Publicação: Avaliação do desempenho metrológico dos métodos de ajuste utilizados nas máquinas de medir por coordenadas
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Neste trabalho foi avaliado o desempenho metrológico dos métodos de ajuste (mínimos
quadrados, mínimo circunscrito, máximo inscrito e mínima zona) utilizados nos softwares
dedicados às máquinas de medir por coordenadas (MMCs). Para tanto, foi desenvolvido,
calibrado e aplicado um artefato-padrão, denominado Placa de Furos para Avaliação dos
Métodos de Ajuste (PLAFAMA). Este artefato consiste em uma placa retangular de aço
inoxidável AISI 304, com doze furos cilíndricos usinados com diferentes diâmetros nominais
(10 mm, 15 mm, 25 mm e 35 mm) e graus de tolerância-padrão (IT4, IT7 e IT9). O
desempenho dos métodos de ajuste foi avaliado em quatro máquinas (Zeiss, Hexagon,
Mitutoyo BR e Mitutoyo QM). Para tanto, o artefato foi posicionado no volume de trabalho
das máquinas e o diâmetro dos furos e o desvio de circularidade foram obtidos por meio dos
quatro métodos de ajuste. A análise de variância foi aplicada para investigar se havia
diferenças estatisticamente significativas entre os valores médios fornecidos por cada
método. Para efetuar múltiplas comparações entre os níveis do fator método de ajuste foi
aplicado o teste de Tukey. A incerteza associada à medição foi avaliada de acordo com as
recomendações do Guia para a Expressão da Incerteza de Medição (GUM). Os resultados
obtidos indicaram que a metodologia proposta para avaliação do desempenho dos métodos
de ajuste baseada na PLAFAMA mostrou-se apropriada, podendo ser utilizada por
operadores e fabricantes para esta finalidade. Observou-se que há diferenças significativas
entre os valores de diâmetro obtidos pelos diferentes métodos de ajuste, sendo estas mais
acentuadas para os métodos mínimo circunscrito e máximo inscrito. Notou-se também que
os métodos mínimos quadrados e mínima zona apresentaram o melhor desempenho para a
MMC Zeiss. Por sua vez, para as MMCs Hexagon e Mitutoyo BR o método mínimo
circunscrito se mostrou superior. Todavia, o método máximo inscrito é o mais recomendado
para medições na MMC Mitutoyo QM. O método mínima zona forneceu o menor valor de
desvio de circularidade para as máquinas Zeiss, Mitutoyo BR e Mitutoyo QM. Por sua vez, o
método mínimo circunscrito exibiu os valores máximos.
Abstract
In this work, was evaluated the metrological performance of fitting methods (least squares,
minimum circumscribed, maximum inscribed and minimum zone) used in CMM software. For
this, was developed, calibrated and applied an artefact, called Holes Plate for Evaluation of
Fitting Methods. The artefact is a rectangular plate of stainless steel AISI 304, with twelve
cylindrical holes manufactured with nominal diameters (10 mm, 15 mm, 25 mm and 35 mm)
and degrees of tolerance standard (IT4, IT7 and IT9). The performance of fitting methods
was evaluated in four machines (Zeiss, Hexagon, Mitutoyo BR and Mitutoyo QM). The
artefact was placed at one position on the work volume of the machines. The diameter of the
holes and the circularity deviation were obtained by the four fitting methods. To investigate
whether there were significant differences between the average values supplied by each
method, the variance analysis was applied. To make multiple comparisons between levels of
the fitting method factor, the Tukey test was applied. The expanded measurement
uncertainty was assessed according to the recommendations of the Guide to the Expression
of Uncertainty in Measurement (GUM). The results indicated that the proposed methodology
for evaluating the performance of fitting methods based on PLAFAMA was appropriate, and
that it can be used by operators and manufacturers for this purpose. It was observed that
there were significant differences between the diameter values obtained by different fitting
methods. These differences were more significant for the minimum circumscribed and
maximum inscribed methods. It was also noted that the least squares and minimum zone
methods showed the best performance for the MMC Zeiss. In turn, for CMMs Hexagon and
Mitutoyo BR, the minimum circumscribed method was superior. However, the maximum
inscribed method was the most suitable for measurements in CMM Mitutoyo QM. The
minimum zone method gave the minimum circularity deviation value for CMMs Zeiss,
Mitutoyo BR and Mitutoyo QM. In turn, the minimum circumscribed method exhibited the
maximum values.
Palavras-chave
Engenharia Mecânica, Métodos de ajuste, Coordenadas, Mínimos quadrados, Mínimo circunscrito, Máximo inscrito, Mínima zona, Least squares, Minimum circumscribed, Maximum inscribed, Minimum zone
Citação
ROSA, Vanessa Aparecida de Oliveira. Avaliação do desempenho metrológico dos métodos de ajuste utilizados
nas máquinas de medir por coordenadas. 2016. 194 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.144