Traceable onboard metrology for machine tools and large-scale systems

Resumen

Esta tesis doctoral persigue la mejora de las funcionalidades de las máquinas herramienta para la fabricación de componentes de alto valor añadido. En concreto, la tesis se centra en mejorar la precisión de las máquinas herramienta en todo su volumen de trabajo y en desarrollar el conocimiento para realizar la medición por coordenadas trazable con este medio productivo. En realidad, la tecnología para realizar mediciones en máquina herramienta ya está disponible, como son los palpadores de contacto y los softwares de medición, sin embargo, hay varios factores que limitan la trazabilidad de la medición realizada en condiciones de taller, que no permiten emplear estas medidas para controlar el proceso de fabricación o validar la pieza en la propia máquina-herramienta, asegurando un proceso de fabricación de cero-defectos. Aquí, se propone el empleo del documento técnico ISO 15530-3 para piezas de tamaño medio. Para las piezas de gran tamaño se presenta una nueva metodología basada en la guía VDI 2617-11, que no está limitada por el empleo de una pieza patrón para caracterizar el error sistemático de la medición por coordenadas en la máquina-herramienta. De esta forma, se propone una calibración previa de la máquina-herramienta mediante una solución de multilateración integrada en máquina, que se traduce en la automatización del proceso de verificación y permite reducir el tiempo y la incertidumbre de medida. En paralelo, con el conocimiento generado en la integración de esta solución en la máquina-herramienta, se propone un nuevo procedimiento para la caracterización de la precisión de apunte del telescopio LSST en todo su rango de trabajo. Este nuevo procedimiento presenta una solución automática e integrada con tecnología láser tracker para aplicaciones de gran tamaño donde la precisión del sistema es un requerimiento clave para su buen funcionamiento.