Automatización de la metrología de superficie para el taller metalmecánico

Hemos recorrido un largo camino desde el no muy lejano pasado en el cual el acabado superficial era “medido” a juicio o comparado contra un estándar usando la uña. Desde la concepción de la metrología de rugosidad, el número de estándares internacionales y parámetros de superficie reconocidos internacionalmente se ha incrementado continuamente. Este hecho dificulta particularmente que los nuevos empleados de calidad o en producción entiendan el panorama, sin mencionar los detalles de la metrología de superficie.

Los fundamentos sobre la medición de una superficie han sido más bien consistentes durante los últimos 60 años más o menos. El instrumento de medición de superficie mueve una aguja de precisión a través de una superficie y la señal resultante, o el trazado, se analiza y se presenta al usuario. Lo que hoy es diferente es que existe un gran conjunto de parámetros nuevos y variaciones al instrumento que pueden llevar a resultados muy diferentes cuando se usan diferentes conjuntos de parámetros del medidor.

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Por ejemplo, el filtrado y las longitudes de corte. Hay tres componentes en el trazo de la textura superficial, los cuales son filtrados para determinar características específicas de rugosidad superficial u ondulación. De acuerdo con los parámetros de filtro que se usen, uno puede retirar el elemento de ondulación para evaluar el perfil de rugosidad o eliminar los elementos de rugosidad para evaluar el perfil de ondulación.

La separación de los elementos de rugosidad y ondulación se hace usando cortes de filtro. La elección incorrecta de la longitud de corte es una de las principales razones que genera resultados incorrectos de acabado superficial. La longitud de corte debe ser lo suficientemente larga para proveer suficientes datos para la medición, pero tampoco tan larga que la geometría de parte pueda imponer datos extraños. Un corte especificado adecuadamente en general incluye de 10 a 15 marcas de la herramienta para la mayoría de superficies mecanizadas.

Pero la longitud de corte no debe confundirse con la carrera o longitud de recorrido, la cual es la distancia total que recorre la sonda, y puede ser de 2, 12 o incluso 18 pulgadas de largo (50, 300 y 450 mm) para evaluar la ondulación y la rectitud. En los capítulos 3 y 4 de ASME B46.1 se encuentra información detallada sobre la elección de los cortes.

Una solicitud típica de acabado superficial consta de varios elementos, todos los cuales pueden ser requeridos dada la complejidad de la metrología del acabado superficial. Bajo el viejo estándar ANSI B46.1-1985, un valor preestablecido de 0.030 pulgadas (0.8 m) era aplicado a cualquier solicitud de acabado superficial que no especificaba un corte.

Este es un valor de corte efectivo para muchas, pero no todas, las mediciones de rugosidad. Para evitar confusión y especificaciones laxas, el nuevo estándar ASME B46.1-1995 elimina el valor preestablecido e insiste en que todos los cortes deben especificarse. Un procedimiento estándar consiste en medir cinco cortes en una única carrera y promediar los resultados, aunque pueden usarse menos cortes si la superficie es demasiado corta para incluir cinco. Cuando se sabe que un proceso de manufactura es consistente, pueden ser suficientes menos de cinco cortes para generar resultados confiables. Cuando se reportan los resultados debe indicarse el número de cortes, si no es cinco.

Así que ahora nuestro mecánico –quien se dedica a la programación de la parte y a ayudar a asegurar la calidad de las partes que salen de la máquina – de alguna forma se supone que debe convertirse en casi un experto en estándares de acabado superficial y en sus parámetros también. Para ese mecánico, esto puede ser demasiado pedir.

Una solución disponible ahora es una característica incorporada en algunos medidores de superficie para selección automática del corte. En efecto, el sistema de medición selecciona los filtros correctos y la longitud de recorrido de medición correcta. Esto se hace automáticamente mientras la parte es medida, dependiendo de la magnitud del valor para el ancho de elementos de perfil (Rsm) o la profundidad de rugosidad superficial (Rz) (según DIN EN ISO 4288 y ASME B46.1).

Una vez se completa la medición, el perfil también puede filtrarse automáticamente con la longitud de corte más apropiada a la longitud de recorrido. Así se evitan los errores de medición y los ajustes de filtro incorrectos.

Por supuesto, esta selección automática no debe usarse cuando los planos indican longitudes específicas de longitudes de corte u otros ajustes del trazo. Pero para verificaciones de acabado superficial de propósitos generales, el uso de las selecciones automáticas puede mejorar los resultados, y es apto para mejorar la correlación entre sistemas usados de forma similar.