Fundamentos de metrología

fundamentos de metrología y calidad

La metrología es una actividad imprescindible en cualquier empresa que se dedique a producir objetos. Hoy en día cualquier pieza tiene que cumplir una serie de características de calidad, dimensiones, acabado superficial y tolerancias. Que definirá la calidad de la pieza. Un profesor mía definía la calidad como la capacidad de producir piezas idénticas dentro de unos parámetros

Metrología es la ciencia que se ocupa del estudio de las unidades de medida y de las técnicas de medición.

Metrología de Taller es la parte de la medición en la construcción mecánica.

El objetivo de la Metrología es determinar una medida proporcionando además el margen de incertidumbre de la misma.

Las mediciones pueden ser:

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  • Directas: cuando obtenemos directamente el valor de la medida
  • Indirecta: cuando el valor se obtienen como resultado de realizar una serie de operaciones

Para que una pieza pueda cumplir la función para la que está diseñada debe de cumplir una serie de requisitos que deben de venir especificados en el plano de fabricación. Estos son:

  1. La naturaleza y estado físico del material.
  2. La forma geométrica de la pieza.
  3. Las dimensiones de esta forma.
  4. La calidad de acabado superficial de sus superficies.

Ninguna máquina es capaz de fabricar piezas exactas que cumplan todos los requisitos mencionados, pro eso se admiten unos márgenes de variación que se indican con las tolerancias.

Verificar una pieza es comprobar que se cumplen los requisitos que piden en la fabricación y que quedan dentro de la zona de tolerancia admisible.

Unidades de medida. Patrones

La unidad de medida es aquella magnitud, cuyo valor numérico se admite por convención igual a uno.

En 1960 se definió el Sistema Internacional de Unidades (SI) como el más adecuado y completo, para los países. España se adhirión a partir de 1967.

Unidades de longitud

Como unidad de longitud en medición mecánica se emplea el milímetro, que equivale al a milésima parte del metro. Para la medida de lontitud en las tolerancias se utiliza como unidad la milésima parte del milímetro, el micrómetro

Unidades de ángulo

La unidad de medida de ángulos es el ángulo recto.

El ánglo recto se divide en 90 partes iguales que se denominan grados. A su vez éstos se dividen en 60 partes, que se llaman minutos y cada minuto en 60 segundos.

Influencia e la temperatura en la medición

En el SI, en países aderidos a ISO las medidas indicadas en los planos se suponeen a una temperatura de 20ºC . Si hay que haer corrección debido a la temperatura se hace con la siguiente fórmula

Lt= L20(1+α (t-20))

  • Lt es longitud Tª,
  • L20 longitud a 20ºC,
  • α coeficiente de dilatación térmica del material

Organización metrológica

Los patrones son objetos o instrumentos que permiten materializar y reproducir las unidades de medida o los múltiplos y submúltiplos de las mismas.

TIPOS DE PATRONES

  • Patrones primarIos, que son los que materializan las unidades básicas de SI
  • Patrones secundarios, aquellos que materializan unidades no básicas o básicas pero no conformes a su definiCIón.

PROPIEDADES FUNDAMENTALS DE LOS PATRONES

  1. Invariabilidad
  2. Posibilidad de reproducción y diseminación

Trazabilidad. Plan de calibración

Trazabilidad y plan de calibración

En metrología se define la Trazabilidad de una medida como la propiedad consistente en poder referir la precisión de dicha medida a patrones apropiados, a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones.

Calibración es el conjunto de operaciones que tienen por objetos determinar el valor de los errores de un patrón, instrumento o equipo de medida, para proceder a su ajuste o expresarlos mediante tablas o curvas de corrección. el resultado e estas operaciones se expresa en un certificado de calibración.

La correcta trazabilidad de un laboratorio de metrología se consigue a través de un Plan de Calibración Permanente.

Plan de calibración

Hay que ordenar todos los instrumentos de mayor a menor precisión y organizarlos por niveles. El primero con los patrones de referencia, luego herramientas que se usan para calibrar otros elementos y por último los que no calibran a ninguno.

Tiene un soporte físico formado por:

  • Diagrama de niveles. Gráfico agrupando todos los instrumentos de medida
  • Etiquetas de calibración. Etiquetas con la fecha en la que se ha hecho la calibración y la de la próxima calibración
  • Fichero de instrucciones. Fichas e los instrumentos con instrucciones de como calibrar y numeradas como en el diagrama.
  • Archivo de datos. Carpetas numeradas de acuerdo con el diagrama de niveles. Y donde estarán los datos que creamos que son interesantes y necesarios

Precisión en la industria

Precisión en la indutria

Con el cambio de la fabricaión artesanal a la fabricación en serie, se hace necesaria la intercambiabilidad entre piezas y herramientas. Y esto significa que necesitamos una mayor precisión a la hora de fabricar y calibrar y todo repercute en una mejora del control de calidad.

El control de calidad afecta al a normalización para homogeneizar criterios de diseño, uso de tolerancias para los ajustes, verificación de las máquinas y herramientas y de las piezas del sistema productivo, además de la calibración de instrumentos de medida entre otras acciones.

La metrología es un factor muy importante en el control de calidad del producto. Hay que medir cada vez con más precisión. De esta forma obtenemos la máxima precisión en la comparación entre patrón y elemento

Magnitudes físicas que abarca la metrología dimensional

Cuando hablamos e la geometría de una pieza podemos referirnos a

Macrogeometría

Dimensiones (Longitud, ángulo) y Formas, orientación, situación, oscilación ( rectitud, paralelismo, perpendicularidad, angularidad, simetría, planitud, redondez, cilindricidad, conentricidad)

Los errores macrogeométricos tienen como origen los siguientes aspectos

  • Precisión de las máquinas-herramienta, así como su estado de conservación
  • Calidad y estado del desgaste de las herramientas de mecaniación
  • Deformación elástica de las piezas y herramientas
  • Deformaciones por dilataciones térmicas
  • Coeficientes de retracción del material

Microgeometría (acabado superficial)

Los errores microgeométricos son debidos a varios factores

  • Filos de la herramienta
  • Velocidad de corte
  • Avances
  • Oscilaciones
  • Temperatura
  • Acabado del molde