L’accuratezza incontra la velocità

Le macchine di misura a coordinate Mitutoyo sono disponibili in una vasta gamma di campi di misura e di livelli di accuratezza, così da coprire praticamente ogni esigenza di applicazione di misura in 3D. Da segnalare anche le macchine di misura ottiche a controllo numerico della serie Quick Vision Active, create per adattarsi alle specifiche esigenze di misura.

di Alberto Marelli

Dal primo micrometro realizzato nel 1934 a oggi, Mitutoyo ha prodotto sistemi di misura per ogni settore industriale, dall’aeronautico al farmaceutico, dall’alimentare al meccanico, dall’elettronico all’automobilistico, seguendone passo dopo passo lo sviluppo e stimolando le aziende a produrre di più e meglio.
Parte della ragione di questo successo è che Mitutoyo cerca di essere più di un semplice fornitore di apparecchiature di misura di alta qualità, ma un partner prezioso dei suoi clienti nelle loro attività produttive quotidiane.
L’Europa, negli ultimi anni, è diventata un’unione di stati sempre più integrata, con un mercato enorme e vitale. Mitutoyo è ottimamente posizionata nel mercato mondiale con un’organizzazione e un’importante rete di servizi che conta attualmente oltre 85 uffici in 33 paesi. In Italia, oltre alla potente organizzazione ubicata a Lainate, il costruttore giapponese dispone di “M3 Solution Center” anche a Bologna, Chieti e Padova, in maniera da essere vicina al maggior numero possibile di utenti, siano essi utilizzatori diretti dei suoi prodotti che qualificati rivenditori di utensileria specializzata.
Tutte le sedi italiane, così come quelle europee e in tutto il mondo, sono organizzate nel rispetto delle normative ISO/IEC 17025 e garantiscono risposte pronte, con servizi personalizzati per ogni esigenza, dall’acquisto alla consulenza tecnica. Un esempio è costituito dal Centro di Taratura Accredia LAT. n.107, presente nella sede Mitutoyo di Lainate e che fa parte del Network Mitutoyo di laboratori di taratura nel mondo. Il Centro n. 107, a disposizione di tutti gli utilizzatori italiani di strumenti metrologici, si caratterizza per l’alta automazione delle misurazioni sulle grandezze fisiche di lunghezza e durezza, garantite dalla completa gestione informatica dei dati di misura.

Struttura progettata per ridurre al minimo le instabilità del sistema
Il mondo degli stampi è un mercato di riferimento per Mitutoyo, verso il quale fornisce numerosi prodotti, tra i quali le macchine di misura a coordinate a contatto e ottiche, rugosimetri e profilometri.
Iniziamo con le macchine di misura a coordinate di grandi dimensioni CRYSTA-Apex S e STRATO-Apex. Con la serie CRYSTA-Apex S, Mitutoyo offre una CMM ad alta accuratezza con velocità di misura e accelerazioni estremamente elevate. La possibilità di sostituire, o aggiungere sistemi in tastatura e software la rende inoltre un interessante investimento per il futuro. La serie CRYSTA-Apex S è basata su una struttura progettata per ridurre al minimo le instabilità del sistema. Speciali algoritmi aumentano l’accuratezza della macchina eliminando le deviazioni meccaniche.
Il sistema di compensazione termica integrato consente di effettuare misure in un campo compreso tra 16 e 26 °C restituendo risultati già corretti, relativi alla temperatura di riferimento di 20 °C.
Il sistema di smorzamento attivo delle vibrazioni (in opzione) permette di posizionare la CMM vicino alle linee di produzione. In questo modo si riducono i tempi di misura e gli effetti dinamici dovuti alla produzione.
CRYSTA-Apex S può essere equipaggiata con tastatori a contatto, a scansione, laser, tastatori Vision QV-P oltre a tastatori per misure di rugosità. Tutte le configurazioni dei tastatori possono essere cambiate all’interno di un ciclo di misura. Esistono inoltre diversi sistemi per il cambio dei tastatori in modo da ridurre i tempi morti nei cicli di misura. Passiamo ora al modello STRATO-Apex, equipaggiato con le stesse righe di misura in cristallo, normalmente montate sulla serie di CMM LEGEX. Queste permettono di raggiungere una risoluzione di 20 nm, pari a 0,00002 mm. Costruite in Zeroglass, hanno la caratteristica di non subire deformazioni al variare della temperatura. L’accuratezza base fornita è di 0,9 µm che permette di lavorare con le più ristrette tolleranze. La macchina è equipaggiata con il controllo UC400 che assicura velocità di scansione sino a 100 mm/s. Inoltre, STRATO-Apex è particolarmente indicata per misurazioni multisensore: singoli punti con tastatore a contatto, scansione, scansione laser con il tastatore laser SurfaceMeasure e sistema ottico QV-P.

Per il controllo di particolari di piccole e medie dimensioni
Proseguiamo con la serie LEGEX, che costituisce la punta di diamante della tecnologia di misura CNC a coordinate di Mitutoyo. È una soluzione indicata per il controllo di particolari di piccole e medie dimensioni per i quali siano richieste le tolleranze più ristrette. La serie LEGEX con il suo sistema di compensazione termica e con la sonda di scansione Mitutoyo MPP-310Q garantisce un’accuratezza di misura di 0,28 µm.
Gli ingegneri giapponesi hanno dedicato particolare attenzione al fine di eliminare tutte le possibili fonti di errore di misura. La struttura a ponte fisso e tavola mobile è ottimale per la massima accuratezza di misura possibile. Il meccanismo di azionamento è stato migliorato per eliminare errori statici e dinamici. Una risoluzione di 0,00001 mm, il controllo UC400 e l’applicazione di un encoder lineare ad ultra-alta accuratezza contribuiscono alle elevate performance di LEGEX. Il sistema opzionale Air Server gestisce l’aria in entrata regolandone la temperatura in modo costante per eliminare potenziali fonti di destabilizzazione e garantire la massima accuratezza. Le CMM LEGEX garantiscono l’esecuzione rapida di part program con grandi velocità e accelerazioni. Oltre a effettuare misure a coordinate 3D, la macchina può adottare qualsiasi tipo di sistema di sonde: a contatto, ottiche, a scansione laser e tastatori per misure di rugosità. Mitutoyo offre la serie LEGEX in quattro differenti campi di misura: da 500x700x450 mm a 900×1.000×600 mm.

Semplici procedure di misura
Nel campo delle macchine di misura ottiche, particolarmente interessanti risultano i modelli della serie Quick Vision Active, creati per adattarsi alle specifiche esigenze di misura.
Quick Vision Active (campo di misura 250x200x150 mm e 400x400x200 mm) assicura procedure di misura estremamente semplici, che permettono all’operatore di potersi impegnare in altre attività. Ad esempio, la funzione di “rilevamento automatico dei bordi” fornisce un’elevata riproducibilità delle misure, indipendentemente dal livello di abilità dell’operatore. L’impostazione appropriata della funzione di “messa a fuoco automatica dell’immagine” consente invece di eseguire misure di altezze affidabili ad alta velocità. La funzione di “passo e ripetizione” misura un gran numero di pezzi sulla maschera di posizionamento in un’unica operazione. La funzione di “ricerca modello” riconosce invece automaticamente la forma registrata del pezzo. Applicando il tool “strumento manuale” alla misura automatica, la misurazione può essere eseguita con il posizionamento temporaneo. Pertanto, la misura automatica può essere avviata da qualsiasi posizione sul piano. La realizzazione di una maschera di posizionamento non è richiesta, riducendo in questo modo i costi e le ore di lavoro.

Dalla misura ad ampio spettro, sino alla micro-misura
Quick Vision Active è dotata di un’unità zoom con obiettivo intercambiabile in grado di fornire un ingrandimento ottico di 0,5-7X. Con la macchina di misura ottica, la superficie laterale di un oggetto tridimensionale o l’altezza degli stampi in metallo/resina possono essere misurati con un apposito tastatore. QV Active può infatti essere equipaggiata con il rack MCR20 dove possono essere montati tre moduli tastatore. La funzione di cambio automatico del tastatore va a integrare la funzionalità di imaging della macchina. La serie Quick Vision Active è in grado di eseguire misure complesse effettuate solitamente con calibri, comparatori analogici o microscopi di misura. Ciò contribuisce alla riduzione del numero dei processi di misura e all’ottimizzazione dell’utilizzo delle risorse di produzione.

Misure affidabili
Quick Vision Active è un sistema semplice, ma allo stesso tempo avanzato. Dopo aver selezionato l’elemento da misurare (cerchio, linea e così via), un solo “clic” su un bordo avvia la misura, indipendentemente dal livello di competenza dell’operatore. La funzione di rimozione dei valori anomali esclude automaticamente i dati non validi causati da bave e polvere. Grazie alla funzione QV Navigator chiunque può facilmente eseguire una misura identica e ripetuta. Un’immagine o un diagramma del pezzo possono essere registrati come icona in un programma di misura automatica, permettendo al programma di destinazione di essere richiamato ed eseguito rapidamente. Attraverso lo strumento QVEasyEditor viene adottato un metodo di memorizzazione in cui i programmi vengono registrati automaticamente durante l’esecuzione della misura. L’inserimento, la revisione, l’aggiunta e la cancellazione del part program possono essere eseguiti con facilità utilizzando la visualizzazione ad albero. Inoltre, l’esecuzione di una certa porzione del programma dopo la modifica può essere eseguita a scopo di conferma. Con QVGraphics, facendo semplicemente “clic” su un elemento grafico di misura visualizzato nella finestra grafica, è possibile coordinare la creazione/modifica, le operazioni aritmetiche di combinazione, illustrazione della deviazione geometrica della rotondità, della planarità e altro ancora. Una funzione utile è la creazione automatica di un programma di misura semplicemente trascinando un elemento di misura del passo.
Da sottolineare che il layout della finestra del software di misura può essere personalizzato e memorizzato in base alle specifiche esigenze. Ad esempio, un amministratore può visualizzare tutte le funzioni, mentre un operatore solo gli elementi correlati al lavoro. Grazie a una videocamera a colori ad alta definizione, la misura e l’osservazione vengono effettuate utilizzando immagini di alta qualità, alleviando la fatica dell’operatore anche in caso di lunghi periodi di osservazione. La luce trasmessa co-assiale ad anello con quattro quadranti è fornita in modo che l’illuminazione del pezzo possa essere impostata in modo indipendente dalle direzioni anteriore, posteriore, destra e sinistra. Ciò consente di effettuare misure più affidabili, migliorando la nitidezza del bordo della caratteristica da misurare. Lo zoom di nuova progettazione consente di trovare rapidamente l’area di interesse, nella quale il punto di misura è facilmente e rapidamente identificato aumentando l’ingrandimento.