metrologia_revisÃo_2º_bimestre

•Relógios Comparadores
Metrologia Industrial – James de Moraes
•Relógios Comparadores
Metrologia Industrial – James de Moraes

•Relógios Comparadores
Metrologia Industrial – James de Moraes
•Relógios Comparadores
Metrologia Industrial – James de Moraes

•Relógios Apalpadores
Metrologia Industrial – James de Moraes
•Relógios Apalpadores
Metrologia Industrial – James de Moraes

•Traçadores de Altura
Metrologia Industrial – James de Moraes
•Traçadores de Altura
Metrologia Industrial – James de Moraes

•Traçadores de Altura
Metrologia Industrial – James de Moraes
•Definição de Sistema de Medição
Conjunto de instrumentos,dispositivos, padrões, operações,
métodos, software, pessoal, ambiente e premissas usado
para quantificar uma unidade de medida ou estabelecer
avaliação para a característica sendo medida
É o processo completo usado para se obter
medições
Peça
Pessoa
Procedimento
Ambiente
Instrumento
Padrão
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•O Processo de Medição é parte do
Processo de Tomada de Decisão
Entrada
Processo de
fabricação a ser
gerenciado
Processo de Medição
Medição
Valor
Análise
Critério para eficácia do
processo de medição:
Decisões corretas
a partir das medições com
qualidade, ou seja,com
baixa variação e boa
estabilidade.
Saída
Decisão
sobre o
produto ou
processo
(aceitar/
rejeitar)
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•Componentes do Sistema = Causas de Variação
procedimento
peça a ser medida
pessoa
MEDIÇÃO
padrão
instrumento
ambiente
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•Perguntas que devem ser respondidas ao
avaliarmos um Sistema de Medição
O sistema tem discriminação e sensibilidades adequadas ?
O sistema é estável ao longo do tempo ?
Suas propriedades estatísticas são consistentes e aceitáveis
para o controle do produto e/ou o controle do processo
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•Como respostas as perguntas do slide anterior …
Os mais usados na indústria automotiva são os estudos de:
Tendência (“bias” ou desvio)
Repetibilidade
Reprodutibilidade
Estabilidade
Linearidade
Considerar também antes
Discriminação (sensibilidade a variações)
Variação própria da peça
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•Discriminação
Após a realização de vários estudos de
discriminação conclui-se que a resolução desejável
deveria ser, no mínimo, 1/10 da variação do
processo (6σ) e não 1/10 da tolerância do
processo.
A resolução mínima aceitável é de 1/5 da variação
do processo.
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•Tendência
Diferença entre a média observada de medições e um valor
de referência
Valor de referência:
Valor consensado como padrão. Pode ser determinado por uma
média de medições feitas (n ≥10) com equipamento de maior nível
(p.ex.: 3D/MMC)
Se houver valores de referência cobrindo início, meio e fim da
variação do processo, analise os dados usando um estudo de
linearidade
tendência
valor
de referência
medições
valores
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valor
médio observado

•Estabilidade
É a variação total das medições obtidas :
mesmo padrão ou peças
mesma característica
ao longo de um período de tempo
Permite-nos predizer o desempenho do sistema de medição
no futuro
instante 1
instante 2
valores
estabilidade
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•Linearidade
É a diferença das tendências ao longo da faixa de operação
do equipamento
Pode-se raciocinar como uma mudança da tendência com
respeito ao tamanho
valor
de referência
tendência
menor
valor
de referência
tendência
maior
parte inicial
da faixa
parte final
da faixa
valor
médio
observado
valor
médio
observado
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•R&R (Repetibilidade e Reprodutibilidade)
Repetibilidade
Variação das medições obtidas com
mesmo equipamento de medição
várias vezes
valores
por um mesmo avaliador
repetibilidade
na mesma característica
na mesma peça
Verifica se a variabilidade do sistema de medição é consistente
Fontes de erro : 1) próprio equipamento, 2) variação da posição da
peça no equipamento
As duas fontes são representadas pelas amplitudes das medições
Por isso pode ser demonstrada pela carta das amplitudes (R)
várias medições
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•R&R (Repetibilidade e Reprodutibilidade)
Reprodutibilidade
Variação da média das medições obtidas com
mesmo equipamento de medição
várias vezes
por diferentes avaliadores
na mesma característica
na mesma peça
Verifica se a variabilidade entre operadores é consistente
Fonte de erro :
desvio adicionado pelo avaliador
Se um desvio (além daquele do equipamento) existe, a média das
leituras entre operadores vai diferir
Demonstrada pela carta das médias (⎩)
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• Terminologia
São usados dois sistemas básicos de medida: o da linha média M e
o da envolvente E.
O sistema da linha média é o mais utilizado.
Alguns países adotam ambos os sistemas.
No Brasil - pelas Normas ABNT NBR 6405/1988 e NBR
8404/1984 -, é adotado o sistema M.
No sistema da linha média, ou sistema M, todas as grandezas da
medição da rugosidade são definidas a partir do seguinte conceito
de linha média.
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• Terminologia
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• Ra – Rugosidade Média
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• Indicação da rugosidade Ra pelos números de classe
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• Simbologia, equivalência e processos de usinagem
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• Ry – Rugosidade Máxima
Está definido como o maior valor das rugosidades parciais (Zi)
que se apresenta no percurso de medição (lm). Por exemplo: na
figura a seguir, o maior valor parcial é o Z3, que está localizado
no 3º cut off, e que corresponde à rugosidade Ry.
Rugosidade Ry definida como a rugosidade parcial (neste caso Z3)
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• Rt – Rugosidade Total
Corresponde à distância vertical entre o pico mais alto e o vale
mais profundo no comprimento de avaliação (lm),
independentemente dos valores de rugosidade parcial (Zi). Na fig.
abaixo, pode-se observar que o pico mais alto está no retângulo
Z1, e que o vale mais fundo encontra-se no retângulo Z3.
Ambos configuram a profundidade total da rugosidade Rt.
Rugosidade Rt. Distância entre o pico mais alto e o vale mais profundo
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• Rz - Rugosidade média
Corresponde à média aritmética dos cinco valores de rugosidade
parcial. Rugosidade parcial (Z i) é a soma dos valores absolutos das
ordenadas dos pontos de maior afastamento, acima e abaixo da linha
média, existentes no comprimento de amostragem (cut off). Na
representação gráfica do perfil, esse valor corresponde à altura entre
os pontos máximo e mínimo do perfil, no comprimento de
amostragem (le). Ver figura a seguir.
RZ= Z1+Z2+Z3+Z4+Z5
5
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• Indicação de desenho
•Simbologia: Norma ABNT – NBR 8404/1984
1
2 3
Exigencia de Textura Superficial
Exigencia de remoção de
material
Remoção do Material não
permitida
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• Indicação de desenho
•Simbologia: Norma ABNT – NBR 8404/1984
Cada uma das indicações do estado de superfície é disposta em relação ao símbolo.
e
a
d
b
c(f)
3,2
2
fresar
2,5
a = valor da rugosidade Ra, em µm, ou classe de rugosidade N1 até N12
b = método de fabricação, tratamento ou revestimento
c = comprimento de amostra, em milímetro (cut off)
d = direção de estrias
e = sobremetal para usinagem, em milímetro
f = outros parâmetros de rugosidade (entre parênteses)
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•Projetores de perfil
Com o passar dos anos o projetor deixou de ter a tela na forma
retangular e passou a ter forma circular com gravações
periféricas a cada grau e um Vernier estacionário, e escalas nas
mesas X e Y possibilitando maior versatilidade e autonomia de
medição, a partir de então, deixou de ser exclusivamente um
equipamento de simples comparação e passou aser um
instrumento de medição.
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•Projetores de perfil
Com o projetor de perfil é possível fazermos 3 tipos de projeções:
Projeção diascópica onde o objetivo é projetar os contornos para
medi-los.
Projeção episcópica onde o objetivo é projetar a superfície e
efetuar as medições de gravações nas peças.
E a projeção onde juntamos os dois processos.
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•Projetores de perfil
Com maior acessibilidade as escalas eletroópticas e aos painéis
digitais como sistemas de leitura , os projetores de perfil
passaram a ser comandados numericamente, ou seja, através de
um sistema ideal de coordenadas cartesianas, era possível medir
as peças com um simples deslocamento da mesa.
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•Projetores de perfil
Mais recentemente, com o advento
popularizado da informática e
dedicação extra na confecção de
computadores dedicados, foi possível
integrar um processador geométrico
ao projetor de perfil, que através de
funções específicas calcula
automaticamente o valor da
característica em medição, através da
uma simples coleta sistêmica dos
pontos designados pelo operador.
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•Projetores de perfil
Associado a esta revolução, foi possível
integrar neste processador geométrico um
sistema de coleta de dados automático
dos pontos que devem ser medidos.
Este sistema se baseia em um sensor de
fibra óptica instalado na tela do projetor,
que detecta na imagem projetada a borda
quando da transição entre um ponto claro
e um escuro , registra os valores de cada
um dos eixos e finaliza a medição da
característica selecionada no processador
geométrico.
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•Projetores de perfil
Este detector de bordas vem sendo
considerado pelos usuários como o
estado da arte na medição em projetores
de perfil, pois reduz consideravelmente o
erro humano no posicionamento da peça
em relação a um ponto fixo na tela além
de melhorar significativamente a
repetitividade e a exatidão na medição.
Como consequência da tecnologia da
informática, também é possível fazer
engenharia reversa de peças com perfis
Complexos.
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•Projetores de perfil
Ao final de todo o processo de medição
obtém-se um pré desenho que pode ser
exportado sob a extensão de um arquivo
.DXF e posteriormente pode ser tratado
num software comercial de CAD, e, ter a
sua imagem analisada.
Outra ferramenta tecnológica eficaz para
uso do projetor de perfil no processo
produtivo é a integração total dos
resultados obtidos durante a medição em
um software para Controle Estatístico do
Processo (CEP)
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•Projetores de perfil
Devido a grande complexidade de
se confeccionar lentes com grande
capacidade de ampliação, a The
L.S. Starrett Co. desenvolveu e
patenteou um sistema com câmera
de video (CCD) (figura 11) capaz
de ampliar até 240 vezes o tamanho
real da peça.
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•Projetores de perfil
Os projetores de perfil são classificados segundo suas formas
construtivas, tipo de iluminação, tipos de projeção, capacidade
de medição e devem ser escolhidos segundo a necessidade da
medição a ser feita.
Recomenda-se que os projetores horizontais sejam destinados a
medição de peças que precisam ser presas em morsas ou entre
pontas.
Já o modelo vertical é indicado nos casos de medição de peças
delgadas, que possam ser colocadas sobre uma placa de vidro,
peças que possam sofrer deformações indesejáveis ou que sejam
de materiais moles (plástico) ou ainda placas para componentes
eletrônicos.
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•Projetores de perfil
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•Projetores de perfil
Os últimos 10anos foram a mola propulsora na tecnologia da
medição óptica, de um simples equipamento comparativo
passou a ser a solução completa para as medições onde não se
podem ter contatos mecânicos entre peça/instrumento e no
dimensionamento de peças com tamanho extremamente
reduzidos.
Além destas necessidades e em função do avanço da tecnologia
dos materiais e dos processos de fabricação associado aos
inúmeros produtos ligados a informática denota-se a tendência
no uso cada vez mais freqüente da tecnologia de medição sem
contato.
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•Equipamentos de medição por coordenadas
Uma Máquina de Medir a Três Coordenadas, independentemente de
qual seja sua estrutura mecânica, é a representação física de um
sistema de coordenadas cartesiano.
A máquina define a geometria de uma peça através de pontos
coordenados (Xi, Yi,Zi), dispersos discretamente sobre a sua
superfície.
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•Equipamentos de medição por coordenadas
Sistemas de Medição
As MMC’s (Máquinas de Medir por Coordenadas) contam com
sistemas mediante os quais é efetuada a aquisição das
coordenadas, normalmente cartesianas, dos pontos a medir.
Na atualidade, as MMC’s contam com dois tipos de sistemas de
medição, os sistemas de medição por contato e os sistemas de
medição de não contato.
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•Equipamentos de medição por coordenadas
O sistema de contato,
vulgarmente conhecido como
sistema de apalpação, tem como
finalidade fazer a aquisição de
um determinado ponto medido
através do contato com a
superfície a medir, apresentando
as coordenadas nos eixos X, Y e
Z, relativamente a um sistema de
coordenadas definido.
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•Equipamentos de medição por coordenadas
Vantagens do Sistema de medição por Contato
Entre as principais vantagens dos sistemas de medição por
contacto destacam-se:
• Incertezas de medição baixas (caso da máquina UPMC Ultra
que tem uma incerteza de 0,3+L/1000 Pm, com L em mm);
• Muito boa versatilidade
Desvantagens do Sistema de medição por Contato
Entre essas desvantagens destacam-se:
• A deformação que pode provocar na peça a medir no
momento do contacto;
• A impossibilidade de efetuar medições em superfícies
reduzidas e de difícil acesso.
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•Equipamentos de medição por coordenadas
Os sistemas de medição por não contato,
tem como principal objetivo, a aquisição
de coordenadas de um ponto localizado
numa superfície da qual se pretende
obter medições.
Muitas peças são de geometria muito
complexa, onde muitas vezes é obter
medições através do contato, sendo
assim foi desenvolvido novos
equipamentos para as máquinas de forma
a substituir, em medições muito
especificas, os habituais apalpadores de
contacto.
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•Equipamentos de medição por coordenadas
Vantagens do Sistema de Medição por Não Contato
O método de medição sem contato, têm-se mostrado como uma
solução atrativa na medição geométrica de peças e apresenta
como principais vantagens:
• Total ausência de contato com a superfície a medir;
• Não provoca deformação das peças ao medir;
• Boa riqueza de detalhes, o que permite efetuar medições de
cotas com dimensões muito reduzidas onde o contato é muitas
vezes impossível;
• Permite digitalizar de modelos;
• Permite efetuar o que vulgarmente é conhecido como
engenharia reversa.
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•Equipamentos de medição por coordenadas
Desvantagens do Sistema de Medição por Não Contato
Apesar da versatilidade destes sistemas, ainda existem algumas
desvantagens entre as principais destacam-se:
• Incertezas de medição ainda altas, quando comparadas com os
sistemas de medição por contacto;
• Possibilidade de existir distorções provocadas pela lente.
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•Comparativo dos resultados de medições
feitas nos dois sistemas de medição.
A comparação entre sistemas de medição não pretende ser de
forma alguma depreciativa para o sistema de medição por
leitura óptica, mas tem como objetivo levar o metrologista a
equacionar qual o sistema de medição que mais se adequa às
medições que pretende efetuar.
No entanto, conclui-se que, face a estudos desenvolvidos
cujos valores apresentam com mais preciso os dados obtidos a
partir de medição por contacto, nos levam a indicar que
sempre que seja possível a medição ser feita por contato, esta
deve ser a opção que deve prevalecer.
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BOA PROVA!
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