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Septiembre 2004
No. 150
Año XIX
Nuestro Software
MeasurLink v 6.0 Impacto de la
QM MEASURE en el Control de Procesos
PRECISION ES NUESTRA PROFESION
Tecnología de Medición por Coordenadas
No. 150
“Mundo Mitutoyo” Revista Técnica Científica
Publicación Trimestral “No. 150” Septiembre 2004 Año XIX Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional de Derecho de Autor:
04-2003-080713145800-102
Certificado de Licitud de Título: 12594 Certificado de Licitud de Contenido: 10166 Autorización de Registro Postal No. PP15-5087 Editor responsable: Alberto Rosas Tapia Diseño: Daniel Ignacio Salinas G. Colaboradores: Ramón Zeleny Daniel Salinas Imperio Muñoz Mitutoyo Corporation MAC Mitutoyo SulAmericana Consejo Editorial Mamoru Ikeda José Ramos Ramón Zeleny Nobuyuki Kakui Tohru Yokoyama Alberto Rosas Domicilio de la publicación: Impreso en los talleres de ADA Color, S.A. de C.V. en Escobillería No. 7 col. Paseos de Churubusco C.P. 09030 Iztapalapa, D.F. México Supervisión de impresión: Carlos Fdo. Haza Sastré.
PRECISION ES NUESTRA PROFESION
Septiembre 2004
Año XIX
CONTENIDO Editorial El futuro al alcance de nuestras manos
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Especial El Embajador de Japón en Mitutoyo
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Noticias Concurso de Medición
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Artículo Tecnología de Medición por Coordenadas
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En Portada Palpadores para CMM
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Aplicaciones Sistema de Lectura Digital
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Artículo Impacto de la QM Measure en el Control de Procesos
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Nuestro Software MeasurLink 6.0
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Actualización S-Drive Unit
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Tendencia Tecnológica Ultra QV350
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Aplicaciones Dureza Rockwell y Rockwell Superficial
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EDITORIAL
El futuro al alcance de nuestras manos Alberto Rosas T. Gerente Gral. de Marketing
Recuerdo hace años cuando nos imaginábamos cómo sería el futuro, cuántas facilidades tendríamos, cuando esperábamos con ansiedad la era del “sólo oprima el botón y...” muy bien, todos esos cambios son ahora palpables. También hemos presenciado muchos cambios en la industria y en la manera de hacer negocios, cada vez aumenta la presión a los fabricantes para que produzcan partes de alta calidad a precios competitivos y estos a su vez presionan a sus proveedores para que les ayuden a lograr estos objetivos. En nuestra experiencia, un factor importante para la reducción efectiva de costos es el incremento a la calidad del proceso, todos los pequeños factores que aunque mínimos incrementan nuestros costos, desde la limpieza, la capacitación, la capacidad efectiva de los equipos y el acercamiento del aseguramiento, no del control, a la calidad al proceso. Como fabricantes de equipo de medición, hemos tratado de acercar más la tecnología de medición tanto la tradicional como la de vanguardia al lugar mismo donde se está fabricando; este esfuerzo no es fruto de la casualidad, ha sido continuado y los resultados los tenemos en nuestras manos. Hemos aprovechado las tecnologías de control numérico por computadora que ahora hemos incluido en nuestros equipos de medición de forma haciéndolos más eficientes en esta medición (hasta 40 veces más rápidas) y hasta hemos ayudado a hacer más eficiente la operación evitando la asistencia del operador en la medición, dedicándolo a tareas más productivas.
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A nuestras máquinas de medición por coordenadas las vemos ya instaladas a un lado de la línea, claro, nuestros clientes han equipado sus procesos con más y mejores máquinas que les permiten no sólo inspeccionar piezas de trabajo, sino el proveer con los datos suficientes que les permiten tener una gran facilidad de comunicación en toda la empresa, y así tomar las decisiones adecuadas. Por ejemplo, al no estar absolutamente seguros de que cada pieza que enviamos a nuestros clientes, conforma a todas las tolerancias, nuestros clientes nos pueden recordar cuánto cuesta realmente un rechazo, desde la parte mal hecha, el re-trabajo, el tiempo desperdiciado en no hacerla bien y más importante, el cliente que podemos perder. Para finalizar, si hace algunos años me hubieran dicho que al oprimir el botón dato de un instrumento de medición en casi ese instante, ese dato lo podrían visualizar en cualquier lugar del mundo, o me hubieran comentado que una máquina de medición sería capaz de tomar decisiones con el diseño de la pieza de trabajo y retroalimentar esta información a centros de maquinado totalmente automáticos para corregir cualquier falla en la fabricación, o bien el medir o hacer interactuar dimensiones en un equipo de visión sin necesidad de enfocar aunque estas características estuvieran en diferente altura, el que se pudiera trabajar bajo chorros de refrigerante midiendo con algún instrumento para optimizar los tiempos de operación, en fin parece que ahora sí, el futuro esta aquí... Aprovechémoslo y avancemos.
ESPECIAL
Visita Mitutoyo El Embajador del Japón Lic. Imperio López Muñoz Marketer Para fortalecer los lazos que unen a México y Japón, la Embajada del Japón en nuestro país, se ha dado a la tarea de buscar e identificar los puntos afines que permitan una mejor relación en todos los aspectos para que exista una contribución mutua en los ámbitos comerciales y económicos, hasta ahora, cabe destacar que el intercambio cultural ha sido de gran importancia avanzando a un paso grandioso hacia el desarrollo de la integridad humana.
pertenece, ha dado respuestas alentadoras a sus clientes. Mitutoyo Mexicana es una empresa internacional, líder en su ramo, con metas y objetivos firmes, que dan prioridad a su más alto potencial; y de esta manera “Contribuir a la Sociedad, a través de la Medición de Alta Exactitud˝ (lema corporativo), y así cumplir con la “Buena Ciudadanía Corporativa˝ (filosofía japonesa), que en palabras
Como seguimiento a esta labor el pasado 11 de agosto del presente año, recibimos al Embajador del Japón en México, el Excmo Sr. Mutsuyoshi Nishimura, quién visitó
de la historia y trayectoria de Mitutoyo en el ámbito industrial, encontrandose y sobrepasándose los estándares de calidad que hoy en día exigen las sociedades globalizadas; también se le presentó una pequeña demostración de las funcionalidades y aplicaciones que estos equipos realizan.
del Embajador, el Sr. Nishimura, son las empresas japonesas que operan en México y que tienen la conciencia de contribuir con algo positivo para la comunidad.
las oficinas de Mitutoyo Mexicana, con el fin de conocer el desarrollo y la participación que ha logrado la empresa, en sus 25 años en México, y cómo ha logrado la integración del personal japones y mexicano y cómo el fruto de este entendimiento en el sector al que
Después de una plática amena, en un ambiente de cordialidad, y a l h a c e r u n re c o r r i d o p o r nuestras instalaciones, en nuestro M 3 Solution Center (Centro de Soluciones para Metrología Dimensional Mitutoyo), se le mostraron los equipos de medición de alta exactitud que actualmente i n t e g r a n n u e s t ro M 3 S o l u t i o n Center, y que son el resultado MUNDO MITUTOYO •
Cabe destacar la presencia del Ing. Luis Eduardo Zedillo Ponce de Léon, Secretario Ejecutivo de la Comisión de Operaciones y Fomento de Actividades Académicas del Instituto Politécnico Nacional, (COFAA), quien en ese momento también realizaba una Septiembre
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ESPECIAL
visita a nuestras instalaciones, con el fin de evaluar como entrelazar el uso de nuestros equipos y servicios con los objetivos de enseñanza del Politécnico.
Comisión de Operación y Fomento de Actividades Académicas (COFAA), es un esfuerzo conjunto de apoyo y contribución al Instituto Politécnico
El Ing. Zedillo, mostró mucho interés de establecer una relación amistosa con el Embajador, el Sr. Mutsuyoshi Nishimura, con quien tuvo la oportunidad de conversar.
Nacional (IPN), causa que tiene por interés un mejor desempeño económico y técnico de ésta tan honorable Institución; y por medio de la cual se proporcionan oportunidades de crecimiento, y avance tecnológico y humano a todos sus educandos.
Es importante mencionar, que las atribuciones que desempeña la
Dado que uno de los principios de Mitutoyo es el contribuir al
bienestar espiritual al través de l a i n t ro d u c c i ó n d e l a c u l t u r a oriental, sustentamos la difusión del budismo en México y en el mundo, es así entonces que el Embajador, el Sr. Nishimura nos dejó un mensaje como recuerdo de su visita: “ Con gran admiración por la altísima tecnología que está utilizando en el mundo de la medición y por lo que está alcanzando el orgullo del Japón Tecnológico, y altamente impresionado por el entusiasmo hacia la comunidad a través de ese espíritu budista˝. Para cerrar la visita, se tomó una foto como recuerdo de la visita del Sr. Embajador, Mutsuyoshi Nishimura, junto con el Ing. Luis Eduardo Zedillo y el personal, de Mitutoyo Mexicana.
En la parte superior de izquierda a derecha, se encuentran los Sres.: Tohru Yokoyama, Mika Mizunoe, Asesor Económico de la Embajada del Japón en México; Ramón Zeleny V., Noboyuki Kakui, Hidetaka Miura y Tomoko Sukenobe. En la parte Inferior de izquierda a derecha, se encuentran los Sres.: José Ramos R., Sr. Mutsuyoshi Nishimura, Embajador del Japón en México; Luis Eduardo Zedillo Ponce de León, Secretario Ejecutivo de la Comisión de Operaciones y Fomento de Actividades del Instituto Politécnico Nacional(COFAA); Mamoru Ikeda, Oscar Miranda H. y Alberto Rosas T.
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NOTICIAS
Primer Concurso Nacional de Medición por Mitutoyo Mexicana Ing. J. Ramón Zeleny Director del Instituto de Metrología Mitutoyo Para promover el desarrollo de las habilidades de estudiantes de escuelas técnicas, Mitutoyo ha organizado concursos de medición en Japón y desde el año pasado en Brasil y en otros países de Asia. El Presidente y Director General de Mitutoyo Mexicana, S.A. de C.V., el Ing. Mamoru Ikeda, consideró apropiado que, dentro del marco de los eventos para celebrar el 25 aniversario de Mitutoyo Mexicana y el 70 aniversario de Mitutoyo Corporation, se organizara el primer concurso nacional de medición en México. Se encontró una respuesta inmediata y favorable del Ing. Rafael Cortés Velázquez Director del Centro de Capacitación para el trabajo (CECATI) No. 2, quién promovio el evento ante la Dirección General de Centros de Formación para el trabajo, (DGCFT) que dirige el Ing. José Efrén Castillo Sarabia, lograndose la aprobación para la realización del evento. En la primera etapa, cada plantel con la especialidad de máquinas herramientas, ubicado en diferentes partes de la República Mexicana, seleccionó 5 alumnos, los cuales se convocaron para realizar una evaluación teórica el 20 de Mayo de 2004 en diferentes localidades, de los resultados de esta evaluación se seleccionaron los 20 mejores quienes avanzaron a la segunda etapa. En esta segunda etapa, los 20 participantes tomaron un curso de Metrología con duración de 16 horas en las instalaciones de Mitutoyo Mexicana, los días 23 y 24 de Junio. Antes del inicio del curso se llevo a cabo una ceremonia en la que se tuvieron mensajes por parte del Ing. Mamoru Ikeda, Presidente y Director General de Mitutoyo Mexicana y del Ing. José Efrén Castillo Sarabia, Director de la DGCFT a
los participantes, sus profesores, acompañantes y directores de diversos CECATI. Al finalizar la ceremonia de inauguración de las actividades del concurso las autoridades de la DGCFT realizaron un El Ing. Mamoru Ikeda, Presidente y Director General de Mitutoyo, dando el mensaje de bienvenida a todos los participantes.
El Ing. José Efrén Castillo Sarabia Director General de los Centros de Formación para el trabajo dirigiendo unas palabras a los participantes y asistentes justo antes de iniciar el curso de Metrología.
Presidium durante la Inauguración De izquierda a derecha: Ing. Rafael Cortés Velázquez Director del CECATI 2, C.P. Gabriel Godoy Mendoza, Lic. María Matilde Terrón Blanco Subdirectora de la Coordinación de Enlace Operativo del D.F., Ing. J. Ramón Zeleny V. Director del Instituto de Metrología Mitutoyo.
De izquierda a derecha: Ing. Tohru Yokoyama Gerente General de Administración de Mitutoyo Mexicana, Ing. Mamoru Ikeda Presidente y Director General de Mitutoyo, Mexicana, Ing. José Efrén Castillo Sarabia Director General de los Centros de Formación para el trabajo e Ing. Gerardo Guerra Zuñiga Subdirector Academico de la DGCFT.
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NOTICIAS Al finalizar la ceremonia de inauguración de las actividades del concurso las autoridades de la DGCFT realizaron un recorrido por el M 3 Solution Center, ubicado dentro de las instalaciones de Mitutoyo Mexicana, en donde pudieron observar el avance tecnológico que actualmente tienen los equipos de medición de longitud producidos por Mitutoyo, desde los instrumentos pequeños y de operación manual, hasta equipo mayor operados bajo sistemas de control numérico, tales como las máquinas de medición por coordenadas y las máquinas de medición de redondez. Durante este recorrido también observaron las actividades de los laboratorios de calibración y el comparador óptico PHA-14 producido entre otros en la planta de Mitutoyo ubicada en Lerma, en el Estado de México. El día viernes 25 de Junio el concurso comienza con una evaluación teórica, y continúa con la evaluación práctica en cuatro grupos de 5 personas cada uno. É s t a s e d e s a r ro l l ó dentro del laboratorio 2 de Mitutoyo Mexicana, asignando un juez a cada participante, para tomar la información relevante al proceso de medición en cada una de las piezas de medición asignadas. Las evaluaciones teórica y práctica se basaron en mediciones que se pueden realizar con instrumentos como calibradores, micrómetros y 6
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medidores de alturas. El nerviosismo hizo presa de los participantes todo el día, sin embargo cada uno se esforzó por hacerlo de la mejor manera para ser el ganador. El tiempo medición de cada pieza se reportó, así como la exactitud de cada una de las mediciones realizadas, disminuyendo el puntaje por la cantidad que para cada dimension el participante se alejaba de los valores de referencia previamente determinados por el personal de Mitutoyo Mexicana. Mientras se efectuaba la evaluación práctica por un grupo de participantes, los otros grupos recibían capacitación adicional sobre otros temas importantes de la Metrología Dimensional. Despúes de las evaluaciones, se determinó el puntaje logrado por cada participante, tanto en la evaluación teórica como en la práctica, para determinar así a los tres ganadores. El primer lugar lo o b t u v o , A l e j a n d ro Mendoza Salas, del CECATI 10, ubicado en el estado de Nuevo León obteniendo c o m o p re m i o , u n Juego de Instrumentos Conmemorativo del 70 Aniversario de Mitutoyo Corporation, un juego de herramientas y un libro de máquinas herramientas. Consiguiendo el segundo lugar, Heriberto Ramírez Márquez, del CECATI 7, localizado en la Ciudad de Guadalajara, mientras que el tercer lugar lo ocupó, Angélica Virginia Méndez Torres, del CECATI 1, ubicado en la delegación Azcapotzalco del D.F. A la espera de los resultados, se proyectó a los participantes un video sobre la exposición que se realizo en Japón el pasado mes de Abril como parte de los festejos por el 70 aniversario de Mitutoyo Corporation, en el que pudieron
NOTICIAS observar diversos equipos con tecnología avanzada que han sido desarrollados con el propósito de resolver diferentes problemas de medición que la industria tiene en la actualidad. Durante el evento el Ing. Genaro Guerra Zuñiga, nos dió a conocer que un total de 176 participantes de 16 entidades federales participaron en la primera etapa y en la segunda 20 participantes de 11 planteles CECATI de 9 estados de la república. Antes de la entrega de reconocimientos y premios, escuchamos mensajes del Ing. Mamoru Ikeda, Presidente y Director General de Mitutoyo Mexicana S.A. de C.V., y del Ing. César Quevedo Inzunza Director Técnico de la DGCFT. Cabe destacar que, tanto en el inicio, como el final de las actividades, se mencionó la competencia de habilidades laborales que se desarrolla a nivel internacional cada 2 años (la próxima será en 2005 en Helsinki) y en la que la DGCFT muestra interés en que sus alumnos participen en diferentes especialidades y que este concurso nacional de medición fue un excelente paso en la preparación para este tipo de actividades. Todos los participantes se consideraron ganadores al haber mejorado sus conocimientos y habilidades en el área de la metrología dimensional recibiendo cada uno un reconocimiento por su participación en el curso y otro por su participación en el concurso. Al terminar la entrega de reconocimientos y premios se empezaron a tomar las fotos del recuerdo en el que todos se querían retratar con los ganadores, sus maestros y los directivos que estuvieron presentes. Finalmente todos partieron a sus lugares de orígen, con la satisfacción de haber participado en un evento que les dejo diversas experiencias que seguramente les serán de utilidad en su vida laboral futura. Todos los involucrados se quedaron con la impresión de que este tipo de evento es muy benéfico para promover el desarrollo de México y que esperan que en el futuro se puedan llevar a cabo otros concursos similares con diferentes escuelas o institutos, hasta lograr un evento de caracter nacional más amplio y aún a nivel industrial con gente que ya este trabajando en el área de metrología.
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La medición tridimensional por coordenadas aplicada a los procesos productivos de moldes y herramientas para productos plásticos1 Marco Aurelio Martines Bueno Consultor Técnico, Mitutoyo Sul Americana Ltda.
La evolución de los recursos de informática y el desarrollo de los sistemas de lectura y de sensores especiales para uso en las máquinas de medición por (CMM) han ampliado las posibilidades de uso de esta tecnología para las más diversas tareas. En el proceso de la producción de productos plásticos, en especial, esta diversidad de recursos que la CMM dispone, permite su aplicación en varios momentos del proceso, resultando un significativo salto de calidad y de productividad, reduciendo el tiempo y costos del proceso y minimizando los índices de rechazo. La contribución de la CMM en el proceso de la producción de plásticos comienza en la concepción inicial en donde se puede utilizar para transformar el modelo conceptualizado en información digital y posibilitar al software de modelación con los datos base para la creación del herramental, la siguiente etapa en donde se puede utilizar la CMM es en el control del herramental a través de la comparación entre modelos CAD, este mismo recurso auxilia en las etapas de aprobación de muestras y de control preventivo del desgaste del modelo. Otro recurso utilizado en el proceso de producción de plásticos es la inspección geométrica que se aplica en el control de producción. La CMM puede así ser configurada para utlizarse en el proceso con sistema de carga y descarga automático viabilizando el control al 100% de la producción. PALABRAS CLAVE: DIGITALIZACION, CONTROL DIMENSIONAL, CALIDAD.
1. 1o Encontro de Integrantes de Cadeia Productiva de Ferramentas, Moldes e Matrices 28, 29 y 30 de Octubre de 2003 – São Paulo – SP.
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Máquina de Medición por Coordenadas (CMM) – Perfil La CMM es hoy un recurso con gran utilidad para el control de calidad, laboratorios, salas de metrología y departamentos de control de calidad. En esta aplicación de la CMM se aprovechan las características fundamentales de la misma: exactitud, velocidad, flexibilidad, facilidad de operación y la capacidad de generar un gran número de informaciones sobre la pieza analizada. Considerando esto, el uso de las máquinas para medir por coordenadas ha tenido sus aplicaciones metrológicas muy difundidas así como un crecimiento de utilización muy fuerte en los últimos años con acentuada aceleración durante la década de los 90’s debido al gran crecimiento de la actividad industrial en los sectores automovilístico, aeronáutico y de embalaje. (figura 1).
Figura 1. Producción nacional de MMC (Fuente: ABIMAQ)
La aplicación para el control de calidad dimensional es la actividad inicial para la cual se desarrolló la CMM y se estima que corresponde hoy al 87% de utilización de las tridimensionales instaladas en Brasil (fuente: Mitutoyo). Sin embargo a partir del inicio de los años 90’s la popularización y mejoría de los recursos informáticos permitieron que se crearan nuevos softwares, que trajeron a la CMM una mayor exactitud y desarrollo de otras capacidades además de las funciones metrológicas ya utilizadas desde su creación en la década de los 60’s.
ARTICULO Estas nuevas herramientas permitirían a la CMM realizar análisis estadísticos con actualización en línea de las bases de datos, establecer comunicaciones directas a los sistemas CAD, permitiendo el intercambio de informaciones sobre las piezas medidas y los datos originales del proyecto, posibilitando también la conversión de piezas en información digital y hasta la comunicación entre CMM’s y las máquinas de producción, creando sistemas auto-controlables de producción. Todo este desarrollo acontece paralelo y en función al aumento de la producción y del nivel de calidad y de complejidad que se tiene hoy en día. La globalización y la descentralización de la producción a través de cadenas productivas donde existen un sinnúmero de empresas que intercambian piezas entre sí, exigiendo que el control dimensional sea cada vez más preciso para que garantice, por ejemplo, que una pieza producida en Brasil pueda ser montada en un automóvil fabricado en Alemania, así como que la reposición de esta pieza pueda ser desarrollada por otro fabricante. Los productos de forma general experimentaron en los últimos años un fuerte aumento de complejidad de formas y consecuentemente los procesos de fabricación. Esta demanda técnica juntamente con la necesidad de mercado donde es cada vez menor el tiempo de lanzamiento de nuevos productos, revolucionó los procesos productivos. En el pasado, el tiempo de vida de los productos era cuatro o cinco veces mayor de que vemos hoy. La revolución ocurrió más fuertemente en la concepción de nuevos productos. El diseño pasó a ser mucho más importante y la manipulación de los modelos inicia cada vez más lejos de proceso manual, para reducir el tiempo de lanzamiento de los proyectos, Después de la concepción inicial de la idea (actividad donde aún no se han creados sustitutos para el hombre) el proceso es cada vez más electrónico y automático. Dentro de los factores que alteran la forma de producción es también importante citar el aumento de demanda que exige mayor eficiencia de los sistemas productivos con un menor tiempo de preparación (setup), menor incidencia de mantenimiento y reducción de desperdicios.
CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA Dirección de Servicios Tecnológicos División de Enlace Industrial DEPARTAMENTO DE EDUCACION CONTINUA
CALENDARIO DE CURSOS 2004
SEPTIEMBRE ❑ Metrología de par torsional Fecha: 01 al 03, Duración 24h ❑ Calibración de refractómetros y polarímetros Fecha: 08 al 10, Duración 24h ❑ Teórico experimental avanzado de metrología de vibraciones Fecha: 22 al 24, Duración 24h ❑ Trazabilidad y estimación de incertidumbre en mediciones químicas gravimétricas y volumétricas Fecha: 23 al 24, Duración 16h ❑ Estimación de incertidumbre en mediciones de pH y conductividad electrolítica Fecha: 30 al 01, Duración 16h OCTUBRE ❑ Introducción a la metrología y a la estimación de incertidumbre de la medición Fecha: 6 al 8, Duración 27h ❑ Metrología de masa de alto alcance Fecha: 13 al 15, Duración 24h ❑ Teórico experimental de control de ruido Fecha: 20 al 22, Duración 24h NOVIEMBRE ❑ Metrología de dureza Fecha: 04 al 05, Duración 16h ❑ Curso teórico sobre medición y calibración en temperatura, humedad y conductividad térmica Fecha: 08, Duración 8h ❑ Curso experimental sobre medición y calibración en temperatura, humedad y conductividad térmica Fecha: 09 al 10, Duración 16h ❑ Metrología de presión Fecha: 09 al 12, Duración 32h ❑ Curso-Taller de la norma, NMX-EC-17025-IMNC-2000 “Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración˝ Fecha: 09 al 12, Duración 32h ❑ Aseguramiento metrológico en máquinas de medición por coordenadas Fecha: 16 al 18, Duración 24h ❑ Cálculo de incertidumbres en mediciones eléctricas Fecha: 17 al 19, Duración 24h ❑ General de metrología dimensional Fecha: 23 al 25, Duración 24h DICIEMBRE ❑ Introducción a la metrología y a la estimación de incertidumbre de la medición Fecha: 01 al 03, Duración 27h ❑ Taller para el diseño del sistema de gestión de la calidad de laboratorios de calibración y/o pruebas NUEVO Fecha: 06 al 08, Duración 24h ❑ Metrología de vacío Fecha: 09 al 10, Duración 16h km 4,5 Carretera a Los Cués, El Marqués, Querétaro, C.P. 76900 Tels. Conmutador: (42) 11 05 00 al 04, ext. 3013, 3011 Tel. Directo: (42) 11 05 83, Fax: (42) 16 26 26, 15 39 04, e-mail: servetec@cenam.mx
Y es considerando este panorama que el desarrollo de las funciones de la CMM acontece, la vanguardia MUNDO MITUTOYO •
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ARTICULO en máquinas para medir por coordenadas es capaz de combinar herramientas y participar de diversos momentos del proceso de producción (figura 2) y así contribuir para el aumento de la calidad, la reducción de tiempo y el aumento de la productividad con un elevado grado de confiabilidad y bajo costo de implantación.
Fig.3, Digitalización del modelo
Esta es una función en donde la CMM tiene su uso más distanciado del control dimensional convencional, y es también la función donde existe un mayor número de estrategias de trabajo, herramientas y resultados posibles.
Fig.2, Participación de CMM en el proceso de producción
Este perfil de capacidades se aplica a las CMM de manera general, existen hoy diversas concepciones de la CMM que varían en cuanto a forma, exactitud y aplicación. Los más comunes son las máquinas de puente y los trazadores tridimensionales.
Ingeniería Inversa Considerando la línea del proceso de fabricación, la primera actividad donde es posible emplear una CMM es en la transformación de la idea en material de trabajo, llamada ingeniería inversa. En esta etapa el objetivo es convertir una forma física en información electrónica, esta conversión se da generalmente sobre una pieza que sirve de referencia para la fabricación del modelo, por ejemplo, un modelo en arcilla (figura 3), una miniatura hasta una pieza ya concebida pero que va a sufrir alteraciones. La conversión de forma en datos digitales va a servir para que a través de software CAD los proyectistas o modeladores creen las herramientas de inyección o moldes con mayor facilidad. Sin esta información el tiempo de creación de estas herramientas es mayor y no hay posibilidad de visualizar el producto con antelación. 10
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Para dimensionar una CMM para uso en ingeniería inversa es preciso discutir los siguientes aspectos: Tipo (complejidad) de la pieza a ser digitalizada, el tiempo disponible para la digitalización, los recursos de software para el pos-procesamiento de datos, la estrategia de digitalización y el costo de la operación. La complejidad del producto a ser digitalizada determinará que tipo de sensor deberá emplearse y también si se utilizará una CMM manual o automática. La tecnología de sensores para CMM se ha desarrollado mucho en los últimos años. Existe ofrecimiento de sensores mecánicos para uso manual, sensores más exactos como los sensores electrónicos y los sensores ópticos y láser. Cuanto mayor el nivel de detalle del producto, mayor la indicación para el uso de sensores de digitalización láser. En este tipo de sensor la velocidad de digitalización y el nivel de detalle obtenido son los mayores posibles hasta el momento, ya que no hace contacto con la pieza: el sensor se aproxima a la pieza y por difracción de luz, colecta los datos de forma transformándolos en una nube de puntos. Los sensores mecánicos son en general, soluciones más baratas, sin embargo el tiempo de digitalización aumento mucho con estos sensores así como ocurre una reducción de detalle en comparación con el sistema láser. El examen de la nube de puntos se hace a través del toque del sensor con la superficie. No obstante que es más lento, este es el método más utilizado debido a que el factor costo es muy importante en esta discusión. Para minimizar la influencia de las desventajas de los palpadores mecánicos, la determinación de una estrategia inteligente de digitalización es muy
ARTICULO importante. La primera idea que se hace de un trabajo de digitalización es copiar la pieza completamente transformando la nube de puntos en casi la totalidad de los detalles del producto. Este método es el más caro de todos, ya que va a exigir el uso de un sensor electrónico dedicado o se volverá un proceso muy tardado si se realiza con un sensor mecánico o electrónico. La alternativa es cambiar la estrategia de digitalización por un examen de cortes estratégicos, creando una estructura o esqueleto del producto para que ésta se pueda desarrollar dentro del ambiente CAD. Este proceso es bastante rápido y exige una fuerte interacción entre el digitalizador y el modelador en CAD. Es un proceso donde el modelador irá colectando unas pocas informaciones de detalles conforme las necesite. En este sentido, podemos considerar que una CMM tipo puente manual es la más recomendada (figura 4).
Fig.4, Estratégias de digitalización
La capacidad de pos-proceso que se utilizará también se debe considerar en la composición del sistema de digitalización, un pos-procesador de gran capacidad, que tenga buenos recursos para trabajar una digitalización hecha con cortes estratégicos por ejemplo, necesitará de un menor número de información para permitir la creación de un herramental. Esto reduce el costo del digitalizador teniendo en cuenta que no serán necesarios sensores especiales o estrategias muy elaboradas para el examen de las superficies. En productos de menor complejidad es posible suprimir el uso de pos-procesadores y llevar los datos de la digitalización directamente al centro de maquinado o electro-erosionado. En estos casos el costo de implantación es bastante accesible y es necesario tener buenos conocimientos de la máquina de producción que se utilizará. Después del examen de la nube de puntos o de cortes el sistema digitalizador debe ser capaz de escribirlos en un lenguaje compatible con el sistema siguiente, para evitar la necesidad de invertir en transformadores de lenguaje. Concluida la digitalización, es posible iniciar la construcción del herramental, modelos y piezas auxiliares.
Fabricación del Herramental El uso de la CMM de esta manera es el más conocido hasta el momento, la máquina para medir por coordenadas se utiliza como comparador para verificar si la pieza producida esta conforme a los datos del proyecto. En esta actividad es importante la adecuación de la exactitud de la CMM de acuerdo a las tolerancias del proyecto. Existe hoy una enorme gama de clases de exactitud para CMM, variando de 0.5mm hasta máquinas con exactitud de 0.0004mm, cuanto mayor la exactitud, mayor el costo, por ésto es importante considerar el proyecto o el método construcción de forma que no exija tolerancias innecesariamente justas encareciendo el proceso de control. Son dos los análisis para la cuantificación del herramental a ser realizados: el primero es la inspección geométrica, donde se administran las características dimensionales de los agujeros (diámetro, posición) ángulos entre caras, posiciones, simetrías y la perpendicularidad de canales y guías, errores de forma de los elementos de fijación para evitar holguras y también diferencias en las calces (se abren) para el ajuste. En esta inspección el operador hace uso de un reporte numérico con la identificación del producto medido y las informaciones de valor nominal, tolerancias del proyecto y desviaciones para corrección. El equipo utilizado es generalmente una CMM de puente debido a su mayor exactitud (2 a 5µm) y si va a ser utilizada en un herramental exclusivamente es fuertemente recomendado el uso de una máquina manual por ser más económica y que permite mediciones rápidas en piezas únicas. Otro tipo de análisis realizado en el momento de la fabricación, es el estudio de la comparación CAD por pieza, llamado comparación de superficies. Este proceso se vale de un modelo matemático que es la pieza virtual, creada con el proceso de ingeniería inversa y que sirve como patrón de fabricación. La pieza (en general o molde) se inspecciona en su condición actual, o considerando la dilatación térmica prevista y contrapuesta con el modelo matemático. De esta forma es posible validar un molde o se hace lo necesario por corregirlo. El reporte de este análisis es gráfico y el potencial del software es un punto crítico para el dimensionamiento MUNDO MITUTOYO •
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ARTICULO del equipo. El software debe ser capaz de leer el archivo matemático en el formato disponible por el modelador, sin pérdida de detalles y con una gran capacidad de visualizar para permitir una perfecta interpretación de resultados (figura 6). Software de comparación de superficies
Muestra gráfica
Pieza no pallet
Software en una MMC
Resultado para ser enviado
Fig. 6, Análisis comparativo CAD por modelo
Producción Una contribución que la CMM puede dar al proceso de producción que tiene poco uso en el mercado Brasileño pero que esta consolidado en Europa y en los Estados Unidos es el uso como SETUP de la máquina de producción (centro de maquinado o electroerosionado). En el método convencional el operador realiza un procedimiento de reconocimiento de la posición actual de la pieza en el momento en que se fija a una máquina de producción a fin de corregir eventuales desalineamientos o para reposicionar el punto de inicio del maquinado. Este procedimiento se hace generalmente con el uso de instrumentos convencionales (indicadores de carátula o digitales) y depende mucho de la sensibilidad del operador para ser eficiente, sin contar con el tiempo en que la máquina de producción esta improductiva, parada. La CMM se puede utilizar para realizar este trabajo de reconocimiento de alineación (inclinación) y posición para transferir estas informaciones directamente al centro de maquinado o electro-erosionado reduciendo a cero el tiempo en que esta parada la maquina. Para que este sistema funcione, es necesario que la pieza este en un soporte (pallet) que permita ser fijado en la CMM de la misma forma en que se fije a la máquina operatriz. En el proceso productivo de plásticos esta aplicación se utiliza aún en el proceso de fabricación del herramental y la CMM a ser escogida debe ser manual y de uso compatible a los pallets utilizados. 12
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El uso más frecuente de la CMM en el momento actual se da exactamente durante el control dimensional de los productos terminados. Existen hoy innumerables herramientas que permiten el control dimensional de productos y el análisis de los resultados obtenidos. Además de la visualización de resultados individuales, los resultados obtenidos durante la inspección pueden relacionarse con softwares de estadística, para facilitar la interpretación de causas y efectos en la producción y aún estos resultados pueden transferirse en acumuladores donde puedan estar disponibles las informaciones de producción para diversos sectores interesados en el trámite de la producción. Aunque esta área de aplicación esté relativamente bien difundida y sea bastante utilizada, también esta aplicación contiene evoluciones ocurridas recientemente y que aumentan aún más la contribución de la CMM al proceso productivo. El mayor desafío para el control de producción esta en el tiempo de ensayo (inspección). Los procesos productivos son cada vez más capaces de producir centenas de piezas por hora. Por otro lado las CMM más veloces no son capaces de acompañar tal velocidad, por ejemplo, si se estuviera analizando a una inyectora de plástico que produce 60 piezas por minuto, en este caso, el control debe ser por muestreo, a cada cierto tiempo, una cierta cantidad de piezas debe llevarse al laboratorio para su análisis dimensional. Así mismo, el tiempo de carga y descarga de las piezas debe ser el mínimo posible ya que a cada nueva muestra el operador pierde tiempo cargando y descargando la CMM esto resultará en la necesidad de disminuir el número de muestras o un aumento en el intervalo de Continúa en la pág. 17
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ARTICULO inspección. Viendo estos inconvenientes y buscando capacitar a la CMM para inspeccionar un número cada vez mayor de piezas con objetivo de verificar el 100% de la producción es que se busca hoy cada vez más la innovación con la automatización de la CMM cuando se usa en la producción. Esta automatización ocurre en dos sentidos: hardware y software, en el software se requiere una mayor capacidad de comunicación con sistemas de transporte, capacidad de tomar decisiones sobre las piezas medidas y mayor flexibilidad para la ejecución de las rutinas de inspección. Un buen ejemplo de esta flexibilidad esta siendo utilizada en diversos fabricantes de empaque plástico, en esta actividad el alto número de piezas producidas imposibilita la inspección de toda la producción, por ésto el sistema de muestreo se utiliza para mantener un control dimensional de las piezas. Para reducir el tiempo de carga y descarga, el software de medición ofrece una herramienta llamada MODO PALLET donde se crea una única rutina de inspección para cada tipo de empaque y esta rutina se repite innumerables veces con apenas una llamada. Las repeticiones ocurren continuamente, sin embargo, se debe considerar un pequeño desplazamiento entre ellas, de esta forma los empaques deben colocarse sobre la mesa de la CMM en líneas y columnas, con intervalos de distancia regulares, la medición completa se hace por pieza, lo cual permite que en las primeras posiciones se cambien las piezas una vez inspeccionadas para que la CMM trabaje en ciclo continuo, eliminando el tiempo de parada para la carga y descarga (figura 8).
los datos en diferentes localidades de acuerdo con el tipo de pieza medida, registrar sobre la propia pieza una información de identificación a través de impresoras especiales bajo un comando de la CMM, aumentando la velocidad de inspección y de difusión de información regresando al proceso con un todo más controlable y menos dispendioso.
Conclusión La versatilidad de la tecnología dentro de una CMM, permite que todas las herramientas citadas puedan ser combinadas para adecuarse a las necesidades de cada proceso, creando un auxilio importante para el aumento de la calidad y la productividad en un proceso de producción de plásticos actuando en todas sus fases. El uso de una misma CMM para todas las actividades en las que ella puede contribuir depende de un detallado estudio de costo – tiempo en cada actividad y de la configuración de los accesorios disponibles. En general se utiliza más de una CMM para ejecutar las diferentes tareas dentro de un proceso, debido a la influencia que ella puede tener en los resultados, aumentando así la demanda de servicio sobre este tipo de equipamiento.
Bibliografía: BUENO, Marco Aurelio M. O CNC aplicado a máquinas de medir por coordenadas. São Paulo, Relatório final de estágio técnico, Senai SP, 1996. CUNHA, Nelson. E agora? Preciso comprar uma Tridimensional. São Paulo, Boletím técnico Mitutoyo, 2000. EROWA, JMS Pre Set 3D Working example. DeskTop Publishing EROWA Marketing Services, 2002 LOEBNITZ, Dr. Dieter. Geometrische 3D-Mess-Software für KoordinatenMessmaschinen. Neuss, Mitutoyo, 1999
Fig. 8, Inspección de embalajes plásticos
En cuanto a la línea de evolución del hardware, las CMM de hoy pueden montarse en células de medición con elementos de transporte conectados y programas inteligentes que deciden qué actitud tomar en función del resultado de la medición ejecutada. Pueden así corregir los parámetros de las máquinas de producción, registrar
PARLEE, Ken. Com contato ou sem contato (ou ambos?). São Paulo, Revista Metrología Industrial, abril 2001 p. 28-33 SOUZA, André R. Garantía da confiabilidade metrológica na medição por coordenadas. Florianópolis, Apostila de curso oferecido pela FUNDAÇÃO CERTI, 2001.
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INSTITUTO DE METROLOGIA MITUTOYO - México Tel.: (55) 5312 5612 con 21 líneas Fax: (55) 5312 3660 capacitacion@mitutoyo.com.mx
CALENDARIO DE CURSOS 2004 METROLOGIA DIMENSIONAL 1 ( MD1 ) Fundamentos, Sistema de unidades, Errores de medición, Instrumentos básicos, Calibradores vernier, Calibradores de carátula, Medidores de altura, Micrómetros, Indicadores de carátula, Indicadores de carátula tipo palanca, Medidores de agujeros con indicador de carátula, Medición angular. Fechas: Septiembre 27 y 28; Noviembre 8 y 9 Duración: 16 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los dos días METROLOGIA DIMENSIONAL 2 ( MD2 ) Instrumentos electrónicos (funciones, cuidados, sistemas de red y dispositivos), Bloques patrón, Superficies planas de referencia, Sistemas de ajustes y tolerancias, Calibres de dimensión fija, Comparador óptico y Micropak. Rugosidad y ondulación [Perfiles P, P(ls), R, R(ls), WC, WCA, WE, WEA y E. Parámetros Ra, Ry, Rz, Rq, tp, BAC, Rk, Rpk, Rvk, Mr1, Mr2, A1 y A2]. Durómetros, Micrómetro laser, Laser indicativo, Introducción a la medición por coordenadas, Medición de contorno y Medición de roscas por el método de los tres alambres. Fechas: Septiembre 29 y 30, Octubre 1o.; Noviembre 10, 11 y 12 Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días CALIBRACION DE INSTRUMENTOS - IMPLEMENTANDO ISO 10012-1 E ISO 17025 ( CI ) Se presentan diversas alternativas para la calibración de instrumentos que se utilizan comúnmente en Metrología Dimensional enfocadas al desarrollo de instrucciones de trabajo para calibración que cumplan con el nivel 3 de QS 9000. Fechas: Octubre 4, 5 y 6; Noviembre 15, 16 y 17 Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días CONTROL ESTADISTICO DEL PROCESO ( CEP ) Se analizan los conceptos principales del control estadístico del proceso, ilustrando su aplicación mediante el software Measurlink. Fechas: Octubre 7 y 8; Noviembre 18 y 19 Duración: 8 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h. INCERTIDUMBRE EN METROLOGIA DIMENSIONAL (INC MD ) Diseñado para introducir los conceptos y definiciones básicas así como algunas aplicaciones y alternativas para la determinación de la incertidumbre en la calibración de los instrumentos que se utilizan comúnmente en metrología dimensional. Fechas: Octubre 11, 12 y 13; Noviembre 22, 23 y 24 Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días. ESTUDIOS DE REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD ( RyR ) En este curso se puntualizan algunos factores que deben considerarse para mejorar el sistema de medición. Se explican los diversos métodos descritos en el MSA (Análisis de los sistemas de medición). Fechas: Octubre 14 y 15; Noviembre 25 y 25 Duración: 16 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los dos días TOLERANCIAS GEOMETRICAS Norma ASME Y14.5M-1994 ( GD&T ) Un curso completo desde los fundamentos hasta las aplicaciones más avanzadas. Un tercio del curso se dedica a la tolerancia de posición. Fechas: Octubre 18, 19 y 20; Noviembre 29 y 30; Diciembre 1o. Duración: 24 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h, los tres días MEDICION DE TOLERANCIAS GEOMETRICAS CON CMM ( GD&T/CMM ) Este curso práctico presenta técnicas de medición con máquina de medición por coordenadas aplicables a piezas con tolerancias geométricas basado en el conocimiento previo de la norma ASME Y14.5M-1994 y manejo de la CMM. Fechas: Octubre 21 y 22; Dicembre 2 y 3 Duración: 8 h. Horario: 9:00 - 13:00 y 14:00 - 18:00 h ISO 17025 PARA LABORATORIOS DE CALIBRACION ( ISO 17025 ) Este curso se enfoca a presentar guías para la implementación de ISO 17025 en laboratorios de calibración que deben cumplir con ISO/TS 16949. Repasando los requisitos administrativos, poniendo énfasis en los requisitos técnicos y comentando los documentos relacionados.
CURSOS ESPECIALES
Todos los cursos se pueden impartir en sus instalaciones en la fecha que más beneficie a su compañía. Para cualquier caso el cupo está limitado a 20 personas, y si es fuera de la zona urbana de la Ciudad de México se agregarán los costos de transporte, hospedaje y alimentación. NOTA: El costo de los cursos en sus instalaciones se incrementa 20% sobre horas impartidas en días sábado.
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Publicaciones disponibles LIBRO “METROLOGIA DIMENSIONAL 1” PRECIO: $185.00 NO CAUSA IVA LIBRO “METROLOGIA DIMENSIONAL 2” PRECIO: $200.00 NO CAUSA IVA MANUAL DE NORMAS JIS EN ESPAÑOL PRECIO: $250.00 MAS IVA MANUAL DE CALIBRACION DE INSTRUMENTOS PRECIO: $250.00 MAS IVA NORMA ASME Y14.5M-1994 (DIMENSIONADO Y TOLERADO) EN ESPAÑOL PRECIO: $500.00 MAS IVA MANUAL DE METROLOGIA MECANICA EXPRESION DE LA INCERTIDUMBRE DE MEDICION PRECIO: $200.00 MAS IVA FACTORES A CONSIDERAR PARA LA REALIZACION DE UN BUEN ESTUDIO DE REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD PRECIO: $75.00 MAS IVA Todos los precios son en moneda nacional. Para adquirir estos manuales contacte al departamento de Capacitación Tel.: (0155) 5312 5612 exts. 255 y 256 E-mail: capacitacion@mitutoyo.com.mx. O contacte a nuestro Distribuidor Autorizado.
Mitutoyo le proporciona a sus usuarios de máquinas de visión, un eje X con mayor alcance en sus unidades de Quick Visión, por esto usted ahora, puede agregar un sentido de contacto a sus actividades de medición por visión.
APLICACIONES ARTICULO Puntos a Recordar
Sistemas de Lectura Digital para Máquinas Herramienta
El Sistema de Escalas Lineales, se instala fácilmente en cualquier máquina herramienta. Y proporciona una magnífica operación (aunque no pueden corregir defectos en la máquina). La aplicación cuidadosa puede minimizar los errores Torno
Los sistemas de lectura digital se utilizan en una gran variedad de diferentes aplicaciones desde dispositivos y plantillas especiales hasta fresadoras y tornos. Son herramientas muy versátiles que pueden mejorar la fabricación de partes e inspección en un amplio rango de industrias. Un sistema de lectura digital consiste básicamente de una escala y un contador de un solo eje, o múltiples escalas con contadores de 1, 2 ó 3 ejes. Debido a la naturaleza de una aplicación de máquina, la escala es el componente más susceptible a daño o falla. La parte de medición de la escala consiste de una escala de vidrio sobre la cual un detector se mueve y mide la distancia del recorrido vía una rejilla graduada sobre la escala. Al ensuciarse o dañarse la escala, el detector no puede medir la posición y un error ocurre. En ese caso el contador mostrará uno de los mensajes siguientes: Error 20 o Error 40.
Fresadora
Electroerosionadora
Rectificadora
Taladro radial
Los errores 20 y 40 típicamente son el resultado de suciedad en la escala, bajo voltaje en el detector o algún daño físico a la escala (una astilladura o rotura). Las escalas se deben instalar donde no sean susceptibles a daño debido al golpe de las piezas de trabajo o herramientas y deben tener cubiertas montadas sobre ellas para reducir la posibilidad de que se ensucien.
Mesa de la Tabla
Reconociendo la necesidad de tener sistemas de lectura digital más convenientes de instalar en el piso de fabricación, Mitutoyo ha liberado la serie ABS-AOS de escalas lineales con protección IP-55 al polvo y a los refrigerantes. En combinación con el nuevo contador KA, este sistema no proporciona la mejor capacidad para trabajar en el área de fabricación. MUNDO MITUTOYO •
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ARTICULO
Impacto de la QM Measure en el Control de Procesos Marco Aurelio Consultor Técnico Mitutoyo SulAmericana La velocidad en la evolución tecnológica se ha convertido en un asunto de suma importancia, ya que cada día existen una infinidad de nuevas tecnologías y productos. Muchas de estas novedades se convierten en exigencias de mercado, y otras tantas son apenas moda, no resultan ser prácticas y pierden importancia con la misma rapidez que con la que llegaron. Este panorama nos obliga a hacer una pregunta muy importante: “Cómo evaluar una inversión en tecnología de forma rápida y precisa, sin correr el riesgo de crear un “elefante blanco˝, sin demorar demasiado en el proceso, ya que permitiría que todos sus competidores inviertan para después tomar una decisión. Una decisión sobre la inversión es algo muy importante y frecuente. Hoy en día es que las empresas desean continuar con su herramienta actual. Sin embargo esto implica al binomio “costo-beneficio˝, es siempre una tarea elemental, el análisis aumenta en proporción directa con el valor de la inversión y mas aún cuando el producto en discusión se trata de una novedad. En el caso de equipos no productivos, esta discusión puede ser muy complicada, pues para invertir en una máquina de operación, se pueden utilizar herramientas como el cálculo de la amortización, indicadores de aumento de producción, reducción de tiempo de producción, reducción de costos, etc. pero decidir sobre un equipo para control de calidad exige que se hagan otros estudios. 20
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Un equipo de control de calidad no trae un retorno productivo directo, sus resultados están ligados a la
prevención de gastos, la mejoría del producto, el control de manufactura, el cumplimiento de las exigencias del cliente o hasta como una garantía redundante. algunas de estas referencias se pueden calificar, pero el riesgo de minimizar el impacto que el equipo puede traer es mayor, ya que el efecto producido por los resultados obtenidos no será efectuado por el instrumento, sirven como indicadores para corregir otras partes del proceso de producción. De esta forma los equipos de control de calidad deben tener su potencial
avalado por la importancia que tenga la característica a ser controlada dentro del proceso de producción o por el tipo de información que puede dar. Algunas características para ser controladas exigen, por su exactitud, o naturaleza, algún equipo específico. En este caso el análisis de la inversión debe tomar en cuenta la facilidad de operación del equipo, la coherencia de los resultados, la precisión, el costo de mantenimiento (ej.de esta situación son: medición de rugosidad, la coloración, la densidad, etc.). Sin embargo una gran cantidad de características de control, se pueden evaluar con equipos versátiles, capaces de ejecutar diversas verificaciones y convertirse en una importante fuente de información para el control de procesos. Cuando la intención es controlar características de este tipo, la decisión sobre el invertir en un equipo debe considerar. Además de los factores ya citados en el caso anterior, la cantidad de información que un producto puede agregar al proceso de control de calidad. De esta forma se evitará que se invierta en una cantidad de instrumentos mayor que el necesario, reduciendo costos de operación y de mantenimiento. Como ejemplo de uso de este punto de evaluación y el tipo de impacto que esto puede causar, se tomó un reciente trabajo de consultoría presentado por Mitutoyo, en donde la capacidad de comprensión del dispositivo de control
ARTICULO Cotas medibles
tridimensional QM, se cuantifica y se compara con el uso de un Proyector de Perfiles en una situación real de aplicación.
1 solamente con QM Cotas medibles solamente
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Este estudio compara las capacidades de medicióin de una Máquina de Medición por Coordenadas (CMM) y un Proyector de Periles, equipado con software de medición. Estos dos sistemas utilizan softwares de control con las mismas capacidades de medición, siendo la diferencia entre estos la forma de acceso a los productos medibles y la precisión ofrecida. El proyector de perfiles, tiene acceso óptico, lo que facilita la visualización de detalles pequeños y de áreas con características externas o contrastes, mientras que la CMM tiene acceso físico, es necesario tocar la parte que se va a medir, de esta forma es más fácil una medición de elementos de gran dimensión, elementos de geometrías diversas y no depende de la visualiuzación de características a ser medida.
2 con proyector 1
3
2
Cotas no identificadas
3 o no medibles
Cotas medibles con
4 los dos sistemas
Cotas medibles
1 solamente con QM Cotas medibles solamente
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2 con proyector
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Cotas no identificadas
3 o no medibles
Cotas medibles con
4 los dos sistemas
En esta pieza el aprovechamiento porcentual con el uso de la CMM es de 146% en realación al total de las características medidas con el proyector. Cotas medibles
1 solamente con QM Cotas medibles solamente
Otra gran diferencia entre los dos sistemas es la cantidad de ejes de medición mientras que el proyector posee dos la CMM posee tres, de esta manera el proyector facilita la medición de piezas planas sin necesidad de procedimientos de preparación durante el control, sin embargo; no es capaz de medir elementos con dimensiones en el espacio, con posiciones relativas entre las características, tareas que son ideales para el uso de la CMM.
En esta pieza el uso de la CMM permite que el control se haga en el 84% de las cotas deseadas. Los criterios de evaluación de las categorías tomadas en consideración fueron los siguientes:
Para ilustrar estas diferencias, se analizaron 3 piezas plásticas con diversos tipos de cotas a dimensionar, para estas se aplicaron los dos sistemas de medición y se observó la viabilidad de resultados que cada sistema ofrece, al final se clasificaron en cuatro grupos.
• Cotas medibles sólo con la QM – Las características clasificadas en este grupo presentan dificultades de visualización con el proyector, tienen dimensiones relativas a otros elementos del espacio o necesitan del cálculo sólo disponible en la CMM. •Cotas medibles sólo con el proyecto - Las características presentadas en este grupo son relativas a piezas muy pequeñas que requieren de la ampliación o no presentan repetibilidad de resultados en otros sistemas de medición.
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3 o no medibles
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ARTICULO •Cotas medibles en ambos sistemas – Las características de este grupo permiten la medición en los dos sistemas evaluados. •Cotas no identificadas o no medibles por ninguno de los dos sistemas – Estas características no permiten el dimensionamiento a través de los dos sistemas analizados o no fue posible identificar en donde se encuentra la característica. Otros factores que resaltan el uso de la QM en el proceso de control es la exactitud del los datos ofrecidos por los dos sistemas: * Máquina para medir por coordenadas modelo QM353: U3=(3 + 4 L / 1000) µm Aproximadamente 5µm en su eje máximo. * Proyector PH3515:
de
perfiles
Exactitud diascópica de proyección 0.10% del recorrido medido Aproximadamente 356 µm del diámetro máximo de lectura. En este estudio se hace evidente que el uso de la QM para esta aplicación aportará ganancias sustanciales en los criterios más comunes de evaluación, también se puede percibir que el uso del proyector no se descarta pues existe cierta cantidad de características que sólo 22
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se pueden medir con un equipo de este tipo , este análisis nos ayudó a justificar la inversión del equipo, pues ofrece una cuantificación clara de las ganancias obtenidas por la adquisición de cada uno de los equipos. Estudios de este tipo se deben realizar para otros equipos que no sean de producción; siempre procurando evaluar los elementos que mejor describan su razón de existir y el impacto que estas características causan a la fabricación y la aplicación que se desea utilizar.
NUESTRO SOFTWARE
MeasurLink 6.0 Mitutoyo ha lanzado la Versión 6.0 de su software global de administración de datos y de control de procesos, el MeasurLink®. Esta nueva versión incorpora características únicas en la industria que incluyen las representaciones gráficas a Tiempo Real en Tres Dimensiones, una barra de herramientas estíilo Windows® XP y una interfaz para el reportador Crystal para personalizar la generación de reportes. El MeasurLink 6.0 ofrece información estadística en Tiempo Real en el modo de parte tridimensional dinámico. Esta única capacidad le proporciona al usuario la habilidad de ver y manipular la vista de la parte, similar a un dibujo CAD, mientras la información se mueve con la representación en 3D. Un nuevo asistente de inspección permitirá que incluso operadores inexpertos puedan colectar datos en menos de un minuto. El MeasurLink 6.0 también proporciona temporizadores de muestreo frecuentemente para ayudar a que el usuario mantenga una consistencia en la ejecución del plan de control de calidad. Los gerentes de sistemas se beneficiarán de la función de la replicación de las bases de datos locales. Con soporte para la captura del escaneo y del trazo de la imagen. Ahora se pueden buscar a través de los datos de SPC en un nivel de detalle de la característica nunca antes vista. Este conjunto de aplicaciones es adecuado para la instalación en una sola PC o como una parte integral de la colección de datos y del análisis de la fabricación mundial y multinacional. Es realmente un colector de datos globales y sistemas gerenciales. Las aplicaciones de MeasurLink consisten en: Adquisición de datos y módulos de análisis en Real-Time y Real-Time Plus, STAT Measure y STAT Measure Plus, módulos de manejo analítico y de datos del Process Manager y de Process Analyser y mantenimiento del Gage y módulos de control de instrumento R&R y Gage Management. Otros productos dentro de la familia de MeasurLink son el Pocket ML, sistema de adquisición de datos móviles, software para equipos móviles o usted
puede publicar sus datos vía internet en tiempo real con el Measur.NET, una herramienta de comunicación basada en navegador.
Stat Measure Plus Process Analyzer
Process Manager Real-Time
Gage Management Gage RyR
Stat Measure Plus Process Manager
Contacte a Mitutoyo Mexicana: (55)5212-5612 con 21 líneas www.mitutoyo.com.mx MUNDO MITUTOYO •
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ACTUALIZACION
S-DRIVE UNIT Mide a gran Velocidad la Rugosidad de la Superficie en Dirección del Eje Ahora Mitutoyo ofrece una novedosa unidad de manejo de recorrido transversal, la cual puede medir rápidamente la superficie de la rugosidad en dirección del eje. La unidad de manejo de recorrido transversal, facilita la medición de la rugosidad de la superficie en espacios estrechos, o en dirección del eje de los cilindros, como por ejemplo los muñones de la barra de cigueñal, los cuales son difíciles de medir con los sistemas de recorrido convencional.
estándar, patrón de rugosidad 1µm/39.5µpulg, adaptador tipo V , y adaptador Tipo punto. La nueva S-Drive, de recorrido transversal también se puede ordenar como una “adición˝ a las unidades conductoras convencionales de los modelos de SJ-201P ó 301 de Mitutoyo, permitiendo una simple
operación de “enchufe˝ con la dispositivos existentes. También se puede utilizar en combinación con medidores de alturas, a través de un adaptador para indicador de alturas para mayor flexibilidad en la colocación.
El sistema de rugosidad axial SDrive, se ofrece con la Unidad Conductora SJ-201P pulg/mm ó SJ-301pulg/mm, con la unidad principal del S-Drive a baja fuerza de medición o con detector
Dirección de la Medición del Detector Tradicional
Dirección de la Medición del Detector S-Drive
Código No. 178-912A 178-901A 178-606 12AAE643 12AAE644
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Unidad Conductora S-Drive Unit -------
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Fuerza del Detectror 4mN -----
Pantalla SJ-201P (pulg/mm) SJ-301 (pulg/mm) -------
Patrón de Rugosidad RA 1um (39.5 uin)
Adaptador Tipo V Contacto de Punto
RA 1um (39.5 uin) Contacto de punto --Tipo V ---
TENDENCIAS TECNOLOGICAS
Desarrollo del Sistema de Medición por Visión de Ultra-Alta Exactitud Takao Kawabe, Kawasaki Research and Develpoment Center
1. Antecedentes y Propósito En 1994 con sus sistemas de medición por visión, sin contacto la serie Quick Vision, (en adelante llamada serie QV) Mitutoyo Coporation se introduce al mercado de la medición por visión. La serie QV tenía por objetivo principalmente los campos de trabajo impresión y substratos, por esa razón se equipaba con el sistema guía que emplea rodamientos duros para acomodar inspecciones en línea, y cada unidad comprende la estructura principal concebida con el diseño óptimo para alcanzar la rigidez y resistencia contra la deformación proveyendo un excelente desempeño costo-beneficio. D e s d e e n t o n c e s Mitutoyo ha respondido a varias necesidades del mercado que demandaban m a y o r e s tamaños, más funciones, mediciones más complejas a un costo más bajo, etc. Entre estas exigencias, la que pedía mayor exactitud se ha incrementado notablemente en los años recientes. Para responder a esta demanda, las series de “Super” y “Hyper” de la QV con alta exactitud, se liberaron con la finalidad de soportar mediciones de las piezas de trabajo que requirieran mayor exactitud. De cualquier manera, ya que el nivel de exactitud demandado por las industrias de semiconductores, moldeo de metales y otras se ha hecho extremadamente alto, se ha incrementado la dificultad para la serie
convencional de QV soportarlo, debido a su estructura, por lo cual el desarrollo de un sistema de medición por visión de ultra alta exactitud se comenzó para satisfacer esta necesidad de alta exactitud. Les presentamos de manera general, el desarrollo del “sistema de medición por visión de ultra alta exactitud Ultra QV350” (la llamaremos en adelante UQV).
2. Sistema de Medición por Visión de Ultra Alta Exactitud: Ultra QV350 2.1 Especificaciones Las especificaciones y apariencia del nuevo desarrollo de la UQV es como sigue:
2.2 Para asegurar la exactitud: Para crear a la nueva UQV, la máquina con ultra alta exactitud sin precedente, se realizó lo siguiente: 2.2.1 Estructura de la unidad principal. Como estructura base, la UQV emplea un estructura de puente fijo con mesa móvil (fig. 1), la cual se ha considerado con mayores ventajas para conseguir la alta exactitud. Esta popular estructura la cual se ha utilizado en otros productos Mitutoyo incluyendo las CMMs de alta exactitud, la serie QV, etc. Lo que hace especial a este estructura es que cada eje es MUNDO MITUTOYO •
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TENDENCIAS TECNOLOGICAS independiente de los otros para minimizar la varación de la carga que acompaña el recorrido del eje, de este modo proporcionando ambos, alta exactitud de recorrido del eje y repetibilidad estable. La unidad principal se estructura con un diseño basado en el análisis FEM (Método del Elemento Finito) (fig. 2) para trazar la nervadura de cada miembro y para distribuir el peso. E resultado es un cuerpo con extremada alta rigidez. Eje X Eje Z
momento de inercia alrededor del conductor del eje. La escala se coloca también en el centro de las guías para minimizar el error de Abbe. 2.2.2 Sistema guía. La serie convencional QV utilizaba la guía de rodamiento tipo circulante llamada Rodamiento de Movimiento Lineal (fig 5) como sistema guía. La ventaja de este tipo de guía es que es relativamente sencilla de manejar y que puede soportar recorridos largos. Esta guía se emplea también en la ultra rígida y ultra exacta unidad de patín. De hecho la “Hyper QV” la máquina con la segunda más alta exactitud después de la UQV, también emplea el Rodamiento de Movimiento Lineal . Block ML
Eje Y
Fig. 1 Fin de la placa
Fig. 2
Fig. 5
Fin de la guía
Los rodamientos de aire de presión estática del eje X se colocan contra el riel de la guía como se muestra en la figura 3. También, al colocar el miembro móvil del eje X tan cerca de la guía como sea posible, el momento de la inercia alrededor del riel de la guía se reduce. Ésto minimiza errores rotacionales causados por el conductor del eje X. Rodamientos de aire: 6 ubicaciones (eje-Y)
Guía ML
Porta balínes Balín
Rodamiento de movimiento lineal Aire Comprimido Abertura Gabinete de aire
Guía (eje-Y)
Fig. 6 Guías
Estructura del rodamiento de aire Fig. 4 Rodamientos de aire: 9 ubicaciones (eje-X)
Posición del eje conductor del eje Y Ubicación de la escala
Fig. 3 Guía (eje-X)
En el eje Y, los rodamientos de aire de presión estática se colocan contra los dos rieles guía como se muestra en la figura 4, el tornillo sinfin que se utiliza para mover el miembro de movimiento del eje Y, se coloca en el centro en el medio de los rieles guía para reducir el 26
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Con la finalidad de mejorar sustancialmente la exactitud lineal, la nueva UQV emplea como sistema guía los rodamientos de aire de alta exactitud y alta rigidez desarrollados por Mitutoyo. Este es un sistema guía que ha hecho reputación por alcanzar un movimiento de ultra alta exactitud. Nuestra CMM de alta exactitud equipada con estos rodamientos de aire tiene un alto éxito de ventas. Con este rodamiento de aire, la exactitud lineal de los ejes X y Y ha alcanzado niveles inferiores al micrómetro en todo su recorrido (350mm) mientras se ha alcanzado la exactitud cinemática con baja histéresis. 2.2.3 Mecanismo guía. Con la finalidad de asegurar un movimiento estable, se necesitó eliminar errores tales como el movimiento
TENDENCIAS TECNOLOGICAS cónico del eje del tornillo sinfin y el cabeceo de los planos que están verticales al eje, tanto como fue posible. De entre los muchos diferentes métodos para eliminar el cabeceo, tales como el utilizar un resorte de hoja, utilizar alambre forrado, etc, Mitutoyo ha elegido emplear un tornillo sinfín que tiene un mecanismo especial de alimentación en la tuerca (mecanismo flotante) (fig 7). La ventaja de este mecanismo comparado con otros es que entrega una relativamente alta rigidez en la dirección axial, por lo que permite una alta rigidez en el sistema de alimentación.
Tuerca sinfin Servo Motor Tornillo sinfín
Fig. 7 Mecanismo Flotante Carrera del rodamiento
Mecanismo flexible de tornillo sinfín (mecanismo flotante) (Torneado del catálogo de tuerca flotante de Daiichi Sokuhan Manufacturing Co.)
2.2.5 Prevención de calor. Dentro de la unidad del motor de impulsión hay de hecho un motor, que genera calor. Cuando el calor generado por el motor se transmite al cuerpo estructural, la máquina se deforma geométricamente, y como resultado causa un deterioro a la exactitud de medición. Con la finalidad de minimizar el calor generado por el motor, el torque trasero de CD de la UQV se inserta en el lado de la entrada del motor, adicionalmente, para interceptar la transmisión de calor del motor al cuerpo principal de la máquina, un aislante de calor se instala en el montaje del motor. Además de esto, el cuerpo estructural se contruye todo de acero y la máquina se forma para ser térmicamente simétrica. Estos dispositivos que previenen las expansiones térmicas desiguales, tal como se observa en el efecto bimetálico, reducen la influencia del calor al mínimo, previniendo, a lo máximo posible, el deterioro de la exactitud geométrica de la estructura de la máquina. 2.2.6 Controlando la temperatura del aire. La UQV emplea rodamientos de aire. Controlando la temperatura del aire entregado a los rodamientos de aire, las temperaturas del cuerpo de la máquina y debajo de las cubiertas se mantiene estable.
3. En Resumen 2.2.4 Sistema de medicion longitudinal (sistema de detección posicional). La UQV emplea el Sistema de Codificación Lineal Mitutoyo como sistema de medición longitudinal el cual permite una resolución de 0.01µm. El Sistema de Codificación Lineal se construye en vidrio cristalizado, un material conocido por su coeficiente de expansión térmico cercano al cero, lo cual provee una exactitud estable virtualmente sin influencia del calor.
Escala de vidrio convencional
En el desarrollo de la serie UQV nuestro objetivo fue mejorar la exactitud lineal, para obtener movimientos estables y reducir las perturbaciones térmicas. Las tecnolgías utilizadas para ese fin no fueron particularmente nuevas. Mas bien, basamos nuestro concepto en los requisitos básicos de las máquinas de medición de exactitud y lo ejecutamos al pie de la letra, por lo cual la UQV personifica el pleno cumplimiento de estos requerimientos de medición con alta exactitud. Habrá necesidad de más y mayor exactitud en el futuro, como fabricante de instrumentos de medición total, Mitutoyo perseguirá las innovaciones tecnológicas en un esfuerzo incesante de responder a estas necesidades.
Escala de vidrio cristalizada de ultra alta exactitud
Fig. 8
Escala de vidrio con baja expansión térmica
MUNDO MITUTOYO •
Septiembre
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ARTICULO
ROCKWELL Y ROCKWELL SUPERFICIAL
DUREZA
• INTRODUCCION Tan importante es el obtener valores repetidos de una medición, como el tener la certeza de estar midiendo el valor correcto, o sea el valor conocido. Y podemos decir que es particularmente mucho más compleja la trazabilidad en caso de las características de Dureza. Ya que ésta se deriva de varias características básicas, como la longitud, el tiempo, la masa y la aceleración de gravedad, además de otro componente igualmente complejo que es el penetrador esferocónico de Diamante o esférico de acero. • TRAZABILIDAD Definición para trazabilidad, por el Vocabulario Internacional de Metrología (VIM): “Es la propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón que está relacionado con referencias establecidas, g e n e r a l m e n t e p a t ro n e s nacionales o internacionales, al través de una cadena continua de comparaciones, todas teniendo incertidumbres establecidas”. Y hablando de medición de Dureza, ¿Cómo podemos verificar la trazabilidad de un patrón o de equipo de ensayo de dureza (Durómetro)? La trazabilidad se puede dar por el método de verificación directo o indirecto. El método directo consiste en verificar la fuerza de cargas de ensayo (precarga y carga total), o sistema de medición de profundidad de penetración, o tiempo de aplicación de cargas, y el desempeño del equipo de ensayo de dureza, midiendo varias partes de 28
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la escala de dureza, también para tal verificación es importante que el operador atienda características dimensionales de forma, macro y micro geometría y también de su desempeño. El método indirecto es más simple y prevé una verificación del desempeño del equipo de ensayo de dureza, efectivamente midiendo durezas. Para las características de fuerza, compresión y tiempo, es relativamente simple la medición y trazabilidad, más en el caso del desempeño de la medición de dureza sólo será posible con la determinación de valores conocidos y de la trazabilidad de dureza. • EQUIPO DE CALIBRACION DE BLOQUES-PATRON DE DUREZA El SHT-31(Special Hardness Tester) de Akashi es el equipo utilizado para la calibración de patrones de Dureza. Es un equipo pensado para esa función e incluso hoy es el equipo de referencia para la trazabilidad de características de Dureza Rockwell en el Japón. Se creó con varios conceptos que la aproximan a una máquina patrón de dureza, que utiliza sistemas de aplicación de cargas directas. El SHT-31 posee un sistema automático de posicionamiento de cargas que se dá con el propio eje de aplicación de cargas de ensayo, eliminando errores de asentamiento de las caras de la rosca del husillo de elevación. Con su estructura rígida y construída para eliminar los errores de rigidez de la carcasa que podría afectar los resultados de medición, y el sistema de medición de profundidad de penetración se aplica directamente en el eje del penetrador, por una escala Holescale (Láser) con resolución en nanómetros, eliminando el error de Abbe en la medición.
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