Tecnologia Meccanica

TECNOLOGIA
MECCANICA
Lezioni Gennaio 2010
Introduzione alla Metrologia a coordinate
Prof. Giovanni Moroni
Tecnologia Meccanica
1
qualità
conformità
soddisfazione
specifiche
requisiti
funzionali
specifiche
GPS
analisi
definizione
processo
produzione
verifica
test
funzionale
componenti
Specifiche Geometriche di Prodotto
Tolleranze dimensionali
Macrogeometriche
Tolleranze geometriche
Rugosità
Microgeometriche
Ondulazione
Forma
Tolleranze
Orientamento
Posizione
Oscillazione
Tolleranza di localizzazione
L’asse del foro deve essere compreso in un cilindro di diametro
t = 0.08, il cui l’asse è 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
localizzazione
E’ usata per definire la precisione
di posizione richiesta a punti, linee
e superfici.
La zona di tolleranza, nel caso in
esame, è delimitata da un cilindro
di diametro t, il cui asse è 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 COORDINATE
Una macchina di misura a coordinate è 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 FUNZIONAMENTO
Elemento 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 riferimento
z
Y
Z
X
x
y
Z
-Z
X
Y
Tipologia di Misura
Punto - Punto
Scansione
Scansione
Scansione
APPLICAZIONI INDUSTRIALI
Ispezione dimensionale
Ispezione geometrica
Identificazione di geometrie incognite
APPLICAZIONI INDUSTRIALI
Automobilistico
40%
Altro 20%
Aeronautico/
Militare
10%
Elettronica
4%
Meccanica
26%
Elementi di una CMM
Sensore di Misura
Struttura Meccanica
Basamento
Sistema Elettronico
di Controllo
SENSORE DI MISURA
Contatto
Senza contatto
Sistemi ibridi
CONTATTO
(Meccanici)
Elettromeccanici
Piezoelettrici
Analogici
Tastatore Elettromeccanico
Direzione d’Approccio
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 CONTATTO
Ottico: laser
Ottico: 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
ELEMENTI
Sensore di Misura
Struttura Meccanica
Basamento
Sistema Elettronico
di Controllo
STRUTTURA MECCANICA
ESIGENZE FONDAMENTALI
Rigidezza Statica e Dinamica
Accessibilità del Pezzo da Misurare
Facilità di Manovra
Facilità di Carico/Scarico del Pezzo
STRUTTURE
A - Sbalzo
B - Portale
C - Pilastri
D - Colonna
E - Orizzontale
STRUTTURA A SBALZO
STRUTTURA A PORTALE
Portale 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 ORIZZONTALE
Braccio mobile (moving ram)
Tavola Mobile (moving table)
Tavola fissa (fixed table)
Tavola fissa + tavola rotante
BRACCIO ORIZZONTALE
Braccio Mobile
Schema Cinematico
BRACCIO ORIZZONTALE
STRUTTURA NON CARTESIANA
STRUTTURA NON CARTESIANA
Ripartizione del Mercato
Orizzontale
20%
Snodate Sbalzo
2%
6%
Pilastri
9%
Colonna
1%
Portale
62%
STRUTTURA
MATERIALI
Acciaio
Ceramica
Ghisa
Alluminio
Granito
Composito (fibra di carbonio)
STRUTTURA
COMPONENTI
Motori
Guide
Azionamenti
Trasduttori di Posizione
COMPONENTI
Guida a sostentamento
pneumatico
Trasduttore lineare
ottico incrementale
COMPONENTI
Guida a sostentamento pneumatico (pattini d’aria)
ELEMENTI
Sensore di Misura
Struttura Meccanica
Basamento
Sistema Elettronico
di Controllo
BASAMENTO
Ha 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 d’Ape
Integrazione con
il Sistema di Produzione
SISTEMA ELETTRONICO DI CONTROLLO
LIVELLI DI AUTOMAZIONE
Manuale
Motorizzato con comandi a leve
Automatico punto a punto
Automatico continuo
SISTEMA ELETTRONICO DI CONTROLLO
GESTIONE DELLA MISURA
Diretta dall’Operatore
CNC Punto a Punto
Automatica Continua di Superfici Note
Automatica Continua di Superfici Incognite
Integrazione con sistemi CAD
SISTEMA ELETTRONICO DI CONTROLLO
FUNZIONI DI ELABORAZIONE
Compensazione software degli errori
Elaborazione degli elementi geometrici misurati
Analisi delle deviazioni, calcolo dei fuori tolleranza
Registrazione 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 misura
Frequency
15
10
5
0