MISURA Configurazione testa estensioni tastatore (probe extension)

tastatori (probe)

stilo o gruppo stili (stylus or styli group)

Nomenclatura ISO 10360-1:2000 Articulating Probing System

1 Ram 2 Articulating system 3 Probe extension 4 Probe changing system 5 Probe 6 Stylus extension 7 Stylus 8 Articulating Probing system

Configurazione del gruppo stili

Testa Rotante

Testa Rotante

attrezzature di fissaggio modulari

Sistema A.T.C.

Qualifica del Sensore

Qualifica del Sensore

SENZA CONTATTOOttico: laserOttico: visione Ottico: proiezione luce strutturata

...

SONDA LASER

SONDA LASER

SENSORE OTTICO (VISIONE)

SENSORE OTTICO Luce Strutturata

fringe contrast

GrayCode

phase information

calculation of 3D-coordinates

ELEMENTISensore di Misura Struttura Meccanica Basamento Sistema Elettronico di Controllo

STRUTTURA MECCANICA ESIGENZE FONDAMENTALIRigidezza Statica e Dinamica Accessibilit del Pezzo da Misurare

Facilit di ManovraFacilit di Carico/Scarico del Pezzo

STRUTTUREA - Sbalzo B - Portale C - Pilastri D - Colonna E - Orizzontale

STRUTTURA A SBALZO

STRUTTURA A PORTALEPortale Fisso (fixed bridge) Portale Mobile (moving bridge) Semiportale a L (L-shaped)

STRUTTURA A PORTALE

Portale Fisso(Fixed Bridge)

STRUTTURA A PORTALE

STRUTTURA A PORTALE

STRUTTURA A PORTALE

STRUTTURA A PILASTRI

STRUTTURA A COLONNA

STRUTTURA A BRACCIO ORIZZONTALEBraccio mobile (moving ram) Tavola Mobile (moving table)

Tavola fissa (fixed table)Tavola fissa + tavola rotante

BRACCIO ORIZZONTALEBraccio Mobile

Schema Cinematico

BRACCIO ORIZZONTALE

STRUTTURA NON CARTESIANA

STRUTTURA NON CARTESIANA

Ripartizione del MercatoOrizzontale 20% Snodate Sbalzo 2% 6%

Pilastri 9%

Colonna 1%

Portale 62%

STRUTTURA MATERIALIAcciaio Ghisa Ceramica Alluminio

Granito

Composito (fibra di carbonio)

STRUTTURA

COMPONENTIMotori Azionamenti Guide Trasduttori di Posizione

COMPONENTIGuida a sostentamento pneumatico

Trasduttore lineare ottico incrementale

COMPONENTIGuida a sostentamento pneumatico (pattini daria)

ELEMENTISensore di Misura Struttura Meccanica Basamento Sistema Elettronico di Controllo

BASAMENTOHa la doppia funzione di piano di riscontro e di elemento di sostegno rispetto al quale avviene la movimentazione delle parti mobili della macchina di misura.

MATERIALI Granito Nero Diabase Acciaio con Struttura a Nido dApe

Integrazione con il Sistema di Produzione

SISTEMA ELETTRONICO DI CONTROLLO

LIVELLI DI AUTOMAZIONEManuale Motorizzato con comandi a leve

Automatico punto a puntoAutomatico continuo

SISTEMA ELETTRONICO DI CONTROLLO

GESTIONE DELLA MISURADiretta dallOperatore CNC Punto a Punto

Automatica Continua di Superfici NoteAutomatica Continua di Superfici Incognite

Integrazione con sistemi CAD

SISTEMA ELETTRONICO DI CONTROLLO

FUNZIONI DI ELABORAZIONECompensazione software degli errori Elaborazione degli elementi geometrici misurati

Analisi delle deviazioni, calcolo dei fuori tolleranzaRegistrazione e presentazione dei dati di misura

Compensazione software degli errori

Compensazione software degli errori

Compensazione software degli errori

Elaborazione degli elementi geometrici

Elaborazione degli elementi geometrici

Registrazione e presentazione dei dati di misura15

Frequency

10

5

0