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¿Qué es un brazo de medición?

Los brazos de medición articulados son máquinas de medición tridimensionales portátiles, diseñadas para poder realizar mediciones de precisión tanto con un sistema de toma de puntos por palpado (medición por contacto) como con un escáner 3D (medición sin contacto). También se conocen como brazos poli articulados y CMM portátiles. Su sencillez y facilidad de uso los hacen accesibles a cualquier usuario.

Gracias a su gran movilidad, los brazos de medición se pueden mover con facilidad y, por lo tanto, utilizarse en diferentes entornos, ya sea en el departamento de diseño, en la sala de metrología o en un taller. Se acercan lo más posible a las piezas a medir y pueden integrarse en los procesos de diseño y fabricación sin interrumpirlos. Los brazos de medición ofrecen una gran flexibilidad de uso, para una amplia variedad de aplicaciones: control de calidad, inspección 3D, ingeniería inversa, mantenimiento o incluso prototipado rápido.

¿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 basa en la del brazo humano, con ejes de rotación similares a las articulaciones como el hombro, el codo, la muñeca y segmentos como el antebrazo y el brazo.

Teniendo en cuenta las longitudes geométricas de los elementos que componen el brazo y las posiciones angulares devueltas por los codificadores presentes en cada eje, es posible determinar la posición exacta de la punta del brazo en el espacio en tiempo real (en forma de 3 coordenadas XYZ). La elección de los codificadores y su resolución es un criterio esencial para la precisión final del brazo de medición.

Vista esquemática que explica la posición de los ejes de un brazo de medición

Obtención de la precisión de la medida.

Para caracterizar con precisión la geometría completa del brazo, se pone en práctica un proceso de calibración.

Luego se realizan pruebas de validación para verificar esta calibración, y así garantizar la calidad de las mediciones realizadas por el usuario.

Los brazos Kreon cumplen con la norma internacional ISO 10360-12, que especifica estas pruebas. Por lo tanto, se pueden usar con confianza para palpar geometrías con requisitos de alta precisión, pero también para escanear e inspeccionar rápidamente superficies de las piezas.

Mano sujetando el mango de un brazo de medición colocado sobre una barra de calibración.

Medidas impecables sea cual sea el entorno.

El uso de materiales apropiados, como el carbono y el aluminio, confiere a los brazos Kreon de rigidez y robustez, mientras que su ligereza garantiza una fácil portabilidad. La CMM portátil opera en cualquier lugar de la empresa y se adapta a diferentes entornos, tanto en interiores como en exteriores, manteniendo una precisión estable gracias a la compensación de las variaciones de temperatura.

La batería integrada, combinada con la conexión inalámbrica, lo liberan de las limitaciones de los cables y facilitan el uso y la portabilidad de los brazos de medición.

Utilización de una CMM portátil con escáner 3D en un gran taller industrial

¿Para qué se utiliza un brazo de medición?

Los brazos de medición permiten controlar con eficacia piezas pequeñas o grandes, incluso las complejas.

Muchas industrias utilizan brazos de medición. Se encuentran principalmente en la industria aeronáutica y automotriz, más en general, en el ámbito industrial, ya sea para control de calidad, inspección 3D o ingeniería inversa.

Un operador puede usarlo para, por ejemplo, verificar las dimensiones y tolerancias de una pieza, utilizando GD&T (Dimensionamiento geométrico y tolerancia), con la ayuda de un software de metrología.

La comparación CAD basada en datos escaneados es una de las aplicaciones más comunes. Consiste en comparar los defectos o deformaciones de una pieza real con su modelo CAD teórico. Un mapa de color (color mapping) se utiliza para ilustrar claramente cualquier desviación para así validar, o no, la conformidad de la pieza.

La ingeniería inversa, por otro lado, se usa mucho cuando el modelo CAD de una pieza no está disponible. La digitalización completa de una pieza con un escáner 3D permite capturar los más mínimos detalles y construir el modelo CAD, algo imprescindible hoy en día en el proceso de fabricación.

Parte CAD con los resultados de las mediciones, una cara para los resultados sin contacto (mapeo de colores), la otra para los resultados con contacto.

¿Qué configuración para un brazo de medición?

Elegir entre versiones con 6 o 7 ejes de rotación.

Un brazo de medición puede tener 6 o 7 ejes de rotación. Originalmente solo existía la versión de 6 ejes. Muy preciso, solo estaba destinado a aplicaciones de palpado.

Con la llegada de determinados accesorios y en particular de los escáneres 3D, se añadió un nuevo eje. Equipado con un asa, proporciona la libertad de movimiento adicional necesaria para una buena maniobrabilidad del escáner en el espacio. Esta versión del brazo de 7 ejes, un poco menos precisa debido a este eje adicional, es sin embargo más versátil porque permite tanto palpar como escanear.

El asa, que se usa para manipular y guiar el escáner, a veces puede resultar problemática durante las mediciones por palpado de ciertas cavidades. Es por ello que algunos modelos, como el nuevo brazo Onyx, ofrecen un asa extraíble.

Brazo de medición con palpador y con escáner

Elija el brazo de medición del tamaño correcto.

El volumen de medición, es decir, el tamaño del brazo, corresponde aproximadamente al diámetro de una esfera dentro de la cual el brazo puede tomar medidas. Está directamente relacionado con la longitud de los tubos del brazo. La precisión de un brazo también depende de este parámetro, por lo que cuanto más pequeño es el brazo, más preciso es. Se hace una distinción entre el volumen de medición y la distancia máxima alcanzable (ver dibujos).

Kreon ofrece una variada gama de brazos de 6 y 7 ejes, cuyo tamaño puede variar entre 2m y 5m.

Por lo tanto, la elección del brazo de medición más adecuado implica un compromiso entre la precisión requerida y el volumen de trabajo deseado.

Gama Kreon de brazos de medición de 2 m a 5 m

Volumen de medición de un brazo de medición

Con su gama de productos Ace y su nueva gama Onyx, Kreon ofrece varias soluciones de brazos de medición de alto rendimiento para palpar y escanear para satisfacer todas las necesidades de sus clientes.

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