UNIDAD IV: SELECCIÓN DE INSTRUMENTOS

INVESTIGACION DOCUMENTAL

En nuestra civilización ha sido fundamental la creación de diferentes tipos de

máquinas y herramientas para facilitarnos tareas y trabajos de la vida diaria, en lo

cual el desarrollo de las ciencias y el desarrollo de la tecnología han sido de gran

importancia. La tecnología y los avances en muchos campos de la ciencia,es gracias

a las ciencias exactas y es que en este ámbito de innovación es muy importante la

exactitud, muchos de los grandes logros en diferentes ámbitos de la industria no

podrían haber sido alcanzados sin la metrología y es que la ciencia de las

mediciones ha sido una de las bases para el desarrollo científico y tecnológico de

esta sociedad, cada descubrimiento y avance en la ciencia y tecnología nos muestra

un mundo más exacto, un nuevo cambio en nuestra forma de vida, y ya que la

tecnología siempre está en proceso de innovación, por lo que el campo de la

metrología se encuentra en constantes aportaciones que contribuyen a el progreso

de la industria, con nuevos proyectos y diferentes ideas que aportan nuevas

facilidades a nuestra vida, los instrumentos de medición son una gran herramienta y

el brazo derecho de la exactitud en muchas ciencias pues sin estos seria seriamente

complicado si no es que imposible medir: longitud, masa, velocidad, calor, espesor,

rugosidad y un sinfín de propiedades y especificaciones de sustancias, elementos,

piezas, maquinas, etc. Ese es el gran merito que tienen hoy en día los instrumentos

de medición dentro del ámbito de las ciencias y la industria ,es imposible hacer algún

proceso en la industria sin ocupar algún instrumento de medición, en un principio por

que la calidad que se necesitan medidas exactas esto interfiere en muchas otras

situaciones como que: el producto o servicio sea de mayor calidad, se desperdicien

menos recursos, se generalicen los procesos con la seguridad de que son

igualmente eficaces y eficientes, en resumen se ahorran básicamente recursos muy

importantes para cualquier industria, tiempo y dinero. En esta unidad daremos una

breve explicación de su clasificación, algunos instrumentos de medición relevantes

para nosotros y cuales utilizaremos en este proyecto de tesis.

Empezaremos diciendo que un instrumento de medición es un aparato que se usa

para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades

de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares

o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de

estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el

que se hace esta lógica conversión.

Las características más relevantes de un instrumento de medición son:

Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de medida.Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real.

La clasificación puede realizarse desde los tipos de instrumentos y su método de medición.

Medidas lineales, que a su vez son:

• Medición directa. Con trazos o divisiones, metro, cinta de medición, regla graduada, calibradores, medidor de altura con vernier, medidor de profundidad con vernier, con tornillo micrométrico, todo tipo de micrómetros, cabezas micrométricas, dimensión fija, bloques patrón, calibradores de espesor (lainas), calibradores de límite (pasa – no pasa).

• Medición indirecta. Comparativa, comparadores mecánicos, comparadores ópticos, comparadores neumáticos, comparadores electromecánicos, máquina de medición de redondez, medidor de espesor de recubrimiento, trigonometría, esferas o cilindros, máquina de medición por coordenadas, relativa, niveles, reglas ópticas, rugosímetros.

Medidas angulares, que a su vez son:

• Medida directa. Con trazos o divisiones, transportador simple, goniómetro, escuadra de combinación, dimensión fija, escuadras, patrones angulares, calibradores cónicos.

• Medida indirecta. Trigonometría, falsas escuadras, regla de senos, mesa de senos, máquina de medición por coordenadas.

Ley Federal de Metrología y Normalización (LFMN).

Es una ley que rige en toda la república mexicana, sus disposiciones son de orden

público e interés social. El objetivo de la ley en materia de metrología es:

-Establecer el sistema general de unidades de medida y los requisitos de fabricación,

importación, reparación, venta, verificación y uso de los instrumentos para medir.

Instituir el sistema nacional de calibración y regular las materias relativas a la

metrología.

En materia de normalización, certificación, acreditamiento y verificación su objetivo

es:

-Fomentar la eficiencia en la elaboración y observación de las normas.

-Coordinar las actividades de normalización, certificación, verificación y laboratorios

de prueba de las dependencias de administración pública federal.

Algunos instrumentos de medicion, sus características y su uso:

Calibrador Vernier.

Micrómetro.

Proyector de perfiles.

Máquina de 3 coordenadas.

Calibrador Vernier.

El calibrador vernier es un instrumento fabricado con acero al carbón o acero

inoxidable, que se utiliza para la medición de longitudes, es el más versátil que

existe. Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual se

desliza otra destinada a indicar la medida en una escala. Mediante piezas especiales

en la parte superior y en su extremo, permite medir dimensiones internas y

profundidades. Posee dos escalas: la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.

Resoluciones más comunes:

Sistema Internacional

1/10 mm = 0.1 mm

1/20 mm = 0.05 mm

1/50 mm = 0.02 mm

Sistema Inglés

1/64"

1/128"

1/1000" = 0.001"

Partes de un Calibrador Vernier o Pie de Rey.

Recomendaciones de uso y realización de medidas.

1.-Asegúrate de que lo que estás midiendo está limpio y no tiene rebabas en los bordes.

2,-Abre la mandíbula móvil y pon las puntas de medición en ambos lados de la pieza que quieras medir.

3.-Presiona las puntas de medición firmemente contra la pieza.

4.-Bloquea el tornillo de sujeción para que la mandíbula no se mueva.

5.- En la escala de vernier, hay un pequeño 0. Mira y cuenta cuantas divisiones de pulgadas hay pasada la escala de la barra.

6.-Observa cuantas divisiones más pequeñas ha sobrepasado el 0. Esto representa cuantos décimos de pulgada hay en esa pieza.

7.-Tantas divisiones pequeñas haya pasado el 0 pequeño desde la última división numerada, será este número multiplicado por 25 las centésimas de pulgada que hay.

8.-Mira la línea de división en la escala de vernier se alinea con la escala de la barra. Esto es el número de milésimas de pulgada.

9.-Añadiendo la medida de la pulgada, las décimas de pulgada, las centésimas de pulgada y milésimas de pulgada, tendrás una medida con 3 décimas de exactitud.

Proyector de perfiles.

El proyector de perfiles un instrumento de medición auxiliar básico, cuya función es

medir dimensiones y formas, por amplificación óptica.  El proyector de perfil se utiliza

cuando debemos realizar mediciones o ver detalles de elementos pequeños, no

pudiendo utilizar los elementos de medición habituales. Este instrumento puede

ampliar en 50, 100 ó 200 veces el tamaño de la pieza. Se realizan medidas directas

por proyección del perfil. Además de las cabezas micrométricas para tomar medidas

longitudinales, se pueden obtener también medidas angulares mediante una pantalla

giratoria.

Un proyector de perfil es usado comúnmente en los talleres de torno y en las áreas

de ensamblado, pues debido a sus características es apropiado para ese tipo de

medición y además permite realizar el control de calidad de objetos con un amplio

rango de tamaños y pesos. El principal uso de un proyector de perfil es identificar un

punto o borde en la sombra y desde este punto calcular una longitud. Ampliando

la imagen, el operador cometerá la menor cantidad de errores, cuando decida dónde

empieza un punto o un borde.

Partes del Proyector de perfiles.

Recomendaciones de uso y realización de medidas.

El proyector de perfiles debe estar ubicado en una habitación libre de vibraciones, polvo y humedad. 

Las vibraciones no tienen efecto directo sobre la proyección de la imagen pero pueden degradar la precisión de medida durante su tiempo de utilización.

El polvo y la suciedad afectan adversamente las partes ópticas tales como lentes y espejos y partes móviles como la mesa micrométrica.

La luz directa de la iluminación de la habitación o luz del sol oscurecerán la pantalla impidiendo una lectura correcta, por lo que se recomienda que la iluminación de la sala sea la menor posible, con el fin de que no tengamos reflexión exterior (de la luz sobre la pantalla) y los contrastes sean buenos.

Habrá que tener en cuenta las recomendaciones del fabricante y seguir los pasos que se indican en el manual del equipo.

No obstante, es necesario seguir una serie de recomendaciones generales como: 

1. No tocar nunca las superficies tales como espejos, lentes, etc.

2. No abrir las proyecciones de las lentes (deben ser tratadas muy cuidadosamente), ya que, dicha acción tendría efectos adversos sobre la precisión

3. La pieza mesurando debe estar libre de polvo y suciedad y debe depositarse cuidadosamente sobre el cristal de la mesa micrométrica 

4. El interruptor principal debe estar OFF antes de conectar o desconectar el enchufe a la red principal

Hay tres formas de realizar una medida con el proyector.1.

Medir directamente sobre la pantalla, con una escala graduada (regla de trazos), la pieza a medir. Dividir la lectura por la amplificación de la lente, el resultado será la dimensión "real" de la pieza medida.

2. Comprobar la imagen de la pieza en la pantalla con una plantilla estándar y comprobar si cumple con las tolerancias.

3. Enrasar un eje de la pantalla con un lado de la pieza y desplazar la mesa con una de las cabezas micrométricas, hasta enrasar el mismo eje con la otra cara de la pieza a medir. La lectura nos la da el desplazamiento realizado con la cabeza micrométrica.

Micrómetro.

El micrómetro, también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medición

cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que sirve para medir con

alta precisión del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de

milímetros (0,001mm) (micra). Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre

sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala.

La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de

exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para

cada campo de medidas que se quieran tomar(0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm),

etc.

Es usado para medir con alta precisión espesores de chapas, rodamientos,

engranajes, diámetros de tuercas, etc.

Partes del Micrómetro:

Recomendaciones de uso y realización de medidas.

1. Coloca el objeto entre el tope y la espiga.

2. Haz girar el trinquete hasta que la espiga haga contacto con el objeto.

3. Gira el trinquete hasta escuchar 3 clics.

4. Verifica qué tanto el tope y la espiga están tocando el objeto uniformemente.

5. Ajusta la tuerca de fijación mientras que el micrómetro todavía sostenga el

objeto.

6. Retira el micrómetro del objeto una vez que haya sido bloqueado.

7. Ten en cuenta que la medición se iniciará con el numero entero 2.___”.

8. Mira la lectura para 100 milésimas en el tambor fijo (2,5).

9. Mira la lectura individual de las 25 milésimas que están expuestas junto a la

marca de las 100 milésimas, es decir, después de los 5 (0,25).

10.Encuentra el número y la marca correspondiente en la escala del tambor móvil

más cercano pero por debajo de la línea de medición en el tambor fijo (20).

11.Añade este número a la lectura de las 25 milésimas (20 + 25), la medición se

debe leer hasta ahora como 2,545.

12.Dale la vuelta al micrómetro para obtener la lectura de las 10 milésimas.

13.Ubica la marca en el tambor fijo que está alineada con la marca del tambor

móvil (4); la medición final debe ser ahora 2,5454.

Máquina de 3 coordenadas.

Son máquinas que tienen una resolución que llega en promedio al micrómetro, es

decir (0.001 mm.) Se les utiliza en una gran variedad del sector industrial desde las

empresas automotrices hasta los sectores más diversos. Las ventajas de este tipo de

máquinas es que se pueden realizar mediciones en tiempos relativamente cortos a

comparación de las mediciones manuales, estas máquinas están listas para empezar

a tomar una serie de puntos y llegar a obtener los resultados dimensionales que se

buscan. La máquina de medición por coordenadas (CMM) es “una máquina que

emplea tres componentes móviles que se trasladan a lo largo de guías para medir

por determinación de las coordenadas X, Y, Z con un palpador de contacto y sistema

de medición del desplazamiento (escala), Como las mediciones están representadas

en el sistema tridimensional, la CMM puede efectuar diferentes tipos de medición

como: dimensional, posicional, desviaciones, geométricas y mediciones de contorno.

Partes de una Mesa de 3 coordenadas.

Recomendaciones de uso y realización de medidas.Preparativos

1. Punto cero de la máquina

2. Colocación y fijación de la pieza

3. Elección y calibración de palpadores

4. Volumen de seguridad

5. Alineación de la pieza

Medición

1. Manual ó automática

2. Elementos geométricos

3. Cotas y tolerancias Cotas y tolerancias

4. Estrategias de medición

5. Programa de medición

6. Medición y resultados

UNIDAD IV: SELECCIÓN DE INSTRUMENTOS

APLICACION

Para poder llevar a cabo la medición de nuestra pieza, es necesario elegir el instrumento de medición, que mejor se adecue a nuestras necesidades, ya que cada pieza es diferente y requiere de instrumentos diferentes, existen muchos instrumentos de medición que tienen un uso específico, resolución, exactitud.

Para seleccionar el instrumento con el cual llevaremos a cabo las mediciones de nuestra pieza, tomaremos en cuenta el tipo de mediciones que requiere nuestra pieza y el tamaño y forma de sus dimensiones las cuales son:

-Diámetro externo.

-Diámetro interno.

-Profundidad.

-Longitud.

-Paso diametral de la rosca.

Debido a las diferentes dimensiones de nuestra pieza y sus tamaños los instrumentos instrumento que se eligieron fue un: Calibrador vernier (Digital) Y el Proyector de Perfiles o Proyector de Sombras.

UNIDAD IV: SELECCIÓN DE INSTRUMENTOS

RESULTADOS

A continuación se muestra un dibujo de la pieza el cual indica las cotas y las mediciones que se hicieron de estas:

Al realizar las mediciones de la pieza, estos son los resultados que se obtuvieron de cada uno de los integrantes.

Integrante: A B C D E F G H I J K

Arturo 13.29 17.59 4.11 4.11 4.11 43.08

Samara 13.30 18.00 4.12 4.12 4.13 43.10

Lourdes 13.29 17.58 4.11 4.11 4.12 43.09

Brandon 13.30 17.59 4.12 4.11 4.11 43.08

Javier 13.29 17.59 4.11 4.13 4.11 43.08

Estos son las medidas finales de cada una de las cotas de la pieza después de haber corregido errores que teníamos en la forma de realizar las mediciones con los instrumentos antes mencionados y el diseño final en Autocad de nuestra pieza (llavero).

Tabla 1

A B C D E F G H I J K

13.29 17.59 4.11 4.11 4.11 43.08