Introducció
Per als enginyers i professionals de qualitat que treballen amb eines de mesura de precisió - plaques de superfície, vores rectes, plaques angulars, blocs en V-i instruments similars -, el panorama internacional dels estàndards de metrologia pot semblar complex. Els estàndards DIN alemanys, els estàndards JIS japonesos, els estàndards nord-americans ASME, els estàndards britànics BS i els estàndards internacionals ISO aborden productes similars, però difereixen en els seus requisits específics, definicions de grau i càlculs de tolerància.
Comprendre aquests estàndards, els seus punts en comú i les seves diferències clau és valuós per a qualsevol que especifiqui, adquireixi o utilitzi eines de mesura de granit de precisió en un entorn internacional de fabricació o metrologia.
Per què són importants els estàndards per a les eines de mesura de precisió
Una placa de superfície de precisió serveix com a dada de referència per als mesuraments i muntatges realitzats sobre ella. La seva planitud - la màxima desviació d'un pla perfecte a través de la seva superfície de treball - determina la precisió fonamental que pot assolir qualsevol operació de mesura o muntatge. Però sense una definició estandarditzada de com es mesura i es comunica la planitud, el nombre d'un certificat de calibratge no té un significat universal.
Els organismes de normalització han abordat això definint: com es defineix i mesura la planitud; quins mètodes de mesura són acceptables per a la verificació; quines toleràncies de planitud s'apliquen a cada grau de precisió; condicions ambientals (normalment 20 graus ± 2 graus) sota les quals les mesures són vàlides; i requisits de marcatge i documentació. Quan aquests paràmetres estan definits per un estàndard reconegut, un certificat de calibratge que fa referència a aquest estàndard transmet un significat precís i comparable internacionalment.
DIN 876: L'estàndard alemany
DIN 876 és l'estàndard de l'Institut Alemany d'Estandardització per a plaques de superfície de precisió. Defineix quatre graus de precisió. El grau 0 (Nullplatte) és el més alt, utilitzat com a referències de calibratge per a altres plaques de superfície. El grau 1 és per a sales de mesurament de precisió i fabricació d'alta-exactitud. El grau 2 és per al control de qualitat de fabricació estàndard. El grau 3 és el grau de taller per a ús general de producció.
Les toleràncies de planitud segons DIN 876 s'expressen en funció de la longitud diagonal de la placa de superfície, permetent que la tolerància s'escalfi amb la mida de la placa. Per a una placa de grau 0 amb una diagonal de 1.000 mm, la tolerància a la planitud se situa normalment entre 1,5 i 2,5 µm. Per a una placa de grau 2 de la mateixa mida, la tolerància és aproximadament entre 5 i 8 vegades més gran.
La DIN 876 també especifica els requisits per a l'acabat de la superfície, el xamfranat de les vores i l'ús de mètodes de mesura específics - incloent regles calibrades i nivells electrònics - per a la verificació. La norma DIN 876 té una àmplia referència en contextos de fabricació europeus i internacionals i ha influït en el desenvolupament de les normes ISO.
JIS B 7513: L'estàndard japonès
JIS B 7513 és l'especificació dels estàndards industrials japonesos per a plaques de superfície de precisió. Igual que la DIN 876, defineix múltiples graus i proporciona toleràncies de planitud en funció de les dimensions de la placa. L'estàndard defineix el grau 0, el grau 1 i el grau 2, amb el grau 0 que representa la precisió més alta.
La fórmula de tolerància fonamental de JIS B 7513 utilitza la dimensió lateral llarga de la placa de superfície en lloc de la diagonal, la qual cosa comporta valors de tolerància una mica diferents per a plaques no -quadrades en comparació amb els càlculs DIN. A la pràctica, les diferències en els requisits de planitud entre el grau 0 segons JIS B 7513 i el grau 0 segons la DIN 876 són relativament petites i una placa de superfície verificada segons un estàndard al grau més alt generalment compleix amb el grau equivalent de l'altre.
JIS B 7513 és l'estàndard obligatori per als productes exportats a clients al Japó i a gran part de l'Àsia oriental - Japó, Corea, Taiwan i la Xina solen fer referència als estàndards JIS.
ASME B89.3.7: L'estàndard americà
Als Estats Units, les plaques de superfície de precisió es regeixen per ASME B89.3.7. Històricament, els Estats Units també han fet referència a l'antiga especificació federal GGG-P{-463C, que definia el grau A (laboratori), el grau B (inspecció) i el grau C (sala d'eines). ASME B89.3.7 representa l'estàndard actual dels EUA amb una estructura similar de tres graus.
Una distinció notable de l'enfocament ASME és el seu èmfasi en la qualificació de repetibilitat i l'ús del mètode de lectura repetida per al calibratge, a més de la planitud. L'estàndard també aborda de manera explícita la influència de les condicions de suport en les mesures de planitud - específicament l'ús de punts de Bessel, ubicacions de suport determinades matemàticament que minimitzen la flexió de la placa per si mateix-pes.
Els clients nord-americans i les empreses que comercialitzen amb el mercat nord-americà solen especificar el compliment d'ASME B89.3.7 als documents de contractació.
Normes ISO i Harmonització Internacional
L'Organització Internacional per a l'Estandardització (ISO) desenvolupa estàndards destinats a l'adopció global. La ISO 8512 cobreix els requisits per a plaques de superfície de precisió i s'estructura de manera similar a la DIN 876 en les seves definicions de grau i la seva filosofia de tolerància.
En molts casos, els comitès nacionals d'estàndards participen en l'elaboració de normes ISO, i les normes nacionals es poden actualitzar per alinear-se amb la norma ISO corresponent. Aquest procés d'harmonització redueix les discrepàncies entre els estàndards al llarg del temps, facilitant als fabricants i als laboratoris la satisfacció de múltiples clients amb un únic enfocament de calibratge.
Per a les empreses que operen en mercats globals, especificar el compliment de la norma ISO 8512 proporciona el reconeixement internacional més ampli, mentre que, a més, citar el compliment de la norma DIN 876 o JIS B 7513 aborda els requisits regionals específics.
Normes per a altres eines de mesura de granit
Més enllà de les plaques de superfície, altres eines de mesura de granit també es regeixen per estàndards nacionals i internacionals.
Les vores rectes de granit estan cobertes per DIN 874 i JIS B 7514. Aquestes normes defineixen graus i toleràncies de planitud similars a les normes de plaques de superfície, escalades a les dimensions rellevants.
Les plaques d'angle de granit i els quadrats de precisió s'adrecen a la norma DIN 875 i els estàndards JIS equivalents. Les toleràncies de perpendicularitat es defineixen en funció de la longitud del braç del quadrat.
Els blocs V-de granit estan coberts per DIN 6321 i JIS B 7731. Els requisits de grau i tolerància reflecteixen la geometria específica de les aplicacions de blocs V-.
Per a tots aquests tipus d'eines, els mètodes de mesura subjacents - que utilitzen autocol·limadors, nivells electrònics i interferòmetres làser - es defineixen en estàndards complementaris que garanteixen la coherència en com es verifica el compliment.
Traçabilitat de la calibració entre estàndards
Independentment de quin estàndard es verifica una eina de mesura de precisió, el calibratge ha de ser traçable als estàndards de mesura nacionals. A Alemanya, aquest és el Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Als Estats Units, el National Institute of Standards and Technology (NIST). Al Japó, l'Institut Nacional de Metrologia del Japó (NMIJ). Al Regne Unit, el National Physical Laboratory (NPL).
Quan un proveïdor proporciona un certificat de calibratge per a una placa de superfície de granit de precisió, aquest certificat hauria d'identificar l'estàndard de mesura utilitzat, els instruments i mètodes emprats, les condicions ambientals durant la mesura, la incertesa de mesura i la traçabilitat explícita a un estàndard nacional o internacional designat.
Orientació pràctica per a la contractació
Per als enginyers i professionals de les adquisicions que seleccionen plaques de superfície de granit de precisió o eines de mesura, es deriven diverses consideracions pràctiques de la comprensió del panorama dels estàndards.
En primer lloc, especifiqueu clarament la norma i la qualificació aplicables als documents de contractació. Només sol·licitar una placa de superfície "Grau A" és ambigu. - Grau A segons GGG-P-463C i Grau 0 segons DIN 876 tenen requisits diferents. L'especificació de "DIN 876 Grau 0" elimina l'ambigüitat.
En segon lloc, requereixen certificats de calibratge que anomenin l'estàndard de mesura, els instruments utilitzats i la cadena de traçabilitat de calibratge. Un certificat que només diu "compleix les especificacions" sense aquests detalls no proporciona informació suficient per avaluar la incertesa de mesura.
En tercer lloc, tingueu en compte l'entorn d'ús-final. Una placa de superfície utilitzada en un laboratori de calibratge acreditat per ISO 17025 requereix una documentació i una traçabilitat diferents de les que s'utilitzen en una planta de producció per a la inspecció d'entrada, fins i tot si ambdues s'especifiquen amb el mateix grau de planitud.
Conclusió
Els estàndards que regeixen les eines de mesura de granit de precisió - DIN 876, JIS B 7513, ASME B89.3.7, ISO 8512 i els seus estàndards complementaris per a altres tipus d'eines - proporcionen el marc que fa que el comerç internacional d'instruments de precisió sigui significatiu i fiable. Entendre aquests estàndards, les seves estructures de grau, els seus enfocaments de tolerància i la seva relació amb la traçabilitat de la calibració ajuda els enginyers i els professionals de la qualitat a prendre decisions més informades-sobre l'especificació, l'adquisició i l'ús d'equips de mesura de precisió.
A mesura que la fabricació i la metrologia s'integren cada cop més a nivell mundial, la familiaritat amb els principals marcs d'estàndards internacionals és una competència cada cop més valuosa per als professionals tècnics en garantia de qualitat, fabricació de precisió i metrologia.