Che cos'è una macchina di misurazione coordinata?
Una macchina di misurazione delle coordinate è un digitalizzatore controllato da computer di dati geometrici tridimensionali. La macchina può eseguire schemi di ricerca a griglia in una modalità di stile libero in cui i contorni semplici di una forma vengono esplorati dalla libera selezione di punti dati. La macchina è anche la base per alcuni sistemi di ispezione automatizzati.
La macchina è in genere costituita da un tavolo piano su cui è posizionato il campione. Uno stilo o un puntatore è collegato a una testa che può ruotare in qualsiasi direzione. Il peso della testa è controbilanciato, quindi è facilmente manipolabile. In alcuni tavoli, la testa si muove su un braccio che percorre la lunghezza del tavolo. In applicazioni più piccole, la testa può spostarsi su supporti attraverso il lettino da visita o tramite un meccanismo a collo d'oca. La dimensione dei campioni e il grado di precisione richiesto determinano la scelta della macchina.
Per registrare la geometria del campione, lo stilo viene posizionato in un punto scelto. I contorni del pezzo sono determinati dallo stilo che traccia l'altitudine mentre segue una griglia rettilinea nelle direzioni xe y. In una versione più semplice della macchina di misurazione delle coordinate, l'operatore tocca un numero di punti sull'oggetto e i dati x, y, z vengono registrati nella memoria della macchina.
Al completamento della fase di accumulo dei dati, il computer all'interno della macchina di misurazione delle coordinate traccia un modello tridimensionale dell'oggetto. Il modello può essere basato su vettori se sono stati raccolti dati sufficienti. Altrimenti, può essere prodotta una mappa di connessione dei punti campionati. I dati possono in genere essere esportati per altre applicazioni che utilizzano dati geometrici, come programmi di progettazione tecnica o determinati software di pianificazione chirurgica. I dati possono essere inseriti in programmi di elaborazione grafica che creeranno modelli visivi che possono essere visualizzati e ruotati nello spazio.
Il secondo uso comune di una macchina di misura a coordinate, accoppiato a un sistema ottico, è l'ispezione di parti con tolleranze di controllo di qualità rigorose e per la fabbricazione di oggetti, quali utensili, modelli di semiconduttori e parti meccaniche complesse. Al contrario della procedura sopra descritta, le specifiche della parte da esaminare sono programmate nella macchina. I dati vengono immessi in modo tale che il sistema ottico della macchina di misurazione delle coordinate possa trovare una posizione iniziale, come l'intersezione di due bordi o il centro di un ritaglio circolare.
Questo utilizzo richiede la conoscenza di come vengono specificate le parti e vengono stabilite le tolleranze. Se ogni possibile dimensione viene specificata come misura esatta, non c'è spazio per le variazioni di fabbricazione. Il progettista della parte deve tenere conto delle capacità delle macchine che compongono quella parte e degli effetti additivi delle tolleranze sovrapposte. Fatto ciò, un progetto adeguatamente preparato specificherà le dimensioni, le tolleranze e i riferimenti che devono essere seguiti dal programmatore di una macchina di misurazione delle coordinate.