Il Tolerance Management nell Ingegneria di prodotto e di processo. Torino, Centro Congressi Lingotto aprile 2010

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1 Il Tolerance Management nell Ingegneria di prodotto e di processo Tolerance Management e Sistemi di Misurazione Enrico Savio Professore Associato di Tecnologie e Sistemi di Lavorazione Università degli Studi di Padova Dip. di Innovazione Meccanica e Gestionale (DIMEG) Laboratorio di Metrologia Geometrica ed Industriale

2 Laboratorio di Metrologia Geometrica ed Industriale Attività di ricerca Verifica delle prestazioni dei sistemi non a contatto (ottici e CT) Procedure di valutazione dell incertezza di misura Metrologia delle superfici freeform Metrologia dei microcomponenti Valutazione economica delle attività metrologiche Formazione continua/online nella metrologia a coordinate Attività didattica Corsi di Tecnologia Meccanica Corsi di Qualità e Metrologia nella Produzione Dotazione sale metrologiche Macchine di misura multisensore e a 4 assi controllati Sistema automatico di digitalizzazione a triangolazione laser Sistemi i per la nanometrologia delle superfici i (Sistema di tomografia computerizzata per misura dimensionale) 2

3 Sommario Tolerance Management e Sistemi di Misurazione 1. Introduzione 2. Legame tra Tolerance Management e strumentazione di misura 3. Classificazione fonti di errore 4. Esempio 1: risultati confronto interaziendale CMM a contatto 5. Esempio 2: risultati confronto interaziendale CMM ottiche 6. Esempio 3: tomografia computerizzata per misure dimensionali 7. Suggerimenti 8. Conclusioni 3

4 Metrology as an enabling technology Metrology is the decisional basis for controlling design, manufacture, and function Manufacture Process Control Quality Control Metrology Design Function Tolerancing 4

5 Tolerance management e Sistemi di Misurazione UNI EN ISO :2001 limite inferiore LSL Zona di specifica limite superiore USL fuori specifica in specifica fuori specifica fase di progetto U U U U fase di verifica non incertezza conformità incertezza non conformità conformità 5

6 Fonti di errore in generale importanza relativa? per quali tecnologie? 6

7 Esempio 1: risultati Nordic Audit / Audit Italiano Tipologia di tolleranza - cambiano gli errori - stima incertezza più impegnativa reference value [µ µm] Deviation from Y Y X 50 X 50 reference value [µ µm] Deviation from r A A-B B CMM number CMM number Hansen H. N., De Chiffre L., 1999, An industrial comparison of coordinate measuring machines in Scandinavia a a with focus on uncertainty ty statements, e ts, Precision Engineering, g, 23:

8 Esempio 2: risultati VideoAudit Confronto interaziendale CMM con sistemi ottici Group Optical sensor Length measuring capability for 300 mm* No. of CMMs A Image processing up to 3 µm 5 B Image processing 3-4 µm 6 C Image processing over 4 µm 6 D Laser triangulation - 4 *according to the manufacturers specifications for XY plane Carmignato ato S., Voltan A., Savio E., 2010, 0, Metrological og performance of optical coordinate measuring machines under industrial conditions, dto Annals asof the ec CIRP, in pess press. 8

9 Esempio 2: risultati VideoAudit Group Optical sensor Length measuring No. of capability for 300 mm* CMMs A Image processing up to 3 µm 5 B Image processing 3-4 µm 6 C Image processing over 4 µm 6 D Laser triangulation - 4 Carmignato S., Voltan A., Savio E., 2010, Metrological performance of optical coordinate measuring machines under industrial conditions, Annals of the CIRP, in press. 9

10 Esempio 2: risultati VideoAudit Group Optical sensor Length measuring No. of capability for 300 mm* CMMs A Image processing up to 3 µm 5 B Image processing 3-4 µm 6 C Image processing over 4 µm 6 D Laser triangulation - 4 Carmignato S., Voltan A., Savio E., 2010, Metrological performance of optical coordinate measuring machines under industrial conditions, Annals of the CIRP, in press. 10

11 Effetto delle scelte operative Tipologia di luce Valore di soglia Interazione con materiale e colore del pezzo ecc. coaxial backlight effetti rilevanti sul risultato della misurazione, spesso ignorati! 11

12 Esempio 3: Tomografia Computerizzata Nuove tecnologie per controllo dimensionale - geometria completa interna/esterna - indagini nuove, R&D - fonti di errore aggiuntive - fase di postprocessing critica per qualità risultati -CT-Audit(in corso) - 15 partecipanti ti -4 campioni -info: 12

13 Fonti di errore Importanza relativa diversa lo strumento spesso dà un contributo marginale rispetto a operatore e procedura di misura! Fonte : QFM Erlangen 13

14 Conclusioni Tolerance Management e Strumenti di Misura Corretta gestione della strumentazione normativa internazionale conferma metrologica verifiche intermedie Gestione dell incertezza di misura parametro quantitativo per prendere decisioni fonti di errore Competenza nell utilizzo della strumentazione formazione iniziale e continua qualificazione del personale teamwork 14

15 Riferimenti Laboratorio di Metrologia Geometrica ed Industriale Università degli Studi di Padova Dip. di Innovazione Meccanica e Gestionale (DIMEG) enrico.savio@unipd.it Associazione CMM Club Italia c/o INRIM, Torino segreteria@cmmclub.it L Associazione è composta da utilizzatori, fornitori di servizi, studiosi di metrologia, laboratori metrologici, università, professionisti e costruttori di Macchine di Misura a Coordinate (CMM); ha lo scopo di promuovere in Italia la conoscenza e lo sviluppo della metrologia, ed in particolare della metrologia dimensionale i e a coordinate. 15