Cmo se evala una Mquina Herramienta?Ests mediciones se justifican cuando necesitamos garantizar la precisin de las piezas que se van a fabricar e incluso antes de comprar la mquina herramienta. En la evaluacin de la dinmica y de la esttica de la mquina se busca conocer como se comporta la mquina sola, incluso a distintos nmeros de revoluciones, as se estudia que problemas puede presentar la mquina y porqu se estn presentando, y de qu manera se comporta cuando est cargada.

Medicin Dinmica Aqu se estudia el comportamiento de la mquina en movimiento, con especial cuidado en la disposicin de las masas y pesos en la mquina pues son factores que influyen de gran manera en estas mediciones. Prueba de interpolacin circularPara esta prueba se requiere de un software llamado ACCOM el cual compara los valores medidos por un codificador de rejilla con el patrn circular ideal y muestra las desviaciones que se presentan realizando una superposicin de estas imgenes. De igual manera calcula error circular, reaccin circular y error radial, de acuerdo a DIN ISO 230-4.

Este tipo de prueba ofrece conclusiones de la causa de los errores, como por ejemplo errores de ortogonalidad de los ejes de la mquina, errores de control, errores debido a temperatura irregular, influencia de velocidades de desplazamiento, influencia de la aceleracin etcAdems, la prueba de interpolacin circular en pequeos radios ofrece informacin de la precisin del control en las tasas de aceleracin mxima del eje, y en radios grandes proporciona informacin sobre la geometra de la mquina Prueba de forma libreEn esta prueba la mquina CNC se desplaza una trayectoria programada, y por medio de codificadores de cuadricula, se calcula cual fue la ruta realmente tomada. De igual manera para conoces un grado de error de esta trayectoria ejecutada se presentan errores en diversos puntos. La evaluacin dinmica de este tipo puede ser evaluada en el punto de inicio y punto final, o a lo largo del trayecto.Patrones de esta evaluacin segn ISO 10 791.

Prueba de respuesta pasoAqu se mide el posicionamiento ms pequeo posible (funcin escaln-respuesta) y proporciona informacin sobre la friccin esttica y la precisin con la que se realizan las posiciones. Tambin se realiza esta prueba a tareas de alta precisin que requieren incrementos muy pequeos como 0,1 micras o 0,01 micras.

Medicin esttica Se deben realizar mediciones de perpendicularidad, horizontalidad de la mquina respecto a la mesa, medir grados de precisin del posicionamiento y error en las guas. Evaluar repetitividad de la mquina para conocer que rango de error se acumula cuando se realizan operaciones.

La precisin y repetitividad de una mquina herramienta se mide despus de que el eje ha sido movido a ciertas posiciones. Precisin del posicionamiento Puede ser de ejes lineales, se calculan en este caso errores en las guas de la corredera de deslizamiento, o de ejes rotatorios utilizando un codificador angular como referencia en cualquier posicin que pueda ser tomada, y se grafica detalladamente la precisin que tiene la mquina al llegar a una posicin basada en la referencia del codificador.

Los siguientes resultados corresponden a una mesa rotativa con un tornillo sin fin, el cual causa errores (oscilaciones cortas) y la rueda helicoidal (oscilaciones largas) de la mesa. La medicin de la mesa con un codificador de ngulo integrado para capturar una posicin muestra un rango mucho menos de error que el mostrado con un codificador en el motor.Con el codificador en el motor

Con el codificador de ngulo integrado.

Medicin de la desviacin trmica: La mquina se calienta y de acuerdo a la forma de esta, (donde hay ms masa, donde hay ms peso, donde es ms delgada etc) se deforma de distintas dimensiones. Esto depende de dnde se encuentran las fuentes de calor, donde est el motor, el ambiente donde se encuentra. Sumando a esto las fuentes de calor por friccin por ejemplo en los husillos de bola de ejes lineales o tornillos sin fin de ejes rotativos, como influye esto en el comportamiento de la posicin se evidencia en las pruebas realizadas de posicionamiento.La norma ISO 230-3 hace recomendaciones para hacer mediciones uniformes de cambios trmicos de tornos y fresadoras como resultado de fuentes de calor externas e internas. Para probar los ejes de avances, se propone un posicionamiento repetido en dos puntos que se encuentra bastante cerca de los extremos del margen de desplazamiento en un porcentaje dado de velocidad de desplazamiento rpido. Se deben registrar los valores de cambios de posiciones. Est prueba se realiza hasta que se ve claramente un cambio en los valores.Vemos a continuacin un ejemplo de resultados utilizando un codificador rotatorio en el motor para la captura de posicin, muestra gran error de posicin con el tiempo debido al incremento de la temperatura del husillo de bolas.

Y aqu la misma medicin del eje lineal pero con un codificador lineal para la captura de la posicin, los errores de posicin son independientes del calentamiento del husillo de bolas ya que el codificador lineal siempre captura la posicin real del eje en la corredera.

REFERENCIAS HEIDENHAIN, Measuring Devices For Machine Tool Inspection and Acceptance Testing, Septiembre de 2013