Millimar: resultados de medición precisos gracias a la compensación de temperatura

El trasfondo es un fenómeno físico natural: la mayoría de los materiales se dilatan al calentarse y vuelven a contraerse al enfriarse. El objetivo de un procedimiento de ensayo en metrología de producción es determinar el tamaño real de una pieza. Basándose en la primera norma ISO 1 de 1931, se supone automáticamente que esta temperatura es de 20 °C. Sin embargo, sólo unos pocos sistemas de medición controlan la temperatura de la pieza de trabajo o incluso intentan corregir los valores medidos.

Numerosos factores para las desviaciones térmicas de tamaño

Muchos responsables de calidad asumen que cualquier desviación de tamaño inducida térmicamente de la pieza a medir se compensa con una expansión correspondiente del dispositivo de medición y de los patrones de ajuste: Todos los componentes se dilatan o contraen en la misma medida, de modo que al final el resultado es correcto. Sin embargo, en la realidad no es así. El dispositivo de medición, el patrón de ajuste y la pieza de trabajo -los tres componentes de hardware de un sistema de medición- pueden estar hechos de materiales diferentes, por lo que también se comportan de forma diferente cuando se exponen al calor, aunque todos tengan la misma temperatura. Sin embargo, la temperatura de cada uno de los componentes puede ser diferente:

• Las piezas que acaban de salir de un proceso de mecanizado en seco pueden estar varios grados más calientes y permanecer así durante horas.
• Los componentes que se han procesado con refrigerante pueden estar más fríos.
• El dispositivo de medición o el patrón de reglaje pueden estar sobre un banco de trabajo expuesto a la luz solar directa o bajo una válvula de calefacción o refrigeración y, por tanto, estar más calientes o más fríos.
• La estratificación de la temperatura en una sala puede provocar diferencias de temperatura entre los componentes situados cerca del suelo y los situados en un estante alto.
• La masa relativa de los componentes también puede influir: por ejemplo, un bloque motor tarda más en igualarse a la temperatura ambiente que un calibre de tapón de orificio.

En algunos casos, las fluctuaciones térmicas en el dispositivo de medición y la pieza de trabajo también pueden tener un efecto contrario, lo que aumenta el error de medición en lugar de igualarlo. Por ejemplo, las altas temperaturas hacen que los contactos de los calibres de taladro se alarguen. Esto, a su vez, provoca que el diámetro interior sea menor que el realmente medido. Por otra parte, el diámetro interior de una pieza de pared delgada aumenta a temperaturas más elevadas.

Control medioambiental de los laboratorios de medición

Algunas empresas de fabricación intentan resolver este problema controlando el ambiente de la sala. Esto incluye, por ejemplo, la instalación de sofisticados controles de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) o la realización de cambios estructurales. Estas medidas son eficaces en los laboratorios de medición, pero no en las salas de máquinas. Estos edificios son demasiado grandes, contienen demasiados dispositivos o máquinas que generan calor y, por tanto, demasiadas variables en general.

Solución de Mahr

Es más conveniente medir la temperatura del dispositivo de medición, del patrón de ajuste y de la pieza de trabajo y compensar las fluctuaciones térmicas sobre la base de los coeficientes de dilatación conocidos. Mahr ofrece la solución adecuada para esta aplicación: para la familia de productos Millimar, consiste en una combinación del software Millimar Cockpit con un dispositivo externo de medición de la temperatura disponible en el mercado. En la configuración de medición se instalan dos sensores: uno para medir la temperatura del maestro de ajuste y otro para medir la temperatura de la pieza. El software Mahr puede programarse ahora para diferentes coeficientes de dilatación de los distintos componentes. Registra los resultados y calcula un resultado de medición con compensación de temperatura. Los usuarios también pueden especificar factores de compensación adicionales en el software de Mahr, como geometrías inusuales o diferencias entre las temperaturas superficiales e internas de una pieza de trabajo. Esto proporciona a los clientes una solución muy eficaz: un sistema de compensación de temperatura de este tipo suele reducir los errores de medición inducidos térmicamente entre un 90% y un 95%.

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