Los palpadores más comunes utilizados hoy en día

Dec 01, 2023

Fuente: cinejinn / Creatas Video+ / Getty Images Plus a través de Getty Images.

Primero, una pequeña explicación definitiva y luego "Anatomía 101" (Fig1). Luego, más información sobre cómo usamos estos "chips" críticos en equipos de medición dimensional. Afortunadamente, todavía están disponibles y no detienen la producción de casi todo, desde vehículos hasta lavadoras. ¿Intentaste comprar algo últimamente?

lápiz·lus | \ ˈstī-lēs \ pluralestilo\ˈstī(-ə)-ˌlī \ tambiénestiletes\ˈstī-le-sez\

Definición de lápiz:un instrumento para escribir, marcar o incidir: comoa:un instrumento usado por los antiguos para escribir sobre arcilla o tablillas de cerab:un instrumento en forma de bolígrafo de punta dura para marcar en plantillas utilizadas en una máquina de reproducciónc(1):AGUJA sentido 3c(2):una herramienta de corte utilizada para producir un surco de registro original durante la grabación del discod:un dispositivo señalador en forma de bolígrafo que se usa para ingresar datos (como información de posición de una tableta gráfica) en una computadora.

Cortesía del diccionario Merriam-Webster. ¡Gracias, Merriam! Personalmente, me gusta la definición #c (1), sea lo que sea que signifique "Sentido de aguja", pero en serio, ninguno de ellos cumple los requisitos para describir la pequeña punta de sonda sintética esférica y cilíndrica con materiales de rubí, diamante, silicio, cerámica, carburo, acero inoxidable utilizado en la medición de contacto para la inspección de alta precisión. Estos pequeños demonios hacen casi todo el trabajo cuando están conectados a un sistema de sondeo y no podrían hacer el trabajo sin ellos.

Linda Goodwin-Marino de Paul Marino Gages habla sobre los conceptos básicos de los palpadores. Explica qué hay de nuevo en términos de palpadores, ofrece consejos a los fabricantes sobre cómo mejorar la medición y las tendencias en calidad.

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A lo largo de los años, la evolución nos ha traído sistemas sin contacto a los que realmente les gusta decir que no necesitan agujas, pero necesitan algún tipo de punto de referencia o esfera de calibración, a menos, por supuesto, que sea uno de esos sistemas de cámara que simplemente saben lo que hacen. están haciendo con poca o ninguna intervención humana: "el robot", pero incluso ellos necesitan un poco de orientación. Pero hablemos de los lápices ópticos más comunes que se usan hoy en día.

Figura 1. Anatomía de la aguja 101. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Lo básico y voy a plagiarme a mí mismo de un artículo escrito hace eones (¡Dios mío, 2003!) cuando fue entrevistado por Larry Adams para Quality:

Barra lateral: La mayoría de los fabricantes de CMM se han basado en una variedad de materiales a lo largo de los años y han diseñado sus productos para trabajar dentro de la comunidad para probar lo mejor posible. Los criterios siempre se han basado en la precisión, las restricciones de peso y la durabilidad.

Todos los sistemas de sondeo de CMM tienen un dispositivo de detección de un diseño u otro, y casi todos han usado la esfera para el contacto. El rubí sintético, o Al2O3 monocristalino, ha demostrado ser el material más adecuado en cuanto a dureza, desviación de forma y acabado superficial, convirtiéndose en el estándar. Este material se ha formado y remodelado en muchas configuraciones, incluidos cilindros y discos para uso específico de la aplicación. Los metálicos, como el carburo de tungsteno, el acero inoxidable y el titanio, han demostrado ser útiles en la elección de los materiales de contacto, pero el factor de desgaste siempre ha llevado a los fabricantes a volver a los sintéticos. La cerámica, los policristalinos y la fibra de carbono han demostrado ser la elección para controlar el factor de peso.

La búsqueda de nuevos materiales que puedan hacer todo lo anterior mejor, más rápido y más barato está en marcha.

El nuevo chico en el bloque, el nitruro de silicio, tiene que hacer algunas pruebas antes de que se convierta en un estándar. Tiene un lugar en los problemas de contacto cuando se miden materiales de superficie del grupo de alúmina, pero por ahora sigue siendo un problema de costo para la mayoría.

La tecnología más nueva ha estado en la selección de materiales livianos para extensiones y ejes de palpadores. Durante años se ha aceptado que los soportes roscados y las secciones del vástago deben ser una combinación de acero inoxidable o carburo de tungsteno. Esto es cierto en las sondas de bola pequeña, y en muchos diámetros es la única posibilidad. Los requisitos más grandes ahora pueden usar compuestos y aleaciones de aluminio especiales que reducen el peso y mejoran la rigidez para una deflexión mínima, si es que hay alguna.

En resumen, el palpador de la sonda es el componente clave en la utilización exitosa de la CMM. La facilidad de disponibilidad y los costos reducidos durante los últimos 20 años para este material lo han convertido en la mejor opción para los fabricantes de CMM en todo el mundo. Existen otros métodos, incluidos los dispositivos sin contacto, pero ninguno ha soportado la confiabilidad constante de la pequeña bola de rubí. —Por Linda Marino, Paul W. Marino Gages Inc."

Figura 2. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Las cosas cambian. Introduzca los "lápices con revestimiento de diamante". (Fig. 2) ¿Por qué? "Se pueden usar para medir superficies extremadamente duras, muy ásperas, abrasivas y afiladas de forma táctil mediante escaneo. En comparación con el rubí o el nitruro de silicio, nuestras bolas nanocristalinas alcanzan la mayor vida útil y, por lo tanto, el menor desgaste", según mi fabricante alemán anónimo. "La cartera estándar de bolas recubiertas de diamante actualmente incluye el diámetro de la bola de 0,3 mm a 8 mm de diámetro y la redondez es <150 nm (grado 5). Razonamiento: ¿por qué? Adhesión del material baja o nula, desgaste casi nulo, larga vida útil, menos calibraciones. ¿Por qué no? Costo y simplemente no es necesario. Nuevamente, la confiabilidad constante de la "pequeña bola de rubí" aún reina como la mejor opción para la mayoría de las aplicaciones.< p>150nm>

Figura 3. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Figura 4. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Ahora consideremos esas aplicaciones por un minuto. Verdaderamente, una miríada de fabricantes ha creado equipos de medición que necesitan un "punto de contacto" para sus sondas. Todos tenemos una idea bastante buena de cómo funcionan ahora, ¿verdad? Luego vienen las aplicaciones especiales en las que el orificio, el orificio ciego, el apretado apretado o el punto de medición inalcanzable requieren componentes, o una combinación de componentes, como sondas de ángulo, L, estrella y disco, para realizar el trabajo. (Figura 6). Extensiones, adaptadores de articulación (Fig. 4), etc. ahora están disponibles en todas las roscas comunes para montar en la sonda. Los más comunes han sido M2 y M5. La comunidad de brazos portátiles ha creado sus propios diseños pero aún abarcando la esfera del contacto y la calificación. (Figura 5)

Figura 5. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Figura 6. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Algunos fabricantes tienen placas adaptadoras electrónicas (Fig. 3) y desde la placa hacia abajo hay una configuración de extensiones hechas de materiales livianos como fibra de carbono, carburo de tungsteno o aluminio serie 7000 de calidad aeronáutica. El uso de acero inoxidable sigue siendo una opción popular para aplicaciones específicas y debido al costo y la disponibilidad. Vigilar de cerca la longitud total (OAL) puede ser fundamental según los parámetros y las pautas del sistema de sondeo: demasiado largo y demasiado pesado crean errores de sonda. A veces es una situación de ensayo y error en función de la pieza y dificultad de acceso, etc.

La "Esfera Maestra" o esfera de calibración, recalificación (Fig. 8) también es un mal necesario. Esto parece un lápiz demasiado grande y este tipo dicta dónde estás "en posición" y no puedes comenzar tu trabajo sin él... o ella. Esta esfera es la fuerza todopoderosa y debe ser lo más redonda posible, también conocida como precisa en micras. Y siempre tenga mucho cuidado: si se cae o se daña, debe reemplazarse. Un chip, visible o no, y va a leer un error. Verificar su esfera de referencia puede ser una buena idea antes de comenzar a desechar nuevos palpadores de reemplazo pensando que ese es el problema.

Algunos son de los nuevos materiales de acabado mate "oscuro" para calificaciones ópticas, de escaneo, sin contacto, normalmente en el rango de 25-30 mm, cerámica fijada en una base con un elevador y, a veces, en un ángulo para facilitar el acceso a la sonda que se va a calificar. Una especie de situación de "por debajo de lado hacia abajo" (letra de crédito: Yardbirds alrededor de 1960).

Los artefactos ópticos con estas esferas no reflectantes con acabado mate especial, incluidas las "mancuernas" en diámetros superiores a 30 mm, son bastante nuevos y se están convirtiendo en un estándar e incluyen certificación de calibración.

"Styli" especiales para medidores de altura, dispositivos de medición de contornos: "El contacto con la pieza de trabajo se realiza mediante una punta de sonda. En geometría, tiene un radio definido y altamente pulido en el estándar de 20-25 micras. El material para los palpadores de contorno es generalmente un metal duro de grano fino. Al mismo tiempo, una punta de sonda de cerámica se usa con más frecuencia. El tamaño de grano de la punta de cerámica es significativamente más pequeño que el de la punta de metal duro, lo que resulta en una resistencia al desgaste extremadamente alta". Esto proporciona una mejor dureza y mejores propiedades de deslizamiento y es eléctricamente no conductor y no magnético. (Fig.7)

Figura 7. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Figura 8. | Fuente: Paul W. Marino Gages Inc.

Con todo, y una vez más, la diminuta bola de rubí es el arma preferida en el 90 % de las aplicaciones actuales. La mayoría de los fabricantes de CMM, fabricantes de máquinas de contorneado, CMM de brazo portátil y más están utilizando el "punto de contacto" de la tradición y simplemente mejorándolos. Si todavía está usando sus indicadores de carátula con las bolas TC o SST, conoce los factores de desgaste (puntos planos, astillado, caída del vástago o "montaje de pivote") y el reemplazo es normal. Estos tipos de "lápices" existen desde hace mucho tiempo y están disponibles de manera fácil y económica. En cuanto a los palpadores tipo CMM, ahora es así de fácil. Con tantos fabricantes nuevos ahora en todo el mundo, no es demasiado difícil localizarlos y con la ayuda de una persona con experiencia en el campo, el cielo es el límite. Un poco de creatividad, buena imaginación y una buena servilleta de bar sin usar para esbozar su pesadilla lo ayudarán a transmitir su punto de vista a los expertos en esta industria.

¡Punto al otro lado! ¡Consigue el punto! ¿Cuál es el punto… no pude resistir…. ¡Feliz sondeo!

Crédito: Larry Adams, Quality Mag, artículo "Probes Push CMMs Forward Choices", 8 de mayo de 2003.

Linda Goodwin-Marinoes el presidente/cofundador de Paul W Marino Gages Inc. Para obtener más información, llame al (800) 528-9785 o visite www.pmargage.com.