Tehnologie de măsurare - Controlul calității prin metode de măsurare

În producția industrială, tehnologia de măsurare este o componentă fundamentală pentru monitorizarea și controlul calității. Tehnicile de măsurare industrială permit colectarea și cuantificarea datelor și a informațiilor precise despre dimensiunile, proprietățile și caracteristicile obiectelor. Următorul articol prezintă importanța pe care tehnologia de măsurare o are pentru asigurarea calității și introduce unele metode din tehnologia de măsurare.

Importanța tehnicilor de măsurare în asigurarea calității și controlul calității

Tehnologia de măsurare se referă la utilizarea sistematică a instrumentelor de măsurare, a metodelor de măsurare și a proceselor de măsurare pentru înregistrarea și analizarea cantitativă a variabilelor identificabile.

Acestea pot fi, de exemplu, variabile fizice, proprietăți ale obiectelor și ale substanțelor, precum și procese sau sisteme. O posibilă preocupare pentru utilizarea tehnologiei de măsurare este verificarea standardelor și a specificațiilor produsului. Astfel, defectele și abaterile pot fi detectate și corectate în timp util, chiar înainte ca produsele să intre pe piață.

Următoarele avantaje rezultă din utilizarea diferitelor tehnici de măsurare:

• Asigurarea calității produselor: Tehnicile de măsurare sunt utilizate pentru a cuantifica proprietățile și caracteristicile produselor și pentru a le compara cu cerințele subiacente (de ex., standarde sau cerințe ale clienților). Aceasta înseamnă că defectele și abaterile sunt detectate la timp și pot fi inițiate acțiuni preventive. Acest lucru reduce costurile de reprelucrare.
• Controlul proceselor și optimizarea proceselor: Tehnicile de măsurare permit monitorizarea continuă a proceselor de producție. Abaterile pot fi detectate în timp real și corectate prin intervenție timpurie.
• Luarea deciziilor bazate pe date: Datele furnizate sunt precise și fiabile. De exemplu, acestea pot servi ca bază pentru îmbunătățirea proceselor și pentru schimbările de proiectare și pot susține luarea deciziilor.
• Trasabilitate și documentare: În general, măsurătorile sunt documentate pentru o trasabilitate perfectă. Această abordare este deosebit de benefică în industriile puternic reglementate.
• Îmbunătățire continuă: Datorită analizei datelor de măsurare, procesele de îmbunătățire pot fi dezvoltate și implementate în mod continuu.

DIN 1319 pentru tehnologia de măsurare

Standardul de bază pentru tehnologia de măsurare din Germania este DIN 1319. Aceasta definește următoarele:

• Partea 1: Terminologie de bază (1/1995)
• Partea 2: Terminologie legată de echipamentele de măsurare (10/2005)
• Partea 3: Evaluarea măsurătorilor unei singure măsurători; Incertitudinea de măsurare (5/1996)
• Partea 4: Evaluarea măsurătorilor; Incertitudinea de măsurare (2/1999)

Părțile Standardului definesc, printre altele, termenii pentru măsurarea echipamentului, evaluarea și măsurarea incertitudinii. Aceasta include următoarele mijloace:

• Dispozitive de măsurare
• Echipament de măsurare
• Standard
• ajutoare
• Materiale de referință
• Dispozitive pentru calibrare sau reglare

Software-ul este unul dintre aceste instrumente. Acesta este utilizat, de exemplu, pentru a efectua măsurători utilizând modele CAD ale specimenelor de testare. Pentru a asigura calitatea, echipamentul de testare trebuie monitorizat la intervale regulate.

Variabile măsurabile

Tabelul următor oferă o prezentare generală exemplificativă a variabilelor măsurabile și a dispozitivelor de măsurare adecvate:

Tehnologie de măsurare industrială

Pentru măsurători precise și controale de calitate, există diferite tipuri de tehnici de măsurare, atât mecanice, cât și fără contact:

• Tehnologie de măsurare mecanică, de exemplu, măsurarea lungimii cu rigle, etriere sau micrometre, măsurarea unghiurilor cu goniometre sau dispozitive de măsurare a unghiului
• Tehnologie de măsurare electrică, de exemplu măsurarea tensiunii cu voltmetre sau măsurarea curenților cu ampermetre.
• Tehnologie de măsurare optică, de exemplu camere
• Tehnologie de măsurare a temperaturii, de exemplu, termometre

Unele dintre tehnicile de măsurare și posibilitățile de aplicare a acestora în domeniu sunt discutate mai detaliat mai jos.

Tehnici de măsurare mecanică și tactilă

Instrumentele de măsurare mecanică sunt utilizate în diverse aplicații și industrii pentru a măsura lungimile, unghiurile, presiunea, temperatura și alți parametri fizici. MISUMI oferă o gamă largă de tehnici de măsurare mecanică, de exemplu:

• Instrumente de măsurare a diametrului interior
• Dispozitive de măsurare
• Șublere

Tehnicile de măsurare tactilă reprezintă o sub-zonă a tehnicilor de măsurare mecanică. Senzorii tactili de măsurare, cum ar fi stilusurile sau sondele tactile, pot fi utilizați pentru a măsura lungimile, lățimile și înălțimile componentelor sau pieselor de prelucrat. Acestea sunt adesea utilizate în producție pentru a asigura că piesele au dimensiunile corecte.

Tehnologie de măsurare electrică

În tehnologia de măsurare electrică, valorile electrice, cum ar fi tensiunea, amperajul, rezistența, puterea și alți parametri electrici sunt măsurate în principal. O măsurătoare electrică poate, de exemplu, să procedeze după cum urmează: Mai întâi, trebuie selectat un dispozitiv de măsurare suficient de dimensionat. Conductorii de măsurare ai dispozitivului de măsurare sunt apoi conectați la circuitul de testat sau la dispozitivul de testat. Pentru a evita scurtcircuitele, vârfurile de măsurare nu trebuie să intre în contact cu alte părți ale circuitului. La dispozitivele digitale, este posibil ca indicatorul să trebuiască calibrat la zero înainte de măsurătoare. Rezultatul obținut este apoi comparat cu tensiunile preconizate și evaluat pentru a determina dacă se află în intervalul normal.

Tehnologie de măsurare optică

Tehnicile de măsurare optică includ, de exemplu, camere industriale care sunt direcționate către obiectul de testare și sunt conectate prin intermediul unui PC. Aparatul foto realizează imagini de înaltă rezoluție pe baza parametrilor precum diametrul, care sunt apoi calculați pe PC. Rezoluția se extinde în jos până la intervalul micrometrului. Tehnicile de măsurare optică sunt foarte flexibile. Acestea sunt potrivite pentru o gamă largă de piese de prelucrat. Principiul funcționează prin marginile umbrite ale obiectelor: tot ceea ce poate fi ilustrat în umbră poate fi măsurat utilizând tehnologia optică de măsurare. Cu toate acestea, tehnologia de măsurare optică are limite: Caracteristicile speciale, cum ar fi canelurile, orificiile de alezaj sau dinții angrenajelor de pe arbori nu pot fi reproduse în acest mod. În aceste cazuri, se recomandă adăugarea tehnicilor de măsurare tactilă la tehnicile de măsurare optică. O sondă de măsurare poate, de exemplu, să scaneze și să măsoare un angrenaj.

Tehnologie de măsurare acustică

Tehnicile de măsurare acustică utilizează diverși parametri, cum ar fi timpul de deplasare a undelor ultrasonice sau a modelelor de reflexie, pentru a identifica defectele, neregularitățile sau modificările materiale. Acestea sunt complet nedistructive. Senzorii ultrasonici, de exemplu, lucrează la propagarea și reflectarea undelor sonore. Senzorul este ținut pe o parte a piesei de prelucrat, suprafața de contact poate fi mărită printr-un agent de cuplare, cum ar fi un gel, iar apoi undele sonore sunt ghidate în piesa de prelucrat. La celălalt capăt, acestea sunt reflectate fie printr-un dop atașat, fie, de asemenea, fără unul și trimise înapoi la punctul de pornire. Transmițătorul devine apoi receptorul. Dacă există acum cavități în piesa de prelucrat, acestea ar trimite înapoi ecoul de reflexie mult mai devreme și ar fi înregistrate ca așa-numita ecografie de eroare în evaluare. Senzorii cu ultrasunete pot fi utilizați și în locații greu accesibile, cum ar fi orificiile de alezare.

Tehnologie de măsurare 3D

În tehnologia de măsurare 3D, sunt efectuate măsurători tridimensionale precise ale obiectelor. Permite colectarea de date despre caracteristicile geometrice și structura spațială a obiectelor tridimensionale. Tehnologia de măsurare 3D poate cuprinde diverse tehnici, cum ar fi scanarea laser, proiecția cu margine, stereovizualizarea, aparate de măsurare a coordonatelor (CMM-uri) și multe altele.

Un dispozitiv de măsurare a coordonatelor funcționează, de exemplu, după cum urmează: Un model CAD al piesei de prelucrat ce urmează a fi testată este creat și introdus într-un software special. Piesa de prelucrat este apoi amplasată în dispozitivul de măsurare a coordonatelor, iar poziția sa este transferată în software prin intermediul premăsurărilor. Apoi, dispozitivul urmărește contururile piesei de prelucrat reale utilizând modelul CAD și transmite aceste informații direct către software. Acolo, dimensiunile reale sunt comparate direct cu dimensiunile necesare. Orice abateri constatate, cum ar fi depășirile toleranțelor, sunt, de asemenea, marcate direct în acest moment. O condiție prealabilă pentru tehnologia de măsurare 3D este, desigur, un model CAD bine pregătit.

Digitalizarea tehnologiei de măsurare

În ultimii ani, digitalizarea tehnologiei de măsurare a înregistrat progrese considerabile. Acest lucru a îmbunătățit eficiența, acuratețea și flexibilitatea și a permis integrarea în medii de producție automatizate sofisticate.

Digitalizarea are următoarele avantaje:

• Rețea și integrare: Tehnologia de măsurare este din ce în ce mai integrată în sisteme de rețea și medii Industrie-4.0. Acest lucru permite transmiterea datelor de măsurare prin Internet of Things (IoT) și integrarea fără probleme a tehnologiei de măsurare în procesele de producție.
• Prelucrarea și analiza datelor: prin înregistrarea digitală a datelor de măsurare, calculele și evaluările statistice extrem de complexe pot fi create și utilizate mai ușor pentru decizii bine informate.
• Automatizare: Procesele de măsurare pot fi automatizate (de ex., dispozitivele de măsurare sunt controlate automat).
• Procesarea 3D și a imaginilor: Sunt posibile modele 3D și analize de suprafață mai complexe.
• Monitorizare și control de la distanță: Măsurătorile pot fi efectuate de la distanță, ceea ce este util în special în medii periculoase sau în care accesul este dificil.