Guía para la evaluación de la incertidumbre en pruebas de MMC ISO TS 23165:2005 (E) Guide to the evaluation of CMM test uncertainty

Transcripción

1 Guía para la evaluación de la incertidumbre en pruebas de MMC ISO TS 3165:005 (E) Guide to the evaluation of CMM test uncertainty 1

2 C M U- MMC Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 Antecedentes Conocer la prueba del desempeño de MMC ISO Alcance. Es una guía para la aplicación de la prueba normalizada mediante la ISO :001 cubriendo la evaluación de la incertidumbre de prueba requerida por la ISO

3 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 La incertidumbre de la prueba (de verificación): Es asociada únicamente al equipo y su uso en la prueba, la cuál puede modificar las zonas de conformidad de acuerdo a ISO Es una medida de la calidad del equipo de prueba (patrones) y su uso durante la prueba, no del desempeño de la MMC. Es responsabilidad y controlada por el probador (el probador/verificador puede ser externo ó interno ó de tercera parte). 3

4 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 6 Prueba de tamaño 6.1 General La ecuación recomendada para la incertidumbre estándar del error de indicación u(e) es: u( E) = u ( ε ) + u ( εα ) + u ( ε ) + u ( ε ) + cal t alig u ( ε fixt ) donde ε cal es el error de calibración del patrón materializado de tamaño εα es el error debido a la entrada del valor del CTE del patrón materializado de tamaño εt es el error debido a la entrada del valor de la temperatura del patrón materializado de tamaño ε align es el error debido a la desalineación del patrón materializado de tamaño ε fixt es el error debido a la fijación del patrón materializado de tamaño 4

5 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165: Análisis de los contribuyentes de incertidumbre 6..1 Incertidumbre debida a la calibración del patrón materializado de tamaño u(εcal) La ecuación recomendada para este componente de incertidumbre es u(ε ) = cal Ucal k Donde Ucal es la incertidumbre expandida de calibración del patrón materializado de tamaño reportada en el certificado o informe de calibración k es el factor de cobertura de Ucal reportado en el certificado o informe de calibración NOTA Un valor típico del factor de cobertura es k = 5

6 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165: Incertidumbre debida al CET (coeficiente de expansión térmica) del patrón materializado de tamaño, u(ε ) Aplica cuando se requiere un dato de entrada del CET. Es descartado para maquinas sin compensación térmica. La ecuación recomendada para este componente de incertidumbre es U(ε ) = L x ( t 0 C ) x u( ) donde L es el tamaño del patrón materializado t es la temperatura del patrón materializado de tamaño en el momento de la medición 0 es la temperatura de referencia (véase ISO-1) u( ) es la incertidumbre estándar del CTE del patrón materializado de tamaño El valor de t en la ecuación de arriba debe ser medido o estimado para cada posición de prueba. Si tienes valor de calibración del CET dividir entre, si es obtenidos de tablas ó manuales dividir entre 1, si el valor para aceros se asume como 11,5±1 se usa un valor de 0,58x10-6 K -1 6

7 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165: Incertidumbre debida a la entrada de la temperatura del patrón materializado de tamaño, u(εt) Esta componente de incertidumbre debe ser considerada sólo para CMMs térmicamente compensadas y sólo cuando se basa en la temperatura medida por el probador. La ecuación recomendada para esta componente de incertidumbre es U(εt) = L x x u(t) donde L es el tamaño del patrón materializado a medir es el CET del patrón materializado u(t) es la incertidumbre estándar de la temperatura del patrón materializado u(εt) = 0 cuando la temperatura es medida por medio de los termómetros incluidos en la CMM, o cuando la CMM no es térmicamente compensada. La prueba se debe realizar en los límites de T especificados por el fabricante de la MMC. Para evaluar la incertidumbre entrada u(t), se sugiere considerar los siguientes componentes: - La incertidumbre de calibración del(os) termómetro(s) usado(s) que es reportada en el certificado de calibración. - La incertidumbre debida a la variación de temperatura Vt puede determinarse mediante una prueba sobre un artefacto de dimensiones similares al patrón utilizado. 7 Las incertidumbres estándar se suman en forma cuadrática.

8 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165: Incertidumbre debida a la desalineación del patrón materializado de tamaño, u(ε align ) u ( ε ) = u ( e ) + u align cos e parall ( ) dónde: U(e cos) es la incertidumbre por el error de coseno, U(e parall ) es la incertidumbre del paralelismo de las caras de medición 8

9 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165: Incertidumbre de fijación del patrón materializado de tamaño, u(ε fixt ) Es recomendado que sea tomado todo el cuidado para mantener este componente en un mínimo. Cuando se cuenta con los dispositivos de fijación y soporte de diseño específicos para aplicaciones metrológicas, este componente debe ser reducido al mínimo y debería tomarse como despreciable. Cuando esto no es así (diseño bajo principios no metrológicos) deberán hacerse experimentaciones para obtener un valor de incertidumbre por la fijación de los patrones. 9

10 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 Errores que no se incluyen 1. Los errores de reproducibilidad no son cargados en esta evaluación dado que son debidos a causas externas al probador y lo que pretende esta guía es la calidad del probador y no de la MMC y otras causas externas.. Software se trata como una caja negra. 10

11 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 Errores de palpado Es lo primero que se compara para determinar si la incertidumbre es menor que el MPEp F u( ε form ) = + u ( F) Donde F es el error de forma reportado en el certificado de calibración, U(F) es la incertidumbre establecida por el error de forma reportado en el certificado de calibración. Este error se utiliza para determinar si la prueba cumple inicialmente con el Mep (máximo error de palpado). 11

12 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 Ejemplo para una prueba típica de MMC u( E) = u ( ε ) + u ( εα ) + u ( ε ) + u ( ε ) + cal t alig u ( ε fixt ) Fuente (k=1) u ε ) ( cal u( ε α ) u( ε t ) u( ε align ) u( ε fixt ) termómetros propios U (k=) b 0,5 0-0,05-0,5 m * L 0,5 0,14-0, - 1,1 1

13 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 Reglas de decisión conforme a ISO *L 0,5+1,1* L L 0,5+1,1* L La incertidumbre representa de un 16 a 3% de la MPE, la prueba es adecuada. La incertidumbre representa de un 33 a 60% de la MPE, por lo que la prueba no es adecuada. 13

14 Guía para la evaluación de incertidumbre de prueba en MMC ISO TS 3165:005 CONCLUSIONES La norma ISO TS 3165 muestra un camino sencillo para homologar los criterios de evaluación de incertidumbre en la evaluación del desempeño conforme a ISO Por fin se homologan los criterios y se separan los componentes de la calidad de prueba vs desempeño de la MMC. Existen aún muchos campos de desarrollo en la evaluación de la incertidumbre de calibración pero sobre todo en la medición de objetos. El evaluador debe estar conciente de no sobreestimar los valores ni las fuentes de incertidumbre, pero también se corre un riego en el sentido opuesto (al subestimar). 14