Sistemas avanzados de medición láser para rectificadoras de precisión

No es raro ver láseres en talleres de mecanizado. Ejemplos incluyen interferómetros láser para medición y calibración de sistemas de movimiento de máquinas herramienta, y sistemas de ajuste de herramientas láser para medir herramientas en la máquina y detectar roturas.

Recientemente, la tecnología láser se ha integrado para medir piezas de precisión en algunos modelos de rectificadoras externas y universales de Studer (marca de United Grinding). En los últimos 10 años, la compañía ha desarrollado esta tecnología para medición experimental de muelas de rectificar. Al percibir su potencial, en 2020 Studer y el fabricante láser añadieron lentes mejorados y otros equipos necesarios para rectificado, lanzando LaserControl — tecnología de medición de proceso integrada en la máquina.

LaserControl ofrece beneficios como medición precisa de piezas que reduce costos de producción, aumenta la capacidad de medir variedad de tamaños, mejora la calidad de la pieza y emplea software que registra todas las mediciones. Además, estos sistemas son generalmente fáciles de usar y generan datos más rápido que sus contrapartes analógicas. La medición láser es sin contacto, por lo que no daña el material medido. Al no haber contacto, no hay desgaste ni daño, incluyendo al dispositivo de medición como sonda o palpador en sistemas analógicos.

Con forma de "U" acostada, con emisor y receptor láser enfrentados en el extremo abierto (ver foto), el calibre láser se acopla al portamuelas de la rectificadora, moviéndose en ejes X y Z. Se posiciona moviendo el eje X y se retira al rectificar. El cabezal láser se desplaza sobre la pieza hasta que el haz es interrumpido por la periferia, tomando la primera medición y registrando el inicio. Continúa moviéndose hasta que el haz ya no es interrumpido, obteniendo la dimensión de la pieza. (La escala lineal de vidrio de alta resolución de la máquina mide la distancia desde la interrupción del haz hasta su no interrupción). Las mediciones se registran en una tabla en la pantalla del operador.

Con forma de "U" acostada, con emisor y receptor láser enfrentados en el extremo abierto, el calibre láser se acopla al portamuelas de la rectificadora, moviéndose en ejes X y Z. Crédito: United Grinding/Studer

El proceso de medición toma de 10 a 60 segundos, según tamaño de pieza y tipo de medición. El sistema tiene repetibilidad de ±1,5 micras.

Aunque extenso, el software Studer para el sistema permite a operadores programar mediciones fácilmente sin gran habilidad. El software registra automáticamente valores medidos tras cada ciclo, y los datos pueden exportarse a hoja de cálculo o imprimirse.

Puntos clave sobre Studer LaserControl para evaluar su idoneidad:

Diferente a sistemas típicos de medición en proceso. Muchos sistemas miden mientras la máquina corta/rectifica. El sistema de lazo cerrado LaserControl no mide durante el rectificado, sino después o entre procesos, interrumpiendo el rectificado si se requieren múltiples mediciones. Al detener temporalmente el rectificado, se evitan fluidos y emulsiones no aptos para el láser. Para limpiar refrigerante, virutas y residuos antes de medir, LaserControl aplica su sistema de soplado con boquillas de aire integradas inmediatamente antes de medir.

Diseñado para medir múltiples diámetros y piezas complejas. Al estar acoplado a la torreta de muelas, es móvil alrededor de la pieza. Mide diámetros externos desde 1 mm hasta 100 mm, así como piezas complejas. Mediciones típicas incluyen diámetros grandes no interrumpidos, contornos de longitud, y diámetros interrumpidos como ejes con estrias o ranuras, filos de corte de herramientas y canales de herramientas.

El tactado es una opción de medición en rectificadoras, pero el proceso rischia dañar el palpador y el filo de corte de la herramienta rectificada.

Configuración no convencional. A diferencia de otros sistemas de medición, este sistema láser no requiere configuración mecánica. El operador indica al programa qué puntos medir en la pieza vía el control de la máquina. Así, puede programar la medición de cualquier punto necesario. Esta configuración simple ahorra tiempo comparada con la configuración física convencional que a menudo requiere montaje tedioso del calibre en diámetros o longitudes a medir.

Especialmente útil para medir herramientas de corte en diámetro exterior. Aunque LaserControl presenta muchos beneficios, no es para todas las piezas. No puede medir diámetros internos y no es ideal para producción en gran volumen porque incluso esta medición en máquina ralentiza tiempos de ciclo. Sin embargo, es adecuado para medición OD en herramientas de corte de materiales muy duros con alta complejidad de precisión. Piezas aeroespaciales se benefician comúnmente de este sistema.

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