Para comenzar, ¿qué significa alineación? El solo nombre de este proceso implica la acción de “tratar de conseguir que algo se encuentre coincidiendo con algo más, en línea recta”. En el lenguaje del uso de máquinas CMM, la palabra alineación puede entenderse con un proceso muy similar: “hacer coincidir un sistema de coordenadas con los valores medidos de ciertos elementos de una pieza”. Es decir, podríamos hablar de que queremos hacer que el origen, el cero, del eje X del sistema de coordenadas, coincida con una de las superficies de nuestra pieza. En otras palabras, la superficie deseada va a definir desde dónde se empieza a contar los valores del eje X; también quedarían definidas las direcciones positiva y negativa. Alinear en un software de CMM no es más que escoger ciertos elementos de nuestra pieza para hacerlas coincidir con nuestro sistema de coordenadas, y así definir desde dónde se comienza a medir. Para lograr las alineaciones, los ingenieros mecánicos y de software han ideado diversas maneras: Alineaciones Best fit, RPS, Plano-línea-punto, alineaciones 3-2-1, Nivelar-pivote-origen… Los nombres de las técnicas son muy variados, pero todos ellos tienen un proceso de trasfondo en común: La eliminación de grados de libertad. Los grados de libertad son las 6 maneras posibles en que se mueva una pieza: 3 movimientos en línea recta, a lo largo de los ejes X, Y, Z; y 3 movimientos de giro, alrededor de cada uno de los ejes del sistema de coordenadas. En este artículo mostraremos brevemente cómo funciona el método de Nivelación-Pivote-Origen. La nivelación consiste en escoger un elemento de nuestra pieza, y hacer que uno de los ejes de nuestro sistema de coordenadas coincida con la dirección de dicho elemento. ¿Cómo se logra esto? Veamos el ejemplo con un plano. Todos los planos creados en software de CMM están representados por un vector (una flecha) que es perpendicular al plano en cuestión. En las imágenes siguientes mostramos al plano naranja, con su vector que lo representa (línea roja). Al realizar la nivelación, estamos indicando que uno de los ejes del sistema de coordenadas (en este caso el eje Z, o azul) coincida siempre en que apunte en la misma dirección que el vector del plano. Con esto logramos que el sistema de coordenadas comience a quedarse fijo, mas aun faltan más procesos. Posteriormente podríamos nosotros indicarle al sistema de coordenadas, que su origen en el eje Z comience a la altura del plano. Con lo cual conseguiríamos que el sistema de coordenadas resulte con su plano XY adherido al plano que escogimos. A esta operación se le conoce como Definir el Origen. Así como definimos el origen del eje Z, podemos definir el origen de los ejes X e Y. Para esto se necesita tener más elementos de la pieza como referencias. Imaginemos que tocamos un barreno de la pieza, que está sobre el plano XY, y creamos un círculo en nuestro software. El círculo creado tiene definido un centro y también un vector para representarlo. Si definimos que los orígenes de los ejes X e Y coincidan con el centro del círculo, lo que sucederá es que los orígenes de X e Y quedarán adheridos (coincidiendo) con el centro actual del círculo medido. Para terminar de inmovilizar al sistema de coordenadas, hace falta restringir un último giro de su movimiento. El sistema aún es capaz de girar alrededor del eje Z, y aún cumple las restricciones que le impusimos durante la Nivelación y la definición de orígenes.
Lo único que nos queda es introducir un elemento más, por ejemplo, otro barreno que nos ayude a crear un círculo. Si nosotros creamos una línea que una a los dos círculos, podemos indicar que uno de los ejes, X o Y, apunte en la dirección de la línea que une a los centros de los círculos. A esta operación se le llama Pivote. Con esta última restricción, estamos imponiendo que el sistema de coordenadas se encuentre completamente fijo respecto a ciertos elementos de nuestra pieza. El sistema de coordenadas ha sido alineado por completo.
Es importante remarcar que esta colocación del sistema de coordenadas va a variar de una pieza a otra, puesto que las piezas tienen variaciones incluso en sus referencias de medición. Si la programación en CMM se realiza correctamente, no importa que exista variación entre las piezas, el sistema de coordenadas se alineará con los elementos de la pieza a pesar de las variaciones que tenga. Como vimos, el proceso de alineación es simplemente hacer coincidir los elementos de un sistema de coordenadas (sus ejes y planos) con secciones de nuestra pieza, a través de diferentes estrategias. Una vez que uno logra alinear correctamente el sistema de coordenadas, puede confiar en que tiene buena oportunidad de obtener resultados certeros en el resto de las mediciones que están referenciadas a la alineación. Aquí analizamos un sencillo ejemplo de alineación en software de CMM, sin embargo existen muchas formas de conseguirlas, y debemos saber cuál es la mejor a utilizar dependiendo de lo que solicite el plano de inspección. ¿Tiene preguntas? Sienta la confianza de contactarnos en cualquier momento para resolver los problemas de alineaciones que llegue a encontrar en su empresa.