Laboratório de Metrologia-EESC-USP

São Carlos-São Paulo

Alunos

Metrologia Mecânica Dimensional
Metrologia das Medições a Três Coordenadas
Metrologia das Máquinas Ferramenta
Metrologia das Superfícies

Metrologia Mecânica Dimensional

Em quase todos os aspectos de nossa vida diária, as medições são extremamente importantes. Na indústria, medições precisas são vitais, particularmente em Engenharia Mecânica, onde o conhecimento preciso das dimensões é essencial. A Metrologia Mecânica Dimensional compreende desde a busca da definição absoluta de uma grandeza, da sua unidade correspondente, até a aplicação à medições ligadas às atividades industriais.

Dentre os temas de pesquisa mais importantes destacam-se:

• Aferição de padrões e instrumentos de medir utilizados na indústria e nos laboratórios de metrologia;
• Desenvolvimento de sistemas automatizados e semi automatizados para execução dos trabalhos de medição e comparação de peças e padrões;
• Organização, documentação e implementação de sistemas de controle de qualidade baseado na série de normas ISO 9000;
• Projeto de experimentos e aplicação das técnicas de Taguchi;

Metrologia das Máquinas de Medir a Três Coordenadas (MM3c)

A introdução de instrumentos de medição automática junto ao meio produtivo, em especial as Máquinas de Medir a 3 Coordenadas (MM3C), entre outros ganhos importantes possibilitou também a diminuição da necessidade da existência de grande parte da instrumentação convencional dos laboratórios de Metrologia. Em paralelo à universalidade conseguida através da utilização das MM3C, novos problemas como os de calibração e de rastreabilidade das medições executadas nestas máquinas passaram a desafiar técnicos e pesquisadores. Essas máquinas, freqüentemente, não obedecem alguns dos princípios básicos do bom projeto de máquinas de precisão. A presença inevitável dos braços de Abbè é o exemplo mais marcante deste fato. Não pode ser esquecido também o desafio que a necessidade de três eixos teoricamente ortogonais impõe às técnicas de montagem. São estes problemas que constituem o que se convencionou chamar de Metrologia das Medições a Três Coordenadas.

Dentre os temas de projeto atualmente em desenvolvimento destacam-se:

• Projeto e desenvolvimento de programas computacionais para a medição de peças complexas;
•Sistemas de compensação de erros das máquinas de medir a três coordenadas; ;
• Métodos e técnicas de calibração direta e indireta da máquinas de medir a três coordenadas;
• Modelamento dos erros geométricos e cinemáticos da máquinas de medir a três coordenadas
• Comportamento e memória térmica das máquinas de medir a três coordenadas;
• Comportamento estático e dinâmico das máquinas de medir a três coordenadas.

Metrologia das Máquinas Ferramenta

As máquinas ferramentas podem ser consideradas como um dos meios de produção mais importantes para a indústria metal mecânica moderna. Sem a evolução do projeto e do desempenho dessas máquinas ganhos em produtividade e competitividade estariam comprometidos. Um fato que pode ser verificado facilmente nestes últimos anos é o aumento notável do parque de máquinas controladas numericamente. Se por um lado abrigou vantagens, por outro, com a ausência do homem no seu papel de condutor do processo produtivo, perdeu-se o controle sobre as incertezas operacionais durante a usinagem. Os chamados erros ocorrem porque todas as máquinas são fundamentalmente instrumentos mecânicos e portanto, estão sujeitas a erros. São vários os tipos de erros encontrados nas máquinas ferramentas e podem ser classificados como erros geométricos, cinemáticos, térmicos, entre outros. O estudo dos erros dessas máquinas, dos métodos de calibração, e dos modelos geométricos e cinemáticos compõem o que se convencionou chamar de Metrologia das Máquinas Ferramentas.

Dentre os temas de pesquisa atualmente em desenvolvimento destacam-se;

• Calibração dos erros geométricos e cinemáticos de máquinas ferramentas;
• Levantamento do comportamento térmico de máquinas automáticas e comandadas numericamente;
Ensaios geométricos convencionais de máquinas ferramentas;
• Calibração de centros de usinagem por métodos indiretos;
• •Modelagem matemática de máquinas ferramentas.

Metrologia das Superfícies

A demanda por peças cada vez mais precisas vem exigindo uma constante ampliação dos critérios de interpretação de medidas e de grandezas geométricas. A funcionalidade de montagens mecânicas que anteriormente dependia exclusivamente de parâmetros dimensionais, tais como diâmetros, distâncias, folgas, etc., passa agora a depender também da textura superficial e da forma real das peças.

Os estudos relativos ao desenvolvimento de parâmetros e de modelos aplicados às formas e à textura superficial dos elementos mecânicos, compõem atualmente a área de concentração denominada Metrologia das Superfícies. Nela os elementos mecânicos idealmente corporificados nas formas euclidianas são estudados e distâncias não geométricas entre o real e o ideal avaliam a acuracidade destes elementos. Também são analisados os problemas relativos à aspereza ou textura superficial através de parâmetros normais e tangenciais à superfície em termos de médias e de momentos de ordem superior que caracterizam funcionalmente as superfícies.

Dentre os temas de pesquisa atualmente em desenvolvimento destacam-se:

• Parâmetros para a caracterização de textura superficial;
• Novas técnicas de avaliação de textura superficial;
•Métodos e técnicas de calibração de instrumentos de avaliação de textura superficial;
• Dinâmica da varredura de instrumentos de medição de textura superficial;
• Métodos e algoritmos para avaliação de erros de forma;
•Estratégias de medição dos erros de forma.