Medição por coordenadas

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Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Experimento: Medição por coordenadas e circularímetro

Laboratório de Metrologia

Gustavo Rocha Carniel

Luís Felipe Gonçalves Giaconello

Data do experimento: 16/06/2016

UBERABA

2015

1 INTRODUÇÃO

O projeto de novas máquinas exige níveis de perfeição cada vez mais altos, tanto no aspecto dimensional quanto no que se refere à forma e à posição geométrica de seus componentes. Ao lado disso, a indústria vem incorporando recursos de fabricação cada vez mais sofisticados, rápidos e eficientes.

Dentro dessa realidade dinâmica, surgiu a técnica de medição tridimensional, que possibilitou um trabalho de medição antes impossível por meios convencionais ou então, feitos somente com grande esforço técnico e/ou com grande gasto de tempo.

O método de medição com a máquina de medir tridimensional e seus recursos de medidas, o que revela a influência e a precisão nas medições de elementos inerentes a peça a ser medida.

1.1 Especificação da qualidade dimensional - sentido tridimensional

Entre as especificações, encontramos diâmetros, ângulos, alturas, distâncias entre planos, posição perpendicular, concentricidade, alinhamento etc. Para cada item requerido, deve-se procurar um meio de verificação. Por isso, para medir uma peça, tornam-se necessários diversos instrumentos, o que naturalmente leva a um acúmulo de erros, pois cada instrumento possui o seu erro, conforme norma de fabricação. Devido a estes problemas as máquinas de medição tridimensional já relacionam vários desses parâmetros em uma mesma medição.  

1.2 Conceito de medição tridimensional (X, Y, Z)

A definição dimensional de uma peça é feita geometricamente no espaço tridimensional. Esse espaço é caracterizado por três eixos perpendiculares entre si - chamados X, Y, Z - e que definem um sistema coordenado de três dimensões. Assim, um ponto no espaço é projetado no plano de referência, onde se definem duas coordenadas (X, Y) e a terceira corresponde à altura perpendicular a esse plano (Z).

2 MEDIÇÃO POR COORDENADAS

Com os sistemas de medição de deslocamento das máquinas de medir por coordenadas, é possível conhecer a posição que um elemento ocupa dentro do espaço de trabalho da máquina. Este elemento, operando por princípios eletromecânicos e articulado, é chamado de apalpador. O mesmo relaciona o ponto de contato do seu sensor com a peça a um ponto de referência conhecido dentro do sistema coordenado.

Figura 1 – Esquema da máquina de medição por coordenadas

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                                                        Fonte: (SOBRINHO, 2009).

A determinação das coordenadas dos pontos sobre a peça serve de base para a determinação dos parâmetros de elementos geométricos (dimensão, forma e posição) ou seja, esse ponto é o meio que se tem para calibrar o equipamento. Por exemplo, a distância entre superfícies, o diâmetro e a posição de um círculo, e outros.

Para determinar o comprimento de um bloco, é suficiente conhecer as coordenadas dos pontos sobre as faces extremas. O cálculo do comprimento é bastante simples se o bloco estiver posicionado paralelamente a um dos eixos coordenados, tornando-se mais trabalhosa a obtenção do resultado caso a posição do bloco seja aleatória no espaço, porém a própria máquina faz algumas correções através de métodos baseados nos conceitos de geometria analítica, como, por exemplo: projeções.

Para determinar o diâmetro de um círculo, basta conhecer as coordenadas de três pontos deste círculo. A operação de cálculo relativa a uma posição espacial qualquer é bem mais complexa do que aquela para o círculo contido em plano paralelo a um dos planos definidos por dois eixos coordenados, mas pelos mesmos métodos mencionados acima, a medição é possível de ser realizada. Nos dois casos, uma solução rápida, precisa e confiável também é possível com o emprego de um computador para efetuar o processamento dos dados.

2.1 APALPADORES

O apalpadores também são de vital importância na determinação das coordenadas dos pontos, podendo operar com ou sem contato com a peça a medir. Os sem contato são posicionados manualmente e identificam o ponto com base num sistema óptico de projetor de perfil ou microscópio com cruz reticulada, não sendo próprios para aplicações universais e automatizadas. Tais sistemas ópticos têm sido substituídos por câmeras digitais e processamento computadorizado de imagens.

Figura 2 – Tipos de apalpadores

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                                                                  Fonte: (SOBRINHO, 2009).

Há dois tipos básicos de apalpadores:

- Apalpador medidor - fornece um sinal proporcional ao deslocamento do sensor após o contato com a peça; este sinal pode ser usado para o controle de posicionamento, para o disparo da leitura ou para obter o valor do deslocamento, que adicionado aos valores medidos nas escalas, resulta nas coordenadas do ponto de medição.

- Apalpador comutador - fornece um sinal de comutação (liga/desliga) após um deslocamento pré-definido do sensor.

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