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O que é a calibração máquina-ferramenta (MTC)

Neste artigo "O que é calibração?", discutimos como a calibração é um processo de duas etapas, primeiro é avaliado o desempenho do equipamento em função de um padrão de referência e segundo é melhorado o desempenho do equipamento com a informação da primeira etapa. E analisamos quantos dos serviços de "Calibração" disponibilizados para os Laser Trackers estão realmente mal rotulados, uma vez que não realizam o segundo passo. Mas o que acontece quando aplicamos estes mesmos padrões às Máquinas-Ferramentas? Como é que os produtos e serviços de calibração disponíveis identificam e corrigem os erros no desempenho da ferramenta da máquina, e cumprem ambos os critérios de calibração definidos pelo VIM? 

As máquinas-ferramentas são, há mais de dois séculos, o sangue vital da produção industrial. Independentemente da indústria, todos os grandes projetos de engenharia em algum momento requerem que uma grande peça de material seja moldada através de alguma combinação de corte, moagem, prensagem, usinagem ou perfuração. Estas peças remodeladas podem servir como novas peças a serem instaladas, encaixe para outras peças numa montagem, ou moldes em que outras peças possam ser moldadas. E à medida que as máquinas-ferramentas se tornaram mais precisas através do Controlo Numérico de Computador (CNC) e do Design Assistido por Computador (CAD), as peças concebidas para estas máquinas desenvolveram características mais complexas em maiores escalas e com tolerâncias mais apertadas. 

É mais importante do que nunca para os fabricantes que as suas máquinas-ferramentas não só sejam precisas à partida, como também se mantenham precisas ao longo do tempo, de modo a evitar despesas, retrabalhos e sucatas. A fim de garantir que as máquinas-ferramentas pelo mundo estão a funcionar com a sua precisão ideal, a Organização Internacional para a Normalização (ISO) e a American Society of Mechanical Engineers (ASME) atualizaram as suas definições e padrões para medições de Calibração da Máquinas-Ferramentas (MTC) no início dos anos 2000. 

O que é a calibração máquina-ferramenta? 

Tradicionalmente, as medições de calibração apenas procuraram erros de deslocamento, que foram encontrados medindo o movimento linear ao longo de cada um dos três eixos da máquina (X, Y e Z). Encontrar e corrigir estas três fontes de erro foi suficiente para manter uma máquina dentro da tolerância. 

Mas à medida que as exigências de tolerância se tornaram mais apertadas nos modelos mais recentes e mais complexos, novas normas como a ISO 230-6 e a ASME B5.54 identificaram muitas outras fontes de erro que precisam ser tidas em conta para as máquinas-ferramentas manterem o seu maior nível de desempenho. Para além dos três erros de deslocamento mencionados anteriormente, estas novas normas destacam outros 18 parâmetros de erro que devem ser considerados nas medições de calibração. Assim, a nossa ferramenta padrão de máquina de 3 eixos tem agora 21 erros possíveis para calibrar. 

Onde estão os Erros? 

Neste momento, o número de erros (21) parece ser consideravelmente grande, no entanto podemos agrupá-los simplesmente em grupos axiais ou de esquadria. Cada eixo da ferramenta tem os mesmos 6 erros possíveis à medida que se move pelo seu caminho. O primeiro é o Posicionamento Linear, para o qual os padrões antigos mediam no passado, mas à medida que esse eixo se move, devemos também procurar a Retilinidade Vertical e Horizontal e identificar qualquer movimento de inclinação, de Yaw, ou de Roll. Estes 6 erros são encontrados em cada eixo, o que perfaz 18 dos 21. Os 3 erros finais estão na própria máquina, uma vez que deve ser quadrada nos cruzamentos XY, YZ e XZ. 

Muitos produtos e prestadores de serviços MTC ainda medem apenas erros de deslocação, podendo haver falha e faltar um dos outros 18 erros, pelo que é importante, durante a pesquisa dos métodos de calibração, se perguntar quantos parâmetros de erro serão encontrados e compensados. 

O MTC cumpre as normas definidas pela VIM? 

 

Voltando à definição VIM de calibração, a compensação é aquela segunda etapa que é necessária para melhorar realmente o desempenho da máquina. Para o MTC, a compensação é de fato o passo mais simples. Uma vez que todas as medições tenham sido tomadas para detetar onde ocorrem erros, o software de metrologia é capaz de criar um relatório com uma tabela com os dados de compensação, que é enviado diretamente para o controlador da máquina-ferramenta para melhorar instantaneamente o seu desempenho. 

 

Em resumo, as máquinas-ferramentas têm alimentado a revolução industrial, e à medida que o seu desempenho tem melhorado, os desenhos e as exigências que lhes são impostas têm aumentado. Para manter as máquinas-ferramentas funcionando na sua capacidade mais elevada, os padrões de calibração mudaram, exigindo que os fornecedores de equipamento e serviços examinassem todos os 21 parâmetros de erro possíveis para uma máquina de 3 eixos. O XD Laser da API é capaz de medir e corrigir todos os 21 erros em um único set up, e a nossa equipe de Serviços a experiência necessária em mais de 20 tipos de máquinas.

Para saber mais sobre a MTC, visite apimetrology.com e contate-nos para quaisquer dúvidas