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Hasta hace unos años, cuando era necesario medir la geometría de objetos fiscos para aplicaciones industriales, se recurría a comparadores ópticos o microscopios de medición, equipos que requerían de personal con experiencia en su manejo y con habilidades especiales para poder operarlo de manera correcta, además de mayor tiempo para garantizar una medición más exacta y real.

Fue a principios de los años 60 cuando las máquinas de medición por coordenadas, también conocidas como CMM por sus siglas en inglés, hicieron su primera aparición, y desde entonces se han colocado como una solución eficiente, capaz de detectar puntos discretos en la superficie de objetos.

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Las CMM son usadas en una gran variedad de aplicaciones, principalmente en las pruebas de piezas o montajes, ya que permiten determinar si estas cumplen con las características del diseño original.

Una de sus principales funciones dentro de los flujos de trabajo es asegurar la calidad de la pieza, al verificar que esta cumpla con las dimensiones del componente a fabricar.

Existen varios tipos de CMM acorde a la función de su estructura, cada una con características diferentes, por ello la empresa Creaform nos explica los más destacados, así como sus pros y contras, para poder elegir la opción correcta:

CMM de puente

Estas máquinas cuentan con un sistema de palpado que se mueve a lo largo de tres ejes ortogonales entre sí en un sistema de coordenadas cartesiano: X, Y y Z. Cada eje tiene un sensor que monitorea la posición de la sonda (en micrómetros) mientras se mueve a lo largo de un objeto y detecta puntos en la superficie del objeto. Estos puntos forman lo que se llama una malla hermética, que “ilustra” el área de superficie que le interesa a los usuarios inspeccionar. Las CMM de puente se pueden dividir en dos subtipos: CMM de mesa móvil y CMM de puente móvil.

Son consideradas uno de los tipos de CMM más precisos, además, son ideales para medir piezas mecanizadas con altas tolerancias, componentes de tamaño pequeño a mediano y están habilitadas para mediciones de sensores múltiples, como el sondeo y el escaneado.

Algo a tomar en cuenta es que este tipo de equipos puede llegar a tener un costo elevado y, debido a que requiere montajes rígidos para cada pieza inspeccionada, tiene poca portabilidad, es decir, necesita llevar la pieza al sistema o usar maquinaria para moverla. También es sensible a las vibraciones y puede llegar a requerir de trabajadores calificados para programarlo.

CMM de pórtico

Las CMM de pórtico son similares a las CMM de puente, pero suelen ser mucho más grandes. Debido a que están diseñadas para eliminar la necesidad de levantar una pieza sobre una mesa y ofrecen niveles de precisión similares a las CMM de puente, se utilizan regularmente para piezas muy pesadas o grandes, por lo que deben montarse sobre una base sólida, directamente en el piso.

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Tienen un alto nivel de precisión y permiten cargar y descargar componentes más fácilmente que las CMM puente pero, al igual que estas, pueden ser costosas, con volúmenes de medición fijos, complejas de operar y ocupan mucho espacio en el suelo.

CMM en voladizo

A diferencia de la CMM de puente, en la CMM en voladizo el cabezal de medición solo está unido a un lado de una base rígida, por lo que brindan acceso abierto a los técnicos de inspección en los tres lados para facilitar la operación.

Este tipo tiene alta precisión y es adecuada para piezas más pequeñas. Otra característica importante es que su acceso a tres lados facilita la carga y descarga manual
o automática de componentes.

Por otro lado, requieren montajes rígidos para cada pieza inspeccionada, tienen un volumen de medición fijo y poca portabilidad, además, necesitan trabajadores calificados para programar el dispositivo y su precio también suele ser elevado.

CMM de brazo horizontal

Estas, como su nombre lo indica, tienen sondas montadas horizontalmente, a diferencia de otros tipos de CMM. Están diseñadas para medir objetos largos y delgados que no podrían inspeccionarse con CMM verticales, como láminas de metal, también se utilizan a menudo para inspeccionar geometrías que son difíciles de alcanzar. Están disponibles montadas en placa y montadas en pista.

Entre las ventajas de este tipo de máquinas de medición por coordenadas destaca que tienen un volumen de medición grande, apto para piezas grandes y delgadas, y son una buena opción para piezas que requieren tolerancias bajas. No requieren un sistema de cimentación significativo y su instalación es rápida y sencilla.

Su diseño suele requerir menos espacio en la línea de trabajo y menos altura de techo que otros tipos de CMM, además, su precio generalmente es más bajo que el de los otros modelos.

Para la empresa, entre sus contras más significativos destaca el hecho de que son menos precisas que otras CMM, carecen de portabilidad y requieren montajes rígidos para cada pieza inspeccionada.

CMM de brazo de medición portátil

Son máquinas de medición por coordenadas que pueden tomar medidas de piezas directamente en los talleres, lo que permite obtener resultados rápidos y análisis en tiempo real. A diferencia de los inspectores que llevan los componentes a un laboratorio para medirlos, los técnicos utilizan un brazo articulado, con un sistema de seis o siete ejes, para medir los componentes donde sea necesario; esto es particularmente útil para analizar piezas mientras aún están integradas en sus accesorios o montajes.

Son portátiles, ligeras y fáciles de operar debido a que no requieren programación, por lo que es posible llevar la CMM a la pieza. A diferencia de los tipos antes mencionados, ofrecen un volumen de medición extensible (avance a saltos) y están habilitadas para mediciones de sensores múltiples, como el sondeo y el escaneado. En cuanto a su precio, son relativamente baratas.

En contraparte, las CMM de brazo de medición son menos precisas que otros tipos, sensibles a las vibraciones ambientales y requieren montajes rígidos.

CMM óptica

Son dispositivos portátiles sin contacto que utilizan un sistema sin brazos con métodos de triangulación óptica para escanear y adquirir mediciones 3D de objetos. Si bien tienen un nivel de precisión ligeramente inferior, son precisas para una amplia gama de aplicaciones.

Gracias a la sofisticada tecnología de procesamiento de imágenes, las CMM ópticas son ultrarrápidas y garantizan una precisión de grado de metrología.

De hecho, las CMM ópticas se utilizan junto con las CMM tradicionales para liberar los cuellos de botella de la producción. Por lo tanto, las piezas que requieren un nivel crítico de precisión se inspeccionan con una CMM convencional. Todos los demás componentes se pueden evaluar utilizando una CMM óptica más rentable, que proporciona una precisión satisfactoria, pero también portabilidad, flexibilidad y velocidad.

Su volumen de medición es extensible y están habilitadas para mediciones de sensores múltiples, como el sondeo y el escaneado. Son fáciles de operar y no requieren de montajes rígidos. Su mayor desventaja, como lo mencionamos anteriormente, es la menor precisión que ofrece, en comparación con otros tipos de CMM.

Conocer las capacidades y desventajas de cada tipo de máquina de medición por coordenadas puede ayudarte a escoger la opción correcta, acorde al flujo de trabajo de tu proceso, y evitar los cuellos de botella o bloqueos que surgen cuando se opera bajo grandes volúmenes de trabajo o cuando se tiene un número limitado de metrólogos calificados.

Con el fin de presentar este y otro tipo de soluciones de relevancia para la industria, los próximos 7, 8 y 9 de febrero de 2023, en Monterrey, Nuevo León, se llevará a cabo la edición número 27 de Expo Manufactura.

Este encuentro es uno de los eventos industriales más importantes a nivel nacional y puedes registrarte sin costo aquí.