PROYECTO DIAFORM. Aelio A. Arce Criado y Rafael Muñoz Bueno Centro Español de Metrología Laboratorio de Control de Formas Área de Longitud

Transcripción

1 PROYECTO DAFORM Calbracón de patrones de dámetro y determnacón de defectos de forma, por métodos óptcos y de contacto, con trazabldad al Patrón aconal de Longtud Aelo A. Arce Crado y Rafael Muñoz Bueno Centro Español de Metrología Laboratoro de Control de Formas Área de Longtud

2 Contendo TRODUCCÓ DESCRPCÓ DEL PROYECTO OBJETVOS ALCAZADOS Medcones de dámetro Determnacón de los defectos de forma COCLUSOES PERSPECTVAS FUTURAS

3 ntroduccón ndustra Máqunas herramenta Bloques patrón longtudnales Esferas patrón Laboratoros de Metrología AJUSTE Dámetros exterores Dámetros nterores Patrones materalzados de Longtud

4 Descrpcón del proyecto Objetvos generales del proyecto. Establecer la metodología y los procedmentos de medda para patrones de dámetro tanto nterores como exterores con trazabldad al patrón naconal de longtud.. Alcanzar ncertdumbres de 0, 0,3 μm en meddas de dámetros 3. Establecer la metodología y los procedmentos de medda para la determnacón de defectos de forma con trazabldad al patrón naconal de longtud. 4. Alcanzar ncertdumbres nferores a 00 nm en meddas de defectos de forma 5. Partcpacón en comparacones clave para dar soporte a las nuevas CMCs 6. Aumentar la capacdad de medda y actualzar la oferta de servcos del CEM respecto a la medda de dámetros y defectos de forma

5 Descrpcón del proyecto Medos dsponbles DÁMETROS MMC Mtutoyo Ultra Quck Vson 350 Pro Palpado MEP:,5 µm Resolucón: 0,0µm Repetbldad: 0,5 µm Rango medda: 300 x 300 x 50 mm Vsón U: 0,5L/000 µm Resolucón: 0,0 µm Repetbldad: 0,5 µm Rango medda: 350 x 350 x 50 mm

6 Descrpcón del proyecto Medos dsponbles FORMAS MMF Mtutoyo Roundtest RA H500 Resolucón: 0,00 µm Error de rotacón Radal: 0,06H/0000 µm Axal: 0,046X/0000 µm Recttud eje Z: 0,0,0005L µm Paralelsmo ejes Z/rotacón 0,3 µm/550 mm Recttud eje X 0,0,0005L µm Perpendculardad XZ 0,5 µm/00 mm

7 Objetvos alcanzados Dámetros: Técncas de medcón Comparacón frente a patrón de referenca Z Y X. Determnacón de dstancas Pto Pto Se corrge a 0 ºC. Cclo Medda REF Medda D Medda REF 3. Meddas realzadas a tres alturas 4. Determnacón de los defectos de forma Redondez

8 Objetvos alcanzados Dámetros: Trazabldad Los dámetros recben TRAZABLDAD de la columna de bloques

9 Objetvos alcanzados Dámetros: Cálculo de ncertdumbres D 0 D d D d REF MD MREF MMC ΔT D 0 D d D d REF MD MREF MMC ΔT D 0 Dámetro calculado a 0 ºC D Dámetro nomnal d D Desvacón del dámetro al nomnal d REF Desvacón del patrón a su valor de referenca MD Correccón debda a la medda del dámetro MREF Correccón debda a la medda del patrón MMC Contrbucones de la máquna ΔT Efectos de la temperatura

10 Objetvos alcanzados Dámetros: Cálculo de ncertdumbres Varable Dstrbucón Probabldad Peso relatvo % Medda del dámetro,0 Defecto de redondez Rectangular ncertdumbre de la redondez ormal Repetbldad de la medda Rectangular Reproducbldad de la medda Rectangular Medda del patrón REF 67,5 Repetbldad de la medda Rectangular Reproducbldad de la medda Rectangular ncertdumbre calbracón patrón REF ormal Derva patrón REF Trangular Contrbucón de la MMC 0,7 Resolucón Error de alneamento Efectos de la temperatura Calbracón termómetro Resolucón termómetro Rectangular Rectangular ormal Rectangular 0, UD 0 k 0,6 µm

11 Objetvos alcanzados Dámetros: Documentacón y calbracones realzadas Procedmento CEM PT 007 y programa CEM P 0006 Calbracones Tpo Dámetros nterores Dámetros exterores Esferas patrón Patrón de amplfcacón TOTAL Calbracones de dámetros úmero Porcentaje 5,0 5,7 9,4 3,9 00 %

12 FSB M UME RC CEM 5,005 5,000 5,0005 5,0000 4,9995 4,9990 4,9985 Objetvos alcanzados Dámetros: Partcpacón en comparacones EUROMET L.K4 005 Euromet project 8: Calbraton of dameter standards Comparacón EUROMET L K4.005 PATRÓ DE DÁMETRO DE 5 mm TEROR 40,005 Comparacón EUROMET L K4.005 PATRÓ DE DÁMETRO DE 40 mm TEROR E n 0,34 40,000 40, , , , , ,9980 E n 0,9 DT PL EM METROSERT LMC MKEH RM M UME RC CEM METAS BEV CM GUM ML DT PL MRS EM METROSERT LMC MKEH RM ML GUM CM BEV METAS Valores resultantes mm Valores resultantes mm 5,000 5,0005 5,0000 4,9995 4,9990 4,9985 4,9980 Comparacón EUROMET L K4.005 PATRÓ DE DÁMETRO DE 5 mm EXTEROR 50,000 Comparacón EUROMET L K4.005 PATRÓ DE DÁMETRO DE 50 mm EXTEROR 50,0005 E n 0,83 50, , , , , , , ,9965 E n 0,36 FSB M UME RC CEM PL MRS EM METROSERT LMC MKEH RM FSB M UME RC CEM METAS BEV CM GUM ML DT PL MRS EM METROSERT LMC MKEH RM DT ML CM BEV GUM METAS Valores resultantes mm Valores resultantes mm

13 Objetvos alcanzados Redondez 0,00 deg 90,00 deg 60,00 deg Formas: Defectos estudados Eje de referenca PL 50,00 deg 30,00 deg 80,00 deg 0,00 deg Paralelsmo Perfles crculares 0,00 deg 330,00 deg L 40,00 deg 300,00 deg Clndrcdad 70,00 deg Perpendculardad Superfce REF Recttud 00,0093 8,59 6,509 43,7589 5, ,587 87, , ,0083-0,379-0,860 0,0000 0,860 0,379

14 Objetvos alcanzados Formas: Técncas de medcón Medcón Medcón de de perfles perfles crculares crculares y y lneales lneales Elevado Elevado nº nº puntos puntos en en cada cada perfl perfl >5000 >5000 Velocdad Velocdad de de rotacón rotacón varable varable Amplfcacón Amplfcacón de de la la medda medda varable varable Fltro Fltro empleado: empleado: Gauss Gauss 50% 50% UPR UPR según según la la norma norma SO SO correspondente correspondente Medcón Medcón a a dferentes dferentes alturas alturas y y ángulos ángulos Técncas Técncas de de separacón separacón de de errores errores en en redondez redondez

15 Objetvos alcanzados Formas: Trazabldad 90,00 deg 90,00 deg 80,00 deg 80,00 deg 0,00 deg 0,00 deg 70,00 deg 70,00 deg Patrón de amplfcacón flck standard Flck meddo en MMF FACTOR DE AMPLFCACÓ

16 Objetvos alcanzados Formas: Cálculo de ncertdumbres L R Pep SQ L R Pep SQ L R Pep SQ L R Pep SQ n f n f n f n f π β π β π β π β sn arcsn tan cos arcsn tan sn arcsn tan cos arcsn tan Perpendculardad Redondez mult step Pp max Pp mn R res T Aerm erm K Pp Pp Δ Paralelsmo 0 0 PL 0 A B f A B med 0º 80º 0 A B f A B med 0º 80º 0 A B f A B med 90º 70º 0 A B f A B med 90º 70º Redondez convenconal res T erm Cal K R R Δ Recttud Cal SM STRt STRt Clndrcdad T Cal SM C C Δ

17 Objetvos alcanzados Formas: Cálculo de ncertdumbres Ejemplo de balance de ncertdumbres en la medda de la redondez medante el método mult step Varable X Símbolo Valor X Undades ncertdumbre ux Dstrbucón Coef. Sensbldad C Valor C Cont. usp Undades Grados de lbertad Peso Relatvo % Repetbldad Repetbldad de sere A rep 0,000 μm 0,0006 normal 0,0006 μm 4,00 ndet. Axal Redondez ndet. Axal Redondez ar 0,00 μm 0,0007 normal K 0,77 0,000 μm 0,7 Rudo Amp. Rudo estmada rudo 0,000 μm 0,007 tpo U K 0,77 0,003 μm 00 8,8 Rotacón máquna nestabldad error rotacón erm 0,0030 μm 0,0009 rectangular 0,0009 μm 00 9,00 Comp. armónco error rotacón máquna Aerm 0,0005 μm 0,0004 tpo U 0,0004 μm 00,50 Calbracón palpador ncertdumbre calbracón Flck uflck 0,3000 μm 0,000 normal 0,000 μm 00 0,09 nfluenca del error rotacón máquna ecp 0,0073 μm 0,0000 rectangular 0,0000 μm 00 0,00 Cambo de rango cr 0,0040 μm 0,008 rectangular 0,008 μm 00 39,8 Efectos térmcos Error de cerre ec 0,0050 μm 0,004 rectangular 0,004 μm 00 4,99 Derva excentrcdad dervex 0,00 μm 0,0003 rectangular 0,0003 μm 00,6 Resolucón Resolucón con MS res 0,000 μm 0,0003 rectangular 0,0003 μm 00, u Pp 0,003 μm u R 0,004 μm U R k 0,008 μm

18 Objetvos alcanzados Formas: Documentacón Defecto Redondez convenconal Redondez mult step Recttud Clndrcdad Paralelsmo Perpendculardad Procedmento Técnco PT 003 PT 000 PT 0063 PT 004 PT 00 Pendente de códgo Hoja de cálculo P 000 P 0030 P 0003 P 000 P 0004 P 0005

19 Objetvos alcanzados Formas: Calbracones realzadas Tpo de patrón Hemsfero Hemsfero Clndro de perpendculardad Calbracones de defectos de forma Defecto meddo Redondez Redondez mult step Redondez Clndrcdad Recttud 4 gen. Paralelsmo a Perpendculardad 4 gen. úmero Porcentaje 7,5,5,5 Patrón lso de dámetro Redondez 30,0 Esfera patrón Redondez 5 37,5 TOTAL %

20 Objetvos alcanzados Formas: Calbracones realzadas EUROMET L.K4 005 Euromet project 8: Calbraton of dameter standards 0,5 Comparacón EUROMET L K4.005 REDODEZ DE LA ESFERA PATRÓ DE 30 mm Valores resultantes µm 0,0 0,5 0,0 0,05 E n 0,9 0,00 METAS CM GUM DT PL EM METROSERT RM FSB M UME CEM

21 Conclusones. uevos servcos de calbracón en dámetros y formas. Mayor compettvdad del tejdo metrológco/ndustral español 3. Generacón de 7 nuevos procedmentos técncos 4. Trazabldad al Patrón aconal de Longtud de todas las meddas 5. U k < 0,3 µm para dámetros 6. U k < 00 nm en R y STRt ; U k < 300 nm C, PL, SQ 7. U k < 0 nm en R multstep 8. Técncas de medda e ncertdumbres avaladas por la comparacón clave EUROMET L K4.005

22 Perspectvas Futuras Reduccón de ncertdumbres en dámetros: U k < 00 nm ncertdumbre del sstema σ Repetbldad Resolucón Rango de medda 0,05 0,5 L/000 µm L en mm 0,04 µm 0,005 µm Externo: mm nterno: 0,5 356 mm Reduccón de ncertdumbres en formas: Técncas de reversbldad Lanzamento proyecto FORMER Aplcacón de técncas de separacón de errores en la medda de defectos de forma y análss de fltros analógcos medante el empleo de patrones multonda

23 Gracas por su atencón!