Stili e prolunghe della sonda: i piccoli accessori hanno un grande impatto sulla precisione della CMM

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Risultati di misura affidabili provenienti da macchine di misura a coordinate (CMM) sono fondamentali per monitorare i processi di produzione e fornire componenti di alta qualità. La fiducia assoluta nella qualità del pezzo può essere raggiunta solo mantenendo l’incertezza di misura al minimo.

Gli stili e le estensioni della sonda possono fornire questa certezza per la maggior parte delle misurazioni. Tuttavia, i pozzi profondi e le caratteristiche di difficile accesso presentano sfide.

Non sacrificare la qualità utilizzando gli stili e le estensioni della sonda sbagliati. Trova gli strumenti giusti realizzati con i materiali giusti per le tue esigenze di qualità.

Le teste della sonda si montano sul braccio e gli stili si montano direttamente sulla testa di una CMM. Come spiega Matt Danford di Modern Machine Shop, alcune teste di scansione CMM si articolano da sole e altre richiedono estensioni. Le estensioni possono essere trovate su tutte le macchine standard e sono disponibili in vari tipi.

"Oggi viene offerta un'ampia scelta di teste di misura CMM, dalle teste fisse, alle teste indicizzate fino alle teste a movimento continuo", afferma Metrology News. "La testa della sonda fissa è ancora utilizzata su CMM ad altissima precisione ed è anche particolarmente utile per trasportare le lunghe barre di prolunga necessarie per sondare e scansionare le caratteristiche profonde delle parti interne."

Questi accessori aumentano la gamma di stili e consentono un accesso ottimale a parti complesse o di grandi dimensioni. Le estensioni sono particolarmente utili sulle teste della sonda fisse per accedere a elementi difficili da raggiungere in profondità nelle cavità o sotto le parti.

Le estensioni hanno un'influenza diretta sull'incertezza di misura di un sistema metrologico complessivo. Di conseguenza, la precisione di ciò che una CMM può ottenere, secondo le specifiche, non farà altro che peggiorare se si utilizzano estensioni non adatte.

Le prestazioni dell'estensione possono essere messe in discussione da tre fattori determinanti:

Gli operatori devono inoltre essere consapevoli delle migliori pratiche quando utilizzano le estensioni sia per gli stili che per le sonde. Come spiega il National Physical Laboratory, “I produttori di teste di sonda e accessori generalmente specificano le lunghezze massime consigliate per le estensioni della sonda. L’utilizzo di prolunghe che superano queste lunghezze può compromettere seriamente la precisione e la ripetibilità delle letture della testa della sonda”.

Il risultato desiderato con qualsiasi soluzione di garanzia della qualità è rappresentato da risultati di misurazione più coerenti. La scelta del materiale giusto per le estensioni dello stilo può fornire maggiore stabilità in condizioni mutevoli.

Una qualità da considerare è il basso coefficiente di dilatazione termica. La crescita termica dipende dalla lunghezza, soprattutto con stili ed estensioni lunghi.

Esistono molte scelte per i materiali di estensione e ciascuna opzione è influenzata dai cambiamenti di temperatura in modi distinti. Questi materiali includono lega di alluminio, titanio e fibra di carbonio.

L’alluminio era il materiale dominante decenni fa, quando la metrologia veniva condotta principalmente in laboratori di qualità. Erano necessari nuovi materiali man mano che la garanzia e il controllo della qualità si spostavano sulla linea di produzione. La temperatura dei laboratori era controllata, ma l'alluminio non gestisce bene i cambiamenti di temperatura e non è adatto alla metrologia delle linee di produzione.

Laddove è necessario il metallo – per giunti, nocche e così via – il titanio offre la migliore combinazione di leggerezza, resistenza, stabilità termica e strutturale e densità. "Ma le prolunghe in titanio, per ragioni di peso, hanno dovuto essere ridotti nel diametro e nello spessore delle pareti per essere paragonabili alle prolunghe in alluminio", afferma Jörg Esswein, responsabile della gestione del prodotto per gli accessori presso ZEISS Industrial Quality Solutions. “Questa riduzione porta alla perdita di rigidità”.

La fibra di carbonio è il materiale più comune e la migliore opzione per stili ed estensioni lunghi. Il polimero è rigido, leggero, ha un’elevata resistenza alla flessione e, grazie alla sua stabilità termica, i vantaggi eclissano altri materiali come alluminio, acciaio inossidabile, acciaio, titanio e ceramica.

Nonostante i loro vantaggi unici, tutti e tre i materiali – alluminio, titanio e persino qualche fibra di carbonio – potrebbero non avere la giusta combinazione di proprietà per garantire i migliori risultati dalle estensioni.