La importancia de los equipos de metrología en un taller metalmecánico

Existe una variedad de tecnologías y equipos de metrología diseñados para cumplir con las exigentes tolerancias requeridas por las industrias automotriz, aeroespacial, médica y de moldes.

La metrología desempeña un papel crítico en el sector metalmecánico, especialmente en talleres dedicados a la fabricación de piezas de precisión. En un entorno donde las tolerancias y la calidad son fundamentales, los equipos de metrología resultan indispensables para garantizar que las piezas cumplan con las exigencias requeridas por industrias como la automotriz, aeroespacial y médica.

¿Qué es la metrología?

La metrología se encarga de medir y asegurar la precisión de las dimensiones y características de las piezas fabricadas, lo que permite verificar que cumplan con los estándares de calidad establecidos. Esto es crucial para garantizar el correcto funcionamiento de los productos finales y para mantener la seguridad y confiabilidad en aplicaciones críticas.

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La importancia de los equipos de metrología en un taller metalmecánico

En la industria existe una variedad de tecnologías y equipos de metrología diseñados para cumplir con estas exigentes tolerancias. Algunos de los dispositivos de medición más utilizados incluyen máquinas de medición por coordenadas, sistemas de medición óptica, calibradores y micrómetros.

Características y aplicaciones de las máquinas de medición por coordenadas

Las CMM son sistemas de metrología tridimensional que permiten medir con precisión las dimensiones y características geométricas de una pieza. Existen varios tipos de CMM, que incluyen CMM de puente, CMM de brazo y CMM portátil. Cada tipo tiene ventajas y aplicaciones específicas.

Las máquinas de medición por coordenadas utilizan sondas táctiles para medir la geometría de una pieza con alta precisión. Son esenciales para la inspección de piezas de geometría compleja y elevada precisión, como las utilizadas en las industrias automotriz, aeroespacial y médica.

Estos sistemas permiten medir con precisión las dimensiones tridimensionales de una pieza mediante una sonda táctil que se mueve a lo largo de tres ejes. Empresas como Carl Zeiss, Hexagon y Renishaw son reconocidas por sus avanzadas CMM, que ofrecen alta precisión y capacidad de escaneo para una variedad de aplicaciones.

• CMM de puente. Ideales para la medición de piezas grandes y pesadas con elevada precisión. Ofrecen alta velocidad de medición y capacidad de escaneo para inspecciones rápidas y precisas en piezas de gran tamaño, como carrocerías de automóviles o componentes de aeronaves. Este tipo de CMM, que consta de una estructura en forma de puente que se desplaza a lo largo de ejes X, Y y Z, permite la medición de piezas de gran tamaño y peso. Ejemplos de estos equipos son el Zeiss Contura y el Hexagon GLOBAL S. Estos sistemas entregan una precisión de medición de hasta ±0.002 mm y una velocidad de escaneo de hasta 200 mm/s, lo que los hace ideales para la inspección de carrocerías de automóviles, componentes de aeronaves y moldes de inyección de plástico.

• CMM de brazo. Portátiles y flexibles, resultan ideales para mediciones en el lugar de trabajo o en entornos de producción. Estos sistemas constan de un brazo articulado con una sonda táctil en el extremo, lo que los hace portátiles y flexibles para la medición en el lugar de trabajo. El Renishaw RA810 es un ejemplo destacado de CMM de brazo, conocido por su portabilidad, facilidad de uso y precisión en la medición de piezas con geometrías complejas, como componentes de motores o moldes de inyección de plástico. El Renishaw RA810 ofrece una precisión de medición de hasta ±0.03 mm y una velocidad de escaneo de hasta 30,000 puntos por segundo. Este tipo de CMM es ideal para la inspección de componentes de motores, moldes y matrices, así como para aplicaciones de ingeniería inversa.

Sistemas de medición óptica

Estos sistemas utilizan cámaras y software especializado para medir las dimensiones de una pieza mediante imágenes digitales. Empresas como Renishaw ofrecen soluciones ópticas avanzadas que pueden medir características complejas con rapidez y precisión.

Los sistemas de medición óptica utilizan cámaras y software especializado para capturar y analizar imágenes digitales de una pieza, con el fin de obtener mediciones precisas de características geométricas y dimensionales. Estos sistemas son ideales para piezas con superficies complejas o características microscópicas.

Estos son dos de los sistemas reconocidos de medición óptica:

• Renishaw Equator. Este sistema de comparación de alta velocidad se destaca por su versatilidad y capacidad para medir una amplia variedad de características dimensionales con precisión submicrométrica. Resulta especialmente útil en la inspección de piezas pequeñas y delicadas, como componentes médicos, electrónicos y de plástico moldeado. Este sistema de comparación de alta velocidad utiliza sensores ópticos y software de análisis avanzado para medir numerosas características dimensionales con una precisión de hasta ±0.002 mm.
• Carl Zeiss O-INSPECT. Al combinar la precisión de una CMM con la velocidad de un sistema óptico, permite mediciones rápidas y precisas de características dimensionales en piezas de tamaño mediano. Es utilizado en las industrias automotriz y aeroespacial para la inspección de componentes de precisión, como engranajes y elementos de transmisión. Este sistema, que combina la precisión de una CMM con la velocidad de un sistema óptico, permite mediciones rápidas y precisas de características dimensionales en piezas de tamaño mediano. Con una precisión de hasta ±0.0015 mm, el O-INSPECT es ampliamente utilizado en las industrias automotriz y aeroespacial para la inspección de engranajes, componentes de transmisión y moldes de inyección de plástico.

Calibradores y micrómetros: herramientas esenciales en metrología

Mitutoyo Absolute Digimatic Caliper

Los calibradores y micrómetros son dispositivos manuales utilizados para mediciones de alta precisión en piezas de menor tamaño. Resultan ideales para mediciones rápidas y precisas en entornos de producción. Mitutoyo es una empresa líder en la fabricación de estos dispositivos de alta calidad, ampliamente utilizados en talleres metalmecánicos.

Mitutoyo Absolute Digimatic Caliper. Este calibrador digital es reconocido por su precisión y durabilidad. Su diseño ergonómico y fácil lectura lo hacen ideal para mediciones rápidas en el taller. Se utiliza ampliamente en las industrias automotriz y de fabricación de maquinaria para la medición de componentes de precisión, como ejes y rodamientos. Este calibrador digital ofrece una precisión de hasta ±0.01 mm y una resolución de 0.01 mm, lo que resulta ideal para mediciones rápidas y precisas en el taller.

Micrómetro métrico Mitutoyo. Este micrómetro de precisión es ideal para mediciones de diámetros externos e internos con una precisión submicrométrica. Su diseño robusto y fácil manejo lo hacen ideal para aplicaciones en entornos de producción exigentes, como la fabricación de herramientas de corte o componentes de precisión para la industria aeroespacial y de dispositivos médicos. Este micrómetro ofrece una precisión de hasta ±0.001 mm y una resolución de 0.001 mm, ideal para mediciones de diámetros externos e internos con una precisión submicrométrica.

La metrología, como disciplina fundamental en el sector metalmecánico, desempeña un papel vital en la garantía de calidad y precisión para la fabricación de piezas de metal. Comparar las ventajas y diferencias entre los equipos de diversos fabricantes puede ser esclarecedor para los ingenieros de manufactura.

Por ejemplo, Carl Zeiss y Hexagon son conocidos por su enfoque en la precisión y la automatización, mientras que Renishaw se destaca por su innovación en tecnologías ópticas. Mitutoyo, por otro lado, se ha ganado una reputación por su durabilidad y fiabilidad en aplicaciones de medición manual.

Los equipos de metrología desempeñan un papel crucial en la fabricación de piezas de metal, puesto que les permiten a los talleres cumplir con las exigentes tolerancias y estándares de calidad de las industrias automotriz, aeroespacial y médica. La elección del equipo adecuado depende de factores como el tamaño y la complejidad de las piezas, así como los requisitos de precisión y velocidad de medición. Mediante la comprensión de las características y aplicaciones de diferentes tipos de equipos de metrología, los talleres pueden tomar decisiones informadas al seleccionar la mejor solución para sus necesidades específicas.

Sistema Equator de Renishaw

Sistema Equator, de Renishaw.

El sistema Equator, de Renishaw, presenta un diseño patentado de bajo costo y funciones de inspección comparativa de alta velocidad para la inspección de piezas de manufactura.

Según Renishaw, ha sido desarrollado y probado en el taller en colaboración con empresas líderes de los sectores automotriz, aeroespacial, de defensa y médico. El sistema Equator utiliza una pieza maestra (conocida) y la acopla a una estructura altamente repetible y versátil para una inspección rápida y flexible en la planta de producción.

Junto con la información de control inteligente de procesos (IPC) de Renishaw, el sistema Equator permite actualizar el proceso de mecanizado para obtener información inmediata sin necesidad de realizar ajustes manuales.

Basado en una estructura “paralelocinemática” escalable y adaptable, el sistema Equator permite una exploración de alta velocidad y movimientos rápidos entre las características, al tiempo que conserva la rigidez que proporciona una repetibilidad punto a punto, fundamental para un calibrado preciso.

El Equator de Renishaw tiene la capacidad de medir formas para análisis de superficies completas gracias a la funcionalidad de rapidez y repetibilidad de la sonda SP25. Esta característica permite obtener mediciones precisas y consistentes, lo que resulta en un mejor control de calidad en la producción de piezas.

El sistema de medición Equator también ofrece una fácil implementación en el entorno de producción. Por ser un dispositivo plug and play, su instalación es rápida y sencilla, requiere únicamente una conexión eléctrica monofásica y prescinde del uso de aire comprimido.

Una de las características técnicas del Equator es su capacidad para compensar las variaciones de temperatura en el área de producción. Esto se logra mediante una remasterización, con una pieza máster que sirve como referencia para todas las mediciones. De esta manera se garantiza la precisión y la repetibilidad del equipo en todo momento.

Tecnología de escaneado láser portátil: Capture 3D

El Zeiss T-Scan Hawk 2, de Capture 3D, es un escáner láser 3D portátil diseñado para maximizar la facilidad de uso y la eficiencia.

Zeiss T-Scan Hawk 2.

Este ligero escáner 3D portátil incluye un modo satélite, un marcador láser rojo para el control de la distancia, el software de inspección 3D GOM Inspect y calibración a hiperescala que ofrece una precisión de grado metrológico en numerosas aplicaciones, como el diseño de productos, el control de calidad, la ingeniería inversa y la fabricación de moldes.

Diseñado para empresas que elaborarn productos en sectores como el automotor, la industria aeroespacial, los bienes de consumo, la generación de energía y la fabricación de moldes, el Zeiss T-Scan Hawk 2 también incluye pruebas de aceptación certificadas de acuerdo con las normas industriales más exigentes.

Entre las características técnicas destinadas a mejorar la experiencia del usuario se incluye un asistente de flujo de trabajo que guía a los usuarios mediante diversos flujos de trabajo, y la creación de plantillas para aumentar la eficiencia en los trabajos de escaneado recurrentes.

El escaneado con el dispositivo también es intuitivo, ya que recopila datos sin problemas según el movimiento de la mano del usuario, con una ayuda visual que facilita establecer y controlar la distancia de trabajo.

El funcionamiento mediante pulsadores del dispositivo ayuda a iniciar y navegar por el flujo de trabajo mediante cuatro botones del escáner en lugar de utilizar el software por separado en un ordenador portátil.

El modo satélite del Zeiss T-Scan Hawk 2 beneficia a los fabricantes de moldes que trabajan con moldes grandes, ya que al permitirles escanear áreas considerables sin marcadores codificados, recopilan datos de medición 3D precisos de moldes de hasta varios metros de tamaño.

El VTS SF-45: medición óptica sin contacto

VTS SF-45, de Marposs.

Marposs ha ampliado su familia VTS (ajustador óptico de herramientas) con el nuevo VTS SF-45 Compact. El VTS SF-45 está diseñado para la medición óptica sin contacto de herramientas pequeñas y de formas complejas en espacios de trabajo reducidos, como aplicaciones de micromecanizado, semiconductores o fabricación de moldes.

Las unidades VTS SF-45 se instalan en el interior de la zona de trabajo de la máquina para monitorear las condiciones reales de trabajo de la herramienta sin contacto alguno, mientras la herramienta puede girar a la velocidad máxima del husillo (hasta 80,000 rpm) durante la adquisición de datos.

Dado que no es necesario ralentizar el husillo, puede reducirse el tiempo de preajuste y aumentar la precisión de las mediciones para eliminar mejor los riesgos de colisión.

El VTS SF-45 adquiere una gran variedad de dimensiones de la herramienta en un solo instante mediante el principio de proyección de sombras, en el que un objeto iluminado proyecta su sombra sobre la cámara.

Estas mediciones incluyen la longitud de la herramienta, su diámetro estático y dinámico, la excentricidad de la herramienta y el radio del filo cortante.

Con una resolución de 0.1 µm, el VTS permite, según se indica, medir herramientas de diámetros tan pequeños como 10 µm con una repetibilidad de 0.2 µm, lo que proporciona un nivel de precisión superior al de las sondas de contacto o los láseres en aplicaciones pequeñas.

Además, el VTS SF-45, que utiliza una luz frontal para analizar la superficie de la herramienta, muestra la superficie iluminada en un monitor de PC donde puede evaluarse la integridad de los filos cortantes.

El software de interfaz gráfica de usuario (GUI) para VTS simplifica el proceso del ciclo de medición y documenta el historial de la herramienta, con el fin de revelar rápidamente los daños antes de la operación de mecanizado.