Desarrollo y optimización de palpadores continuos y autocentrantes

Résumé

Evitar los errores de las máquinas-herramienta (MH) resulta fundamental para poder garantizar la calidad dimensional de las piezas en ellas fabricadas y evitar pérdidas económicas debidas a defectos en las mismas. Por ello es necesario llevar a cabo verificaciones periódicas de dichas máquinas-herramienta, mediante la realización de ensayos geométricos de la máquina que determinen los errores geométricos de forma que puedan ser corregidos. Existen numerosos ensayos conocidos y su utilidad está suficientemente probada; sin embargo, su uso no es tan frecuente como sería deseable debido a su coste económico y a que su realización requiere de mucho tiempo. Por esta razón es necesario desarrollar y optimizar nuevos métodos para la determinación de los errores geométricos de la máquina-herramienta, que sean más rápidos y baratos, y que, por tanto, puedan ser utilizados tan a menudo como sea necesario para garantizar la fabricación de piezas con la precisión y calidad requerida hoy en día. En este contexto se ha desarrollado un método de verificación basado en palpadores autocentrantes que, colocados en el cabezal de la máquina-herramienta, miden la posición de las esferas de una barra calibrada. En un anterior proyecto europeo, conocido bajo el acrónimo de MT-Check se desarrollaron varios palpadores específicos para este método. Este nuevo método de verificación reduce considerablemente el tiempo de trabajo y, por lo tanto, las posibles pérdidas económicas que podría suponer el tener mucho tiempo una máquina parada para su comprobación y ajuste. Uno de los objetivos fundamentales de esta tesis es la optimización de la técnica y del diseño de estos palpadores autocentrantes, para lograr disminuir su tamaño y su coste. Paralelamente se pretende comprobar la idoneidad de este sistema de verificación en una máquina. La optimización en diseño, tamaño, precisión y coste de dichos palpadores se basará en el uso de sensores precisos pero de bajo precio y en un diseño mecánico robusto y de bajo mantenimiento, lo que resulta fundamental para lograr que este sistema sea competitivo frente a otros desarrollados fuera de España, cuyo precio es mucho más elevado. Por otro lado, este tipo de palpadores autocentrantes son específicos para la verificación de máquina-herramienta y no permite su utilización en máquinas de medir por coordenadas (MMC). Por ello, se pretende el desarrollo de un palpador continuo de bajo coste y reducido tamaño con gran campo de medida que pudiese ser utilizado tanto por una MH como por una MMC de alto rango. Las actividades concretas en las que se centra esta tesis son las relacionadas con el estudio y optimización del comportamiento de sensores de medición de desplazamientos de bajo coste y pequeño tamaño. Con la información obtenida se procederá a utilizar dichos sensores en palpadores autocentrantes y palpadores continuos con el consiguiente diseño, modelado geométrico y optimización del conjunto, así como el ensayo del sistema completo (palpador y barra de bolas) en la verificación de máquinas-herramienta.