Braccio di misura a 6 gradi di libertà

    FARO ARM: braccio di misura utilizzato in Unilab FARO ARM: braccio di misura utilizzato in Unilab

    I bracci di misura articolati sono Macchine di Misura a Coordinate non cartesiane, tipicamente a comando manuale che, a differenza delle tradizionali macchine a coordinate cartesiane, raggiungono punti del volume di misura attraverso una serie di assi rotanti. Costruttivamente, tali macchine sono costituite da segmenti tubolari, normalmente in fibra di carbonio, accoppiati tra loro per mezzo di giunti rotanti con due gradi di libertà ciascuno. Un ulteriore giunto è posto all’estremità inferiore del primo segmento e lo collega alla base di appoggio, mentre all’ estremità del terzo segmento un quarto giunto permette il montaggio del sistema tastatore. Nel caso di utilizzo di particolari sensori a lama laser alcuni costruttori propongono un settimo asse rotante, che permette di ruotare il sensore attorno al proprio asse, per una migliore manovrabilità del sistema in presenza di pezzi con morfologia complessa.

    Ogni giunto è dotato di due encoder angolari; l’insieme delle posizioni angolari di tutti gli encoder, associato alle relative lunghezze dei bracci, permette il calcolo della posizione in coordinate X, Y, Z della punta dell’ elemento di contatto, che descriverà un volume di misura di forma sferica. Grazie a tale architettura si costruiscono macchine che possono essere dotate di un numero di gradi di libertà generalmente variabile da cinque a sette.

    Le macchine sono catalogate in base alla dimensione del volume di misura ed al numero dei gradi di libertà. Esse possono essere dotate di sistema tastatore a contatto di tipo passivo o trigger, oppure di sensori non contatto tipo scanner laser o altro. Per raggiungere le prestazioni desiderate anche queste macchine necessitano della compensazione geometrica degli errori, che generalmente non è effettuata tramite il rilevamento dei singoli parametri cinematici ma in modo volumetrico, elaborando il risultato di misurazioni di un campione di lunghezza collocato in varie posizioni nel volume di misura.

    Queste macchine presentano indubbi vantaggi grazie alla loro grande versatilità di impiego. Un aspetto che le rende particolarmente versatili è la portabilità, ovvero la possibilità di portare la macchina in prossimità o addirittura sul pezzo da misurare, anziché il contrario, come avviene con le macchine a coordinate cartesiane.

    I bracci di misura articolati possono infatti essere facilmente trasportati in prossimità del pezzo da misurare e posizionati a pavimento per mezzo di treppiedi o su piani di riscontro per mezzo di piastre con basi magnetiche, o su superfici non ferrose con apposite piastre forate. La base inoltre può essere posizionata su superfici comunque orientate, sia verticali che orizzontali, anche capovolte.

    La possibilità di portare la macchina di misura al pezzo costituisce un grande vantaggio per la misurazione di pezzi di grandi dimensioni, direttamente sulle macchine utensili, o nel sito di funzionamento senza la necessità di dover smontare il componente. Trattandosi di macchine manuali, solitamente dotate di software semplici ed intuitivi e non necessitando di programmazione, ne permettono l’ utilizzo in modo rapido anche a personale non altamente qualificato, anche se, dal punto di vista strettamente metrologico, l’ esperienza e la sensibilità dell’ operatore possono essere significative. I software applicativi sono stati sviluppati per adattarsi alla particolare architettura dei bracci di misura articolati e risolvere i problemi applicativi che tale architettura ha generato.

    Le accuratezze di misura ottenibili da questi sistemi sono generalmente inferiori a quelle ottenibili con le CMM cartesiane, ma certamente sufficienti a soddisfare le esigenze delle applicazioni cui tipicamente si rivolge questa categoria di strumenti.

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