Nella misurazione video, il modo in cui un pezzo viene fissato al piano di misura influisce direttamente sull'affidabilità dei risultati. Molti set di dati instabili non derivano dallo strumento stesso, ma da pratiche di fissaggio improprie. Questo articolo analizza l'influenza del fissaggio sui risultati di misurazione da tre punti di vista: stabilità del fissaggio, deformazione del pezzo e mantenimento dei dati di riferimento.
1. Stabilità e ripetibilità del serraggio
La funzione principale del sistema di bloccaggio è quella di mantenere il pezzo in lavorazione fisso durante il processo di misurazione. Quando una macchina di misura video acquisisce immagini e calcola le coordinate, utilizza la posizione iniziale del pezzo sul piano di lavoro come riferimento. Se il pezzo si sposta durante la misurazione, anche di pochi micrometri, tutte le misurazioni successive basate su quella posizione risulteranno errate.
Le cause più comuni di tale spostamento includono: una forza di serraggio insufficiente, che consente al pezzo di scivolare sotto il proprio peso o a causa delle vibrazioni del piano di lavoro; contaminazioni come olio o trucioli tra la superficie di contatto del dispositivo di fissaggio e il pezzo, che causano un contatto instabile; e un'insufficiente rigidità del dispositivo di fissaggio stesso, che si deforma elasticamente sotto l'azione di una forza esterna. Questi fattori spesso non sono visibili a occhio nudo, ma si manifestano come evidenti dispersioni nei dati di misurazione ripetuti.
Per le tolleranze geometriche basate su riferimenti, come posizione, parallelismo e coassialità, la precisione posizionale del riferimento è fondamentale. Se il riferimento si sposta durante il serraggio, tutti i risultati di misurazione riferiti a tale riferimento diventano non validi. Anche se i valori sembrano rientrare nella tolleranza, la valutazione effettiva è errata.
2. Deformazione del pezzo causata dalla forza di serraggio
Metodi di serraggio impropri non solo influiscono sulla stabilità, ma possono anche alterare direttamente la forma del pezzo. Parti a parete sottile, pezzi snelli e componenti strutturali non rigidi sono particolarmente sensibili a questo problema.
Un errore comune è quello di utilizzare direttamente i morsetti di lavorazione per fissare pezzi a parete sottile. I morsetti di lavorazione in genere esercitano forze di serraggio elevate, progettate per resistere alle forze di taglio, mentre i dispositivi di fissaggio per la misurazione non richiedono una forza simile. Una forza di serraggio eccessiva provoca una deformazione elastica nei pezzi a parete sottile: ad esempio, un anello a parete sottile compresso da un morsetto cambia la sua sezione trasversale da circolare a ellittica e il diametro misurato risulta inferiore al valore reale; una volta rilasciato il morsetto, il pezzo torna alla sua forma originale e la dimensione reale non corrisponde più ai dati di misurazione. Questo errore è sistematico e non può essere rilevato tramite misurazioni ripetute; diventa evidente solo confrontando i risultati con altri metodi di misurazione, come ad esempio una macchina di misura a coordinate.
Un'altra situazione da considerare è l'uso di basi magnetiche. Per i pezzi in acciaio, gli operatori a volte utilizzano basi magnetiche per il fissaggio. Sebbene il bloccaggio magnetico sia pratico, la forza magnetica può inclinare il pezzo di una quantità minima, difficile da rilevare visivamente, soprattutto quando la superficie inferiore del pezzo non è piana. Questa inclinazione fa sì che il piano di misura non sia perpendicolare all'asse ottico, introducendo un errore di coseno e causando misurazioni sovradimensionate.
3. Principi di un corretto serraggio
Per affrontare i problemi sopra descritti, la misurazione video con blocco dovrebbe seguire questi principi:
Utilizzare dispositivi di misurazione dedicati. I dispositivi di misurazione sono progettati per garantire un fissaggio affidabile con una forza di serraggio minima, diversa da quella richiesta dai dispositivi di lavorazione. Le superfici di appoggio e i punti di serraggio dei dispositivi dedicati devono essere disposti in modo appropriato per evitare di applicare forza in prossimità delle aree di misurazione critiche.
Controllare la forza di serraggio. La forza di serraggio deve essere limitata a quanto necessario per tenere fermo il pezzo senza spostamenti durante la misurazione; è opportuno evitare margini di sicurezza eccessivi. Per pezzi a parete sottile e facilmente deformabili, è possibile utilizzare un serraggio uniforme multipunto o un supporto elastico per distribuire la forza.
Mantenere pulite le superfici di riferimento. Prima di ogni serraggio, controllare le superfici di posizionamento del dispositivo e le superfici di riferimento del pezzo, e rimuovere olio, trucioli e polvere. Piccoli contaminanti possono inclinare o sollevare il pezzo, compromettendo la precisione del riferimento.
Sostituire tempestivamente le parti usurate. Componenti come i perni di posizionamento e i supporti delle attrezzature si usurano con l'uso prolungato e le superfici di posizionamento usurate non garantiscono più la precisione originale. Il loro stato deve essere controllato regolarmente e le parti usurate devono essere sostituite tempestivamente per evitare deviazioni sistematiche causate dall'usura delle attrezzature.
4. Coordinamento con la struttura dello strumento
L'affidabilità del bloccaggio è anche correlata alla struttura del tavolino porta-strumenti. Il tavolino delle macchine di misura video JATEN è azionato da un movimento motorizzato che garantisce un movimento fluido. Durante il bloccaggio, assicurarsi che il peso e la disposizione del dispositivo di fissaggio non influiscano sulla precisione del movimento del tavolino; il baricentro del dispositivo di fissaggio deve essere mantenuto vicino al centro del tavolino per evitare un carico non uniforme sulle guide.
Una pratica di serraggio standardizzata è fondamentale per ottenere dati di misurazione video affidabili. Una selezione oculata dei dispositivi di fissaggio, un corretto controllo della forza di serraggio, superfici di riferimento pulite e la sostituzione tempestiva delle parti usurate possono ridurre efficacemente le deviazioni di misurazione causate da problemi di serraggio.