Máquinas de medir por coordenadas (MMC’s) são equipamentos metrológicos amplamente utilizados no setor de garantia da qualidade de indústrias metais-mecânicas. São equipamentos precisos que detectam variações microscópicas nas medições. Tais características lhes atribuem uma grande versatilidade e capacidade de medição.

Essa versatilidade confere às MMC’s a capacidade de executar tarefas complexas, dificultando as decisões relativas à medição, particularmente devido aos erros existentes em todas as máquinas. Entre eles estão os 18 erros cinemáticos, que são movimentos indesejáveis de ordem micrométrica.

Genericamente, são apenas 6 os erros cinemáticos atribuídos a cada um dos 3 corpos rígidos integrantes da estrutura da máquina, sendo 3 de translação e 3 de rotação. Os erros de translação são: um de posição e dois de retilineidade; e os de rotação são: “PITCH”, “YAW” e “ROLL”. No entanto, não existem ferramentas que permitem enxergar estes erros.

Porém, é de grande importância que os usuários de MMC’s entendam como estes erros afetam o desempenho das máquinas para se obter melhores resultados. Desta forma, o objetivo é implementar uma representação gráfica destes erros em um ambiente de simulação virtual que representa graficamente uma MMC. Para esta implementação é necessário também o desenvolvimento de interfaces que permitam ao usuário configurar características relativas aos erros e a ampliação destes erros, visto que em seu tamanho natural são invisíveis a olho nu.

Inicialmente buscou-se encontrar diversas fontes capazes de fornecer informações que permitam formar uma base sólida sobre os assuntos tratados no projeto. Os principais assuntos envolvidos foram: erros de máquinas, máquinas de medir por coordenadas, programação em JAVA e modelamento matemático de erros.

Realizada a interação com o assunto tratado na pesquisa, iniciou-se o estudo do código de programação JAVA do aplicativo que simula a máquina de medir para que, após seu entendimento e documentação, foi traçada uma estratégia de implementação dos erros cinemáticos e também das interfaces que controlarão as características que os modelam.

Definidas tais estratégias, partiu-se para efetiva implementação realizando a programação no código JAVA. Em seguida foram realizados testes para descobrir se a programação atende aos requisitos determinados no projeto da implementação. Ao se comparar o que a estrutura implementada simula com a definição teórica de como são os erros, valida-se ou não a implementação.

Caso fossem encontradas falhas, realizava-se um reestudo da estrutura implementada e uma nova programação da mesma, e consequentemente um novo teste. Este ciclo continuou até que uma solução que atendesse os requisitos do projeto da implementação fosse encontrada.

Com a validação final de todas as implementações, foram gerados documentos do código JAVA como o uso da ferramenta JAVADOC.

Todo o processo de pesquisa foi realizado no Laboratório de Metrologia da UNIMEP.

No início da pesquisa, o aplicativo que simula graficamente uma MMC continha apenas duas interfaces JAVA para movimentar, sem nenhum erro cinemático, a máquina virtual mostrada em uma interface VRML. Com a implementação realizada, foram adicionadas mais cinco interfaces JAVA ao aplicativo.

Das cinco interfaces criadas, três são para a configuração de parâmetros relativos à simulação dos erros; outra permite ao usuário ajustar os comprimentos dos eixos X, Y e Z da máquina virtual; e uma que permite ao usuário o acesso a todas as seis interfaces (quatro implementadas nesta pesquisa e duas já existentes para movimentação).

As três interfaces desenvolvidas para a configuração de características dos erros servem: uma para a entrada dos coeficientes das equações polinomiais de grau seis que modelam matematicamente os erros; outra para a escolha do fator de ampliação destes erros para poder visualizá-los; e outra para a seleção de quais erros deverão estar sendo simulados, permitindo uma análise diferenciada.

Com a utilização destas interfaces o usuário pode visualizar movimentos indesejáveis que modificam a retilineidade e orientação dos movimentados realizados com a máquina virtual. Em escala ampliada os erros exercem vários efeitos nos corpos rígidos da máquina, tais como: rotações em torno de variados eixos e deslocamentos para fora da guia de movimento.

Deste desenvolvimento, conclui-se que este trabalho realmente proporciona ao usuário a compreensão macroscópica dos efeitos dos erros micrométricos e invisíveis a olho nu, habilitando o mesmo a utilizar destas representações para realizar análises de desempenho sobre as medições realizadas em máquinas reais. Depois de testes de configuração, as interfaces se mostraram práticas e de fácil manuseio, não oferecendo maiores dificuldades para operá-las.

Os resultados deste projeto contribuem com mais uma etapa no processo de desenvolvimento deste software metrológico que simula uma máquina de medir. Destaca-se que este software, quando inteiramente desenvolvido, servirá tanto para o treinamento de usuários de MMC’s das indústrias quanto para a área acadêmica no ensino da Engenharia.

Finalmente, ressalta-se a importância deste ferramental que é capaz ajudar os usuários de MMC’s na compreensão de fatores microscópicos de difícil entendimento teórico.