Los brazos de medición

Los brazos de medición, también conocidos como brazos articulados, son instrumentos de medición por coordenadas móviles (CMM) que permiten realizar control de calidad, inspección y verificación de piezas de distintos tamaños en el taller. Estos dispositivos registran la posición 3D de una sonda en el espacio y envían los resultados a un software en el PC.

¿Por qué llamamos a esta MMC portátil “Brazo de medición”?

Este instrumento está diseñado como un brazo humano, con hombro, codo, antebrazo y muñeca. Se usa principalmente en entornos de fabricación donde el objeto a medir no se puede mover. En tales casos, es el brazo de medición el que se lleva a la pieza de trabajo, ya que es portátil y ligero. Los últimos modelos de brazos de medición tienen una estructura de carbono que los hace aún más livianos, facilitando las mediciones en 3D. Esto los hace ideales para medir piezas grandes en el taller.

¿Cómo funciona un brazo de medición?

Cálculo de la posición de la extremidad del brazo en tiempo real:

La estructura de un brazo de medición se asemeja a la de un brazo humano, con ejes de rotación que imitan las articulaciones como el hombro, el codo y la muñeca, y segmentos correspondientes al antebrazo y el brazo. Basándose en las longitudes geométricas de estos elementos y las posiciones angulares proporcionadas por los codificadores en cada eje, se puede determinar la posición precisa de la punta del brazo en el espacio en tiempo real (en tres coordenadas XYZ). La selección y resolución de estos codificadores es crucial para la precisión final del brazo de medición.

Obtención de la precisión de la medida:

Para describir con exactitud la geometría completa del brazo, se lleva a cabo un proceso de calibración. Posteriormente, se realizan pruebas de validación para confirmar esta calibración, asegurando así la calidad de las mediciones que realiza el usuario. 

Medidas impecables en cualquier entorno:

El uso de materiales adecuados como el carbono y el aluminio proporciona a los brazos rigidez y robustez, mientras que su ligereza facilita su portabilidad. Esta CMM portátil puede operar en cualquier parte de la empresa y adaptarse a diversos entornos, tanto interiores como exteriores, manteniendo una precisión estable gracias a la compensación de las variaciones de temperatura. La batería integrada, junto con la conexión inalámbrica, elimina las restricciones de los cables, haciendo que el uso y transporte de los brazos de medición sea más sencillo.

¿Para qué se utiliza un brazo de medición?

Los brazos de medición son herramientas eficaces para controlar piezas de diversos tamaños y complejidades. Se emplean en múltiples industrias, especialmente en la aeronáutica y automotriz, y en general en cualquier ámbito industrial, ya sea para control de calidad, inspección 3D o ingeniería inversa.

Un operador puede utilizar un brazo de medición para verificar las dimensiones y tolerancias de una pieza, aplicando GD&T (Dimensionamiento geométrico y tolerancia) con la ayuda de un software de metrología.

Una de las aplicaciones más comunes es la comparación CAD basada en datos escaneados. Este proceso consiste en identificar defectos o deformaciones en una pieza real comparándola con su modelo CAD teórico. Para ello, se utiliza un mapa de color que ilustra claramente cualquier desviación, permitiendo validar la conformidad de la pieza.

La ingeniería inversa es otra aplicación destacada, especialmente cuando no se dispone del modelo CAD de una pieza. A través de la digitalización completa de la pieza con un escáner 3D, se pueden capturar todos los detalles y construir el modelo CAD, lo cual es esencial en el proceso de fabricación actual.

¿Qué configuración para un brazo de medición?

Elección entre versiones con 6 o 7 ejes de rotación:

Un brazo de medición puede estar equipado con 6 o 7 ejes de rotación. Inicialmente, solo existía la versión de 6 ejes, diseñada exclusivamente para aplicaciones de palpado debido a su alta precisión. Sin embargo, con la introducción de accesorios como los escáneres 3D, se añadió un séptimo eje. Este eje adicional, junto con un asa, proporciona una mayor libertad de movimiento, mejorando la maniobrabilidad del escáner en el espacio. Aunque la versión de 7 ejes es ligeramente menos precisa debido a este eje extra, su versatilidad permite tanto el palpado como el escaneo.

El asa utilizada para manipular y guiar el escáner puede presentar dificultades durante las mediciones por palpado de ciertas cavidades. Para abordar este inconveniente, algunos modelos, como el nuevo brazo Onyx, incluyen un asa extraíble.

Características del Brazo de Medición

• Portabilidad: A diferencia de las CMM tradicionales, que son grandes y fijas, los brazos de medición son portátiles y se pueden mover fácilmente alrededor de una pieza u objeto a medir.
• Flexibilidad: Su diseño articulado permite medir en espacios difíciles de alcanzar y en objetos de formas complejas.
• Precisión: Ofrecen una alta precisión de medición, con tolerancias que pueden ser de micrómetros dependiendo del modelo y la aplicación.
• Facilidad de uso: Muchos modelos vienen con software intuitivo y pantallas táctiles que facilitan su operación.

Aplicaciones

• Control de calidad: Se utilizan para verificar dimensiones y tolerancias en piezas manufacturadas, asegurando que cumplen con las especificaciones de diseño.
• Ingeniería inversa: Permiten capturar las dimensiones exactas de piezas existentes para recrear sus modelos CAD.
• Alineación y ensamblaje: Ayudan en el proceso de alineación y ensamblaje de componentes en industrias como la automotriz y aeroespacial.
• Inspección en sitio: Su portabilidad permite realizar inspecciones y mediciones en el lugar de producción o ensamblaje sin necesidad de trasladar las piezas a un laboratorio de metrología.

Tipos de Brazos de Medición

1. Brazo de medición con sonda táctil: Utiliza una sonda que el operador posiciona manualmente sobre los puntos a medir.
2. Brazo de medición con escáner láser: Equipado con escáneres láser para capturar nubes de puntos de alta densidad, útil para medir superficies complejas y realizar ingeniería inversa.

Ventajas

• Versatilidad: Se pueden utilizar en una amplia variedad de industrias y aplicaciones.
• Eficiencia: Reducción del tiempo de medición y aumento de la precisión comparado con métodos de medición manuales.

• Portabilidad: Facilidad de transporte y uso en diferentes ubicaciones dentro de una planta de producción.