Mașina de măsurat în coordonate

Dezvoltarea actuală în construcţia de maşini şi instalaţii industriale, care devin tot mai complexe şi mai precise, presupune un control al lor cât mai exigent. Acest lucru este posibil de realizat prin metode ale tehnicii măsurătorilor industriale, tehnică care are la bază aplicarea metodelor geodezice de măsurare.

Ca un nou şi vast câmp de acţiune pentru inginerii geodezi au apărut noţiunile de automatizare, siguranţă a calităţii şi controlul calităţii în construcţii de maşini şi instalaţii industriale. În acest domeniu, un rol important îl are determinarea precisă a poziţiei spaţiale a punctelor caracteristice de pe diverse obiecte, prin metode de măsurare fără contact direct şi - pe cât posibil - într-un timp cât mai scurt.

Dezvoltarea actuală în construcţia de maşini şi instalaţii industriale, care devin tot mai mari, mai complexe şi mai precise, presupune un control al lor cât mai exigent. Acest lucru este posibil de realizat prin metode ale Tehnicii Măsurătorilor în Industrie, tehnică care are la bază aplicarea metodelor geodezice de măsurare. În acest domeniu, un rol important îl are determinarea precisă a poziţiei spaţiale a obiectelor, prin metode de măsurare fără contact direct şi - pe cât posibil - într-un timp cât mai scurt.

Mijlocul de măsurare tradiţional al constructorilor de maşini (maşina statică de măsurare a coordonatelor tridimensionale - 3D), întâlnit adeseori în literatura de specialitate sub prescurtarea de MMC (Maşină de Măsurarea a Coordonatelor), funcţionează numai cu respectarea unor condiţii stricte.

În realitate, se obţine o precizie în domeniul submilimetric, însă mărimea obiectelor măsurate rămâne limitată la dimensiuni de câţiva metrii. În afară de aceasta, determinarea coordonatelor are loc prin contact direct (mecanic) al mecanismului de măsurare, aşa că obiectele inaccesibile, de exemplu, din diverse motive nu pot fi măsurate.

După cum este ştiut, măsurarea geometrică a punctelor în industrie, prin utilizarea acestor mijloace de măsurare statice, putea fi descrisă de succesiunea:

Înlocuirea acestor limite a devenit posibilă prin dezvoltarea noilor senzori optici, care realizează tastarea optică (în locul tastării mecanice - tactile) a obiectului măsurat.

Concurenţii de marcă ai maşinii statice de măsurare a coordonatelor au venit din domeniul Geodeziei şi ei sunt Sistemele de Măsurare în Industrie care utilizează teodolite şi Sistemele de Măsurare Fotogrammetrice.

Determinarea coordonatelor se desfăşoară, în cazul ambelor sisteme, după metode specifice tehnicii măsurătorilor inginereşti, preluate din Geodezie. Sistemele lucrează fără contact direct, utilizând principiul intersecţiei înainte spaţiale în domeniul apropiat, iar flexibilitatea proiectului de ridicare permite, în principiu, măsurarea obiectelor de orice dimensiune. Numai cerinţele de precizie sunt cele care limitează într-un fel dimensiunea obiectului măsurat.

Dacă se renunţă la cerinţa măsurării fără contact direct, apare atunci o altă metodă geodezică de determinare a coordonatelor spaţiale, metoda polară.

Apariţia acestor metode din domeniul Geodeziei în tehnica măsurătorilor industriale a făcut ca ordinea de desfăşurare a măsurării unor obiecte de dimensiuni mari sau care nu pot sau nu trebuie mişcate, să fie descrisă de succesiunea:

Toate aceste metode, având în general mod de lucru diferit, livrează coordonate tridimensionale ale punctelor discrete de pe obiectele supuse măsurării. Ele sunt de aceea pure colectoare de puncte măsurate.

Modelul clasic pentru metoda coordonatelor rectangulare,

de determinare a coordonatelor punctelor de detaliu

Metoda se utilizează la ridicarea detaliilor topografice care se desfăşoară predominant de o parte şi de alta a unui aliniament de referinţă (AB), care poate fi o latură a unei drumuiri, iar terenul este aproximativ orizontal (α ≤ 5 ). Metoda se poate utiliza la ridicarea punctelor caracteristice ale faţadelor clădirilor şi a punctelor caracteristice ale reţelelor tehnico-edilitare în localităţi, precum şi la ridicarea limitelor de parcele, a conturului lacurilor sau a malurilor râurilor, precum şi în cazul ridicărilor în domeniul apropiat (hale industriale, controlul calităţii produselor finite sau – în general – determinarea coordonatelor unor puncte caracteristice ale unor detalii de diverse forme şi mărimi.

Reprezentantul tradiţional al acestui principiu de măsurare este maşina statică de măsurare a coordonatelor (MMC), care, după domeniul de măsurare, precizie şi mod de utilizare poate fi de mai multe tipuri .

Figura 1. Exemplu de masina statica de masurat coordonate

Acest instrument de măsurare este utilizat, pe baza înaltei precizii, la controale de calitate ale pieselor şi subansamblelor. Ele sunt însă mai puţin integrabile în procesul de măsurare al produselor finite datorită faptului că nu sunt mobile.

Principiul constructiv al unei maşini de măsurare a coordonatelor:

1. mecanism de antrenare pentru axa Ox;

2. sistem de citire pentru axa Ox;

3. domeniul de măsurare pentru axa Ox;

4. palpator (senzor de tastare);

5. sistem de tastare (palpare) 3D;

6. sistemul de măsurare pentru axa Oy;

7.,8. sistemul electrononic de conducere şi control al maşinii de măsurare a coordonatelor;

9. panoul de comandă;

Fig.2. Principiul constructiv al masinii de masurare a coordonatelor

10. masa (suprafaţa) pe care se efectuează măsurătorile;

11. sistemele de sprijin şi calare.

În funcţie de mărimea obiectelor sau a produselor finite care sunt supuse măsurătorilor, respectiv controalelor de calitate, în practică se întâlnesc 3 tipuri de maşini statice de măsurare a coordonatelor (Figura 2.).