SISTEMA OPTOELETRÔNICO PARA MEDIÇÃO AUTOMATIZADA DE ROS­ CAS OSSAM

O sistema proposto tem como princípio fundamental a medição por coordenadas. Na formação do sistema de medição COSSAMD participam diversos módulos. Basicamente, o OSSAM é formado por: um módulo posicionador, um módulo apalpador e um módulo controlador. A figura 5.1. mostra o esquema geral das interli­ gações entre os diversos módulos que compSem o OSSAM.

5.1.1 Módulo posicionador

O módulo posicionador tem a finalidade de fornecer as coorde­ nadas dos pontos de medição. As grandezas determinantes de uma rosca devem ser medidas segundo direçSes de medição diferentes umas das outras. Por exemplo, o passo é medido segundo uma di­ reção paralela ao eixo da rosca, enquanto que o diâmetro de flanco é medido segundo uma direção ortogonal à direção ante­ rior, ou seja, ortogonal ao eixo da rosca. Já o ângulo de flanco, por apresentar uma dada inclinação em relação às direçSes de medição das outras grandezas, necessita de deslo­ camentos segundo as duas direçSes ortogonais para ser medido. Por estes motivos o sistema deve possuir uma mesa de coordena­ das, com deslocamentos em duas direçSes ortogonais entre si, sobre a qual será fixada a roscâ a ser medida.

Além dos deslocamentos ortogonais da mesa, o OSSAM deve permi­ tir, também, um giro relativo entre a mesa e o eixo da unidade óptica Capalpador3, de um ângulo igual ao ângulo de avanço da rosca C ± , a fim de que, as medições se realizem num plano

Figura S.1. Sistema Optoeletrônico para MediçSo Automa­ tizada de Roscas - OSSAM

em que ambos os flancos de um filete estejam, simultaneamente, focados pela objetiva. Para satisfazer a esta exigência a fai­ xa de variação da inclinação não deve ser menor que ±

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Em função do exposto, o sistema deve permitir que os desloca­ mentos da mesa possam ser ora contínuos ora intermitentes, a fim de atender aos requisitos das diversas grandezas que devem ser medidas. A velocidade máxima admissível para os desloca­ mentos contínuos depende de vários fatores: modelo do proces­ sador do microcomputador, do tempo de resposta do sensor uti­ lizado, da precisão desejada. Com o objetivo de que o sistema possibilite medições por "scanning" é necessário que os deslo­ camentos contínuos possam ser realizados alternadamente, em sentidos opostos. Para atender a estes requisitos, são necessários dois motores independentes com controladores pro­ gramáveis através do microcomputador.

Devido ao fato que as incertezas de medição desejáveis para as grandezas determinantes da rosca são menores do que 1 fjm Citem 3.2.D , a resolução das escalas de medição deve ser menor ou igual a

0,1

0 ,2

O erro de linearidade dos deslocamentos, para o comprimento da rosca que será medida, não pode ser maior do que 0,2 (jm. Os erros de alinhamento entre o eixo da rosca e a direção do des— locamanto são eliminados pelo método de medição. O erro de or­ togonal idade para os deslocamentos da mesa deve ser menor ou

igual a 10 /jm em cada ÍOO mm de deslocamento. Todos estes li­ mites para os valores máximos dos erros são necessários para que se obtenha uma incerteza de medição compatível com a espe­ cificada no item 3.2.

5.1.2 Módulo apalpador

O módulo apalpador tem a finalidade de executar a detecção dos pontos do flanco do filete da rosca. Para tal, a imagem da rosca é projetada sobre o sensor por uma unidade óptica e os pontos do flanco são detectados pelo limite sombra/luz daquele ponto. A detecção do limite entre sombra e luz é obtido através de um transdutor optoeletrônico. O transdutor optoele- trônico é composto por um foto-sensor e por uma unidade eletrônica de conversão do sinal gerado pelo sensor. O sensor é um fotodetector que fornece um sinal de corrente proporcio­ nal a área iluminada, quando submetido a um feixe de raios lu­ minosos de intensidade constante. O sinal gerado pelo sensor é dirigido para um circuito eletrônico encarregado de executar a conversão deste sinal.

A unidade de conversão do sinal é um circuito eletrônico, que tem como função amplificar o sinal recebido do fotodetector e gerar um "trigger", toda vez que a tensão do sinal tratado cruzar o nível zero devido a passagem de uma sombra sobre o fotodetector Cver item

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A unidade óptica Cfig. 5.2.D ó composta de elementos, cuja configuração já está consagrada em microscópios de projeção episcópica, porém com uma iluminação formada pelo conjunto de elementos conhecido como "iluminação de Köhler" /59/. A unida­ de óptica é formada por vários conjuntos de lentes, cuja fina­ lidade é a de iluminar e projetar o objeto a ser medido. As­ sim, as lentes que compõem o coletor projetam o ponto de luz no foco do condensador. O condensador tem a finalidade de pro­ jetar este ponto ao infinito e projetar o diafragma de campo no plano objeto. O diafragma de abertura regula a intensidade luminosa sobre o plano objeto. O diafragma de campo limita o campo iluminado no plano objeto para reduzir as reflexões e dispersões do feixe de luz, o que, por conseqüência, melhora a definição da imagem. O tamanho do campo iluminado deve ser igual ao necessário para iluminar toda a superfície sensível do fotodetector. As lentes que formam a objetiva têm a tarefa de projetar ao infinito uma imagem do objeto a ser medido. As lentes intermediárias interceptam a projeção desta imagem ao infinito e a projetam no plano imagem. A superficie sensível do fotodetector deve ser colocada exatamente neste plano ima­ gem.

5.1.3 Módulo controlador

O módulo controlador das unidades do OSSAM é formado por um microcomputador com interfaces que possibilitem a sua comuni­ cação com as outras unidades do sistema, mais uma impressora e um adequado software.

FOTODETECTOR

________ V/4ÙZ4A________ PLANO iMAGEM

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