Sistemas de alineamiento: “geométrico” ó “3 centros”

Metrología — Por Nachete el 9 Enero 2008 a las 10:16 pm

Al referenciar o alinear un útil de control podemos hacerlo de dos modos distintos : sistema geométrico o sistema mediante 3 puntos.

- GEOMÉTRICO -

Es aquel sistema de alineamiento compuesto por plano, recta, punto. Este alineamiento es el más correcto matemáticamente. Este sistema nos exige disponer de elementos suficientes para poder crear un plano, una recta y un punto, y poder definir su posición nominal. En el caso de disponer de tres pínulas o de tres casquillos rectificados, debemos medir los centros de éstos y después con los tres elementos construir el plano, con dos de ellos construir la recta y utilizar uno de ellos como punto referencia. Una vez construido esto, debemos definir la posición nominal del punto referencia y los diferentes ángulos que tengan los elementos con los planos teóricos, así como la dirección del plano y la recta.

Normalmente, al construir un calibre se intenta que la placa esté paralela a los ejes de trabajo; por lo tanto, con indicar la posición del punto de referencia en X,Y,Z y a qué plano es paralelo “pln ref “, y a qué recta es paralela “rec ref “ ya sería suficiente, pero como siempre se cometen pequeños errores de fabricación y lo que debería ser paralelo no lo es, por lo tanto deberé indicar también ahora las dos inclinaciones respecto al plano teórico, inclinaciones que serán valores muy pequeños y de fácil mal interpretación (un giro de 0,012° se puede mal interpretar hacia el sentido contrario y podría generar errores que no existen).

- 3 CENTROS -

Este sistema se compone de tres puntos en el espacio. Este sistema es un sistema muy práctico, rápido y versátil; debido a esto, es el sistema más utilizado en la referenciación de calibres de control. En este caso, sólo debemos medir los tres centros y definir su posición nominal en XYZ sin tener que construir elementos como planos y rectas.

Este sistema es muy práctico ya que no nos obliga a fabricar la placa base con gran precisión, ya que al fin y al cabo la placa base sólo es un elemento de sujeción de los elementos, y la única premisa que ha de cumplir es que sea invariable, es decir que no se mueva con el tiempo. Durante mucho tiempo, un sistema muy utilizado en referenciación era el de tres planos; ese sistema era un sistema que obligaba a que la placa estuviera toda escuadrada a la perfección, y llegaba un momento en el que se tenía que fabricar la placa con la misma precisión que los elementos de más precisión del calibre.

Ventajas de un sistema respecto al otro

Los nuevos sistemas de medición 3D y los software especializados (Metrolog, PC-DMIS, …) ya están enfocados a estos sistemas de alineamiento más prácticos, por eso el sistema de 3 pínulas es el sistema utilizado por VW, Renault, PSA, HONDA, Toyota, etc …

En el caso de Tecnomatrix, debido a la continua demanda de reducción de costes hemos adoptado el sistema de alineamiento por tres puntos como un sistema estándar, y no sólo para el control dimensional (Tecnomatrix dispone de programas de CMM estándar para el alineamiento de las piezas), sino también para la mecanización de las piezas todas montadas en la placa base, para el ajuste, etc…

En el ejemplo de la imagen, disponemos de tres centros, con dos de ellos construimos “rec ref “ y con los tres “pln ref”. El elemento “pln ref” en este caso se ha tenido que ajustar hasta que ha quedado completamente paralelo al plano XY teóricos. En caso de no haberlos ajustado, se podría haber indicado el ángulo que se compone con el plano ZX y el ángulo que se compone con el plano YZ, cosa que complicaría considerablemente la interpretación del alineamiento.

En esta otra imagen, podemos ver el mismo ejemplo con la misma posición en el espacio pero con un alineamiento por 3 centros. En este caso, no hubiera sido necesario que los tres centros tengan la misma Z, ya que con introducir el valor distinto de cada una no hubiera sido necesario ajustarlas como si de un elemento del calibre se tratara. Insisto en el hecho de que el mercado exige bajar los precios de una manera continua, por lo tanto si podemos evitar una hora de trabajo en el taller cambiando simplemente unos valores intentaremos hacerlo.

Un tema importante es el de la fácil interpretación de los valores, y aquí tenemos que tener en cuenta que un calibre no sólo lo utilizan los metrólogos (gente experimentada en sistemas de coordenadas que interpretamos sin problemas cualquier tipo de alineamiento), sino que a veces en la planta de producción se juntan ingenieros y operarios para analizar algún problema, y en caso de interesarles saber una posición aproximada en el espacio de la pieza, la orientación que tiene en el vehículo, etc… Con el sistema de referenciación de tres centros pueden deducir hacia donde crecen los ejes y qué posición tienen mediante tres chapas montadas en el calibre con las coordenadas de cada centro; en cambio, con el sistema geométrico es más complicado de deducirlo a no ser de alguién muy habituado a estos sistemas de trabajo.

En Tecnomatrix, en caso de haber modificaciones en el calibre y tener que mecanizar piezas de nuevo, los operarios de la fresadora se ahorran mucho tiempo si trabajan con coordenadas y no con ángulos, y hay menos opciones de error o confusión.

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    11 Comentarios

  • Josep Cridi dice:

    Hola Xavier,

    Tengo una pregunta cuando entregais el calibre al cliente imagino que tendreis que presentar un informe dimensional del útil y ellos lo tendrán que homologar, bien, la pregunta és, el informe dimensional lo entregais con coordenadas coche o con las coordenadas según el UCS de vuestro dibujo en 3D?Corrigeme el proceso que he descrito si no és correcto.

    Un dia me vino un cliente para el que le hice todo el despiece para un útil de control de Doga, él lo montó y lo trajo para verificar ya que en Doga no había pasado la homolagación y los informes que me trajo erán según coordenadas coche y a nosotros nos lo hicieron verificar con el UCS en un punto de referencia del útil. Entonces no entiendo porque un sector tan exigente como automoción no le exigió coordenadas coche. A mí en sector farmaceutico me han devuelto piezas por que en el parte de verificación me he dejado una letra en la descripición de producto.

    Saludos .

  • Josep,

    La gran parte de clientes nos piden los informes en coordenadas vehículo y la geometría 3D que cosntruimos también se encuentra en coordenadas vehículo. De este modo indicamos las coordenadas vehículo de los 3 centros de alineamiento.
    Cada vez es mas habitual que los clientes acepten la metodología que, dando el calibre por bueno, obviamente, simplifique al máximo los trabajos de ajuste. Son conscientes de que esto repercutirá directamente en los costes y que podran obtener mejores precios para sus calibres. A pesar de esto en algunas ocasiones te puedes encontrar con clientes que te pidan cosas muy raras o incluso incoherentes. Y también sucede que hay responsables de calidad que siguen exigiendo tolerancias cosntructivas de ±0,01mm para controlar cotas con varias decimas de tolerancia…….o te exigen certificados ENAC de todo un calibre, con alineación geométrica y tolerancia de ±0,01mm sin querer entender que esto casi duplica el coste de todo el calibre.
    En una ocasión un cliente nos dijo que quedaba poco elegante que hubiese alguna dispersión en Z entre los 3 centros de alineamiento (centésimas) sin darse cuenta que dejar perfectamente las coordenadas Z a la misma altura significaba modificar un montón de cotas en el calibre, sin darle ningún valor añadido, por que geometricamente estaba todo dentro de tolerancias. Que importancia tiene la elegancia si lo que hoy en dia se valora es el coste? Nosotors optamos por hacer el trabajo bien hecho pero minimizando el trabajo.

  • Hola Josep

    En principio el tema del artículo era tratar el sistema de referenciación de un calibre, independientemente del origen del sistema de coordenadas que usemos ( coordenadas vehiculo, UCS, relativas, absolutas, ……) pero tambien has tocado un punto muy importante que va estrechamente vinculado.

    Yo me he encontrado tras estos años diferentes especificaciones del cliente al respecto, habitualmente los clientes que me piden informes mas geométricos ( reflejar en las mediciones exactamente las cotas del plano puesto que muchas veces no se dispone de 3D) suelen pedir una referenciación en ejes pieza o UCS y los que quieren verificar el calibre como puntos de superficie ( exceptuando centros, ejes, …. ) lo suelen pedir en coordenadas vehiculo.

    Yo personalmente prefiero entregar el calibre en coordenadas vehiculo, ya que nos permite controlar piezas montadas en el calibre sobre la 3D con los archivos CAD originales del cliente sin tener que moverlas a coordenadas UCS. Es decir podemos controlar zonas que el calibre no controla usando el calibre simplemente como posicionador en el espacio.

    De todas maneras en algún caso el cliente me ha pedido que el calibre estuviera en dos sistemas de coordenadas distinto por lo tanto el calibre montaba 2 chapas distintas para cada pínula o casquillo, en caso de querer un sistema introducimos unas coordenadas y en caso de querer el otro introducimos otras.

    Tambien hay que tener en cuenta que algunas empresas disponen de procedimientos de trabajo de la ISO redactados hace mucho tiempo, i que de alguna manera sin ser incorrectos son obsoletos, puesto que no han dejado un espacio para las nuevas tecnologias ( programas de comparativa CAD ) o que no han sufrido una revisión que permita usar los nuevos sistemas.

  • Josep Cridi dice:

    Hola Ignacio,

    Desde mi desconocimiento del mundo del calibre tengo otra curiosidad, vosotros fabricais el calibre, lo verificais y os lo homologan, el calibre entra en producción y supongo que programarán un calibración o si le dan un golpe se tendrá que verificar no?
    En ese caso lo volveis a verificar vosotros o lo llevan al centro de medición donde lo han homologado?

    Saludos.

  • Josep,

    Generalmente nuestro informe dimensional es suficiente garantia para nuestros clientes. Nuestras tridimensionales son calibradas periodicamente y disponen de certificado ENAC. El hecho de tener que enviar a una entidad acreditadora para que tenga que volver a medir el calibre y emitir un certificado es un sobrecoste importante que podemos suprimir.

    Nosotros, junto con el calibre y el informe dimensional, también proporcionamos la geometria del calibre que hemos generado, de modo que el cliente puede inspeccionarlo en el momento de su recepción, para comprobar que nuestro informe es correcto o puede hacer un seguimiento periodico, a modo de calibración. Nuestros clientes suelen verificar en sus propias instalaciones, una vez al año, todos sus calibres para detectar desperfectos o posibles problemas.

  • La documentación necesaria para la aprovación del calibre depende de la normativa que tenga el cliente. La gran mayoria ya tienen suficiente con un informe dimensional que provenga de una máquina con la certificación AENAC, otros mas estrictos exigen que el informe provenga de un laboratorio certificado con la ISO 17025. Este último caso es un sobrecoste para el calibre pero asegura por una entidad externa que este esta dentro de tolerància.

    Nosotros tenemos clientes que trabajan de un modo y otros de otro, aunque hay qu tenerlo en cuenta en la valoración puesto que los procedimientos de medición de los laboratorios acreditados con la ISO 17025 son muy estrictos i según que toleráncias muy justas nos pueden ocasionar muchos dolores de cabeza.

  • Xavi Vilà dice:

    Sólo una pregunta por curiosidad.
    Sabéis si existe algún Punto 0 estandard desde donde partan las coordenadas vehículo? O cada constructor identifica de manera distinta este punto.

    Gracias

  • nacho dice:

    Hola Xavi

    El punto 0 del vehiculo esta en el centro del eje delantero de las ruedas, en la mayoria de fabricantes la x crece hacia atras del vehiculo, la y hacia el lado del acompañante y la z hacia el techo del coche. A pesar de ello hay fabricantes que trabajan con el mismo origen pero invierten el sentido de alguno de los ejes.

    Si me dejas tu correo te mando una imagen que tengo donde aparece un coche con sus ejes ( para la mayoria de fabricantes )

  • Xavi Vilà dice:

    Gracias por la respuesta Nacho.
    Los que invierten el sentido serán ingleses, no ? ;-)

    Te dejo mi correo : xvila@relem.com

  • Los que invierten el sentido son los japoneses.

  • Carlos dice:

    Precisamente estaba buscando una foto describiendo las referencias del vehiculo, ya que en el articulo “Referencia del vehiculo” no entiendo del todo el texto, con lo que no me queda claro…lo siento

    Nacho, si fueras tan amable me uno a la petición de Xavi Vidal y te dejo mi correo bret.cor@hotmail.com …me seria de gran ayuda

    Salu2 y gracias

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