Bate papo sobre o dia-a-dia em salas de metrologia na indústria.
Vamos falar de metrologia?
Projetos robustos criam produtos e processos de fabricação e medição robustos
O que faz um produto ser robusto em temos de projeto e/ou processo de fabricação e controle de qualidade? Tolerâncias apertadas? Salas de metrologia, nível “NASA”? Inspetores e metrologistas intergaláticos? Há quem diga que sim.
Por outro lado há um consenso de que produtos e processos robustos são criados a partir de projetos robustos. E o que seria um projeto robusto? Um projeto robusto é aquele que tem por base a adequação das tolerâncias ao nível necessário para atender aos requisitos de funcionalidade e produção de um determinado produto.
Você saberia onde é o primeiro lugar onde se observa, na prática, a robustez de um projeto? Isso mesmo, na metrologia. Eu como metrologista, percebo estes aspectos somente quando já foram fabricadas as primeiras unidades de um produto, primeiras amostras e/ou primeiros lotes de um fornecedor. E mesmo antes de medir e/ou verificar a conformidade do produto, a escolha dos equipamentos e métodos que deverão ser utilizados, tem por base o projeto, representado nessa etapa, pelo desenho 2D e modelo CAD[link]. Ou seja, as especificações devem ser claras e inequívocas.
Você metrologista, conhece pelo menos um caso de especificação incorreta ou insuficiente para a medição de um determinado produto. Se foi difícil medir, imagine como foi fabricar.
Recomendo os textos, do prof. André Roberto de Souza(1) e do prof. João Baker(2) sobre metodologias para para definição e especificação de produtos:
(1)”Bons produtos começam por bons projetos”
(2) Ferramentas de desenvolvimento de produtos.
Assista a “Dica de GD&T 1” no YouTube – by João Baker
Avanços na medição baseada em modelos reduzem o tempo de programação da CMM
Nota da tradução:
Observando o cenário da nossa indústria nacional e sempre conversando com metrologistas de cmm de vários ramos, a realidade e tecnologia indicada nesse artigo está longe da maior parte de nossas engenharias e salas de metrologia. Porém precisamos conhecer o que nos falta como recursos, se quisermos avançar em conhecimento. Boa leitura!
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Com mais horas de trabalho sendo gastas em trabalho de programação, diferenças em programas de medição criados por funcionários e programas ineficientes sendo criados devido a problemas de proficiência, a indústria passou de desenhos 2D para modelos anotados em 3D. Vários fatores, incluindo a ênfase crescente no controle de qualidade, a crescente diversidade de peças e componentes sendo medidos, o desenvolvimento de cadeias de fornecimento globais mais complexas e ciclos de vida reduzidos, levaram a uma demanda considerável por programação de medição automática em recentes anos.
O mais recente software de geração automática de programas de medição usa CAD 3D e informações de fabricação de produtos (PMI) para permitir a geração automatizada de programas de medição com apenas um clique. Um programa complexo que anteriormente levaria cinco horas para ser concluído manualmente agora pode ser concluído em 15 minutos.
Hoje, os fabricantes aeroespaciais e de defesa usam o CMM (Coordinate Measuring Machines – Máquinas de Medição por Coordenadas) para coletar dados e comparar dados com modelos de projeto assistido por computador (CAD). Líderes globais de fabricação como Boeing, Lockheed, Raytheon, Ford e Deere juntaram-se às filiais das forças armadas dos EUA para incentivar seus parceiros, fornecedores e fornecedores a usar software de geração de programas de medição automática como parte de sua estratégia de definição de produtos digitais. Estima-se que pelo menos 35% dos fabricantes de equipamentos originais da cadeia de suprimentos do Departamento de Defesa estão usando definições baseadas em modelos (MBDs).
Um MBD é um modelo anotado em 3D e seus elementos de dados associados que definem totalmente a definição do produto de uma maneira que possa ser usada efetivamente por todos os clientes de recebimento de dados no lugar de um desenho tradicional. Embora os fabricantes tenham aplicado o MBD à definição de produto por algum tempo, eles o aplicaram apenas recentemente como um processo de garantia de qualidade. O MBD é um método muito mais eficiente de obter resultados do CMM para comparação com modelos CAD.
O aumento no MBD provavelmente é atualmente mais alto nas indústrias aeroespacial e de defesa comercial, com o mercado de dispositivos médicos seguindo o exemplo.
O software de geração automática de programa de medição ignora o antigo método baseado em desenho para gerar e executar diretamente um fluxo de trabalho baseado em modelo. O CMM é configurável virtualmente. Um MBD é importado, um conjunto de regras aplicadas e combinadas ao CMM configurado e um programa de peça é gerado automaticamente. Uma segunda otimização é realizada para reduzir o número de alterações de sonda e minimizar o comprimento do caminho.
Os programadores CMM desenvolvem regras gerais e melhores práticas ao longo do tempo. O método de medição automática captura essas regras e práticas como instruções lógicas if-then. O CMM configurado, o conjunto de regras aplicadas, as configurações individuais e a própria peça são todas salvas como uma única estrutura relacionada. Uma execução simulada pode ser executada para confirmação visual. Se forem necessárias alterações adicionais, como alterar o padrão de amostragem de linhas de grade flexíveis ou alterar o número de pontos por linha, o programa poderá torná-las instantaneamente e, em seguida, gerar novamente um relatório.
Eles podem ser salvos, recuperados e reutilizados. Eles também podem ser importados e exportados, por isso são transportáveis. O conhecimento individual pode ser generalizado e se tornar algo que pode ser aplicado e reaplicado de maneira consistente dentro da empresa e em toda a cadeia de suprimentos.
O desenvolvimento de software que gera programas de peças para inspeção está mudando a relação entre pessoas e a medição de precisão com um clique. Esses softwares sofisticados reduzem o tempo de programação em pelo menos 95%, comparado com a programação usando software de uso geral, para um aumento potencial significativo na eficiência dos processos de medição.
Benefícios do MBD
O MBD permite o dimensionamento geométrico e tolerância incorporados. O modelo CAD 3D incorpora todas as informações pertinentes do produto e dados de planejamento de inspeção de alto nível. A MBD fornece aos fabricantes vários benefícios importantes, incluindo:
– Processos simplificados.O fluxo de trabalho 3D para 2D para 3D, onde tanto o MBD quanto os desenhos são ambos mestres, é eliminado. O novo fluxo de trabalho é o CMM CNC 3D para 3D. A programação que costumava levar horas para ser concluída agora pode ser realizada em minutos.
Custos de fabricação reduzidos.
– As empresas podem obter uma economia de 95% em comparação com os métodos de programação baseados em desenhos. Nenhuma CMM física necessária.
– Os fabricantes de componentes recebem um único arquivo CAD e concluem todas as etapas necessárias para construir e inspecionar uma peça.
– Todos os detalhes e notas pertinentes são transferidos para o software de inspeção, reduzindo o risco de interpretações errôneas. Mudanças de design são incorporadas automaticamente, mesmo nas partes mais complexas.
– As discrepâncias entre o desenho e o modelo CAD são eliminadas. Maior eficiência no processo de projeto para compilação e medição.
– Rastreabilidade aprimorada. Há uma leitura direta do modelo CAD para metadados, recursos e características sem má interpretação.
– Otimização. Os parâmetros do plano são fáceis de alterar. As configurações do CMM podem ser alteradas a qualquer momento.
– Automação de fluxo de trabalho. Alguns projetos hoje já são totalmente automáticos, com máquinas conversando com máquinas e humanos, para garantir que as máquinas funcionem corretamente.
– Melhor produtividade Um programador CMM é muito mais produtivo devido à automação de tarefas de programação de baixo nível.
Traduzido de: https://metrology.news/advances-in-model-based-measurement-reduces-cmm-programming-time/
Programação de GD&T em CMM
Sempre converso com os colegas de metrologia sobre o nível de experiência, habilidades e conhecimentos necessários para um bom metrologista programador em CMM. De fato, como muitas empresas de fabricação atestariam, um bom metrologista programador de CMM é difícil de encontrar. E quando o equipamento de inspeção é visto como uma sobrecarga, muitas empresas têm dificuldade em pagar um alto salário pelo nível de pessoal qualificado necessário para programar seus CMMs (afinal, os CMMs não estão produzindo peças!).
Um conjunto de habilidades que é crítico para a programação CMM é um profundo conhecimento do Dimensionamento e Tolerância Geométrica (GD&T).
Pode parecer óbvio que um metrologista programador de CMM precise entender GD&T, mas a profundidade do conhecimento necessário pode não ser percebida. Na realidade, um bom metrologista programador de CMM precisa entender GD&T tão bem quanto um desenhista. Um projetista precisa saber o suficiente sobre GD&T para aplicar referências e tolerâncias que idealmente reflitam a função da peça seguindo o padrão aplicável (ANSI ou ISO). O metrologista programador de CMM precisa interpretar o GD&T e, em seguida, aplicar as estratégias de medição para avaliar corretamente a conformidade da peça. Se o metrologista programador de CMM não entender as regras de GD&T, bem como o desenhista, a implementação de GD&T falhará logicamente.
Um desafio significativo surge devido aos variados “estilos” de GD&T que são usados em impressões diferentes. O metrologista programador de CMM precisa não apenas entender os padrões GD&T (por exemplo, ASME Y14.5-2009), mas também como ele é aplicado por projetistas com diferentes “filosofias” de GD&T. Freqüentemente, GD&T é aplicado de maneira ruim ou simplesmente inválida, mas o metrologista programador ainda precisa inspecionar a peça e fornecer resultados precisos. Isso significa que o metrologista programador de CMM precisa “entrar na mente” do desenhista avaliando a impressão e observando como o desenhista usa referências e diferentes tolerâncias geométricas. E pode ser necessário interpolar as lacunas ou fazer o melhor julgamento sobre o que fazer com uma chamada inválida ou incorreta.
Em muitos casos, a única maneira de trabalhar adequadamente em callouts de GD&T ruins / inválidos é obter esclarecimentos do desenhista. Mas, muitas vezes, isso simplesmente não é uma opção. Assim, os metrologistas programadores de CMM precisam tomar as melhores decisões possíveis e seu nível de conhecimento e experiência em GD&T faz uma enorme diferença. E, claro, eles também devem documentar claramente os métodos usados, especialmente quando o GD&T não é claro ou inválido. A realidade muitas vezes não dita é que, dependendo de coisas como alinhamentos de dados e cálculos de recursos, pode haver resultados significativamente variados em qualquer parte específica.
A última coisa que alguém quer é um CMM que simplesmente produz números. Uma vez que a CMM obtém a reputação de ser um gerador de números aleatórios, pode ser difícil restaurar seu lugar de importância para a manufatura.
Tomar decisões para a programação de CMM com GD&T pode ser bastante difícil. Quanto mais o metrologista programador de CMM entende o GD&T e como ele é aplicado na indústria, maior a probabilidade de que ele seja capaz de criar um programa de CMM que determine adequadamente a conformidade da peça. Também é importante que o metrologista programador de CMM possa fornecer resultados que forneçam um feedback claro àqueles na manufatura para monitorar e melhorar os processos. Os números que as necessidades de fabricação para o feedback do processo podem ser bem diferentes daqueles que determinam a conformidade da peça. Se bem implementado, os CMMs podem fornecer valor significativo de fabricação.
A experiência em GD&T é apenas um dos componentes críticos para uma boa programação em CMM.
Texto traduzido e adaptado de:
Jordan Pepin, GDTP-S, Presidente da Applied GD & T, LLC