5.
Discussão e oportunidade de melhoria
No meio industrial há pouca difusão do conhecimento metrológico, mantendo-se a idéia de que a qualidade do processo de medição está atrelada ao custo do equipamento e à exatidão declarada pelo fabricante. A MMC CNC modificou o meio industrial, fornecendo equipamentos em que as inovações tecnológicas superam a capacidade de introdução das técnicas que devem acompanhar o processo de controle dimensional. Os diversos sistemas que compõem uma MMC CNC apresentam uma grande evolução a cada nova geração, o que requer uma constante atualização técnica dos metrologistas envolvidos. Merece destaque a evolução do software, com interfaces com as principais normas de projeto; assim como os cabeçotes indexáveis CNC, com módulos de aquisição de dados por toque, scanner, laser e processamento de imagem.
O treinamento aplicado pelo fabricante do equipamento se limita ao uso das ferramentas e funções básicas. Após o treinamento o operador se julga apto a definir o “modo de cálculo” da medição de dimensão, forma e posição relativa (posicionamento) das características do componente e como são registradas no relatório final de medição. Porém esta capacitação padrão, fornecida aos técnicos que operam o equipamento, não condiz com a real necessidade. Para definir, avaliar e selecionar a estratégia mais adequada para cada processo de medição é necessário um conhecimento mais profundo em metrologia. A facilidade da interação via software oferece liberdade à criação da estratégia. Permite ao operador “navegar” pelas diferentes configurações do equipamento (cabeçotes, apalpadores, módulos de força e etc.) criando seqüências de medição para o registro de posição de cada ponto. Portanto a incerteza do resultado de medição tem sua maior influência na interação do técnico responsável com as diversas atividades do processo de medição. A boa repetitividade, que é uma característica do equipamento CNC, causa uma falsa impressão de exatidão de medição
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0713643/CA
“exatidão de medição - Grau de concordância entre um valor medido e um valor verdadeiro de um mensurando” (INMETRO VIM, 2008).
A avaliação de medição prevista em norma e no GUM, que é considerado um documento referência em incerteza, não encontra uma boa aceitação para uma aplicação prática em nível industrial. Mesmo a norma referência utilizada nesta dissertação, a ISO/TS 15530-3 (ISO/TS 15530-3, 2004) não apresenta soluções operacionais, i.e., não relaciona resultado e ação necessária à melhoria do processo. Existe a necessidade de um técnico especializado com amplos conhecimentos em metrologia tridimensional, aliada à prática operacional e conhecimento profundo do software utilizado. Esta lacuna em recursos humanos faz com que a indústria busque sua própria solução de avaliação para o processo de medição. A análise de incertezas fica no âmbito do laboratório metrológico e na calibração dos equipamentos, realizada pelo fabricante, que utiliza padrões rastreáveis a RBC.
Na medição por coordenadas a flexibilidade de configuração cria uma complexidade ainda maior no momento da avaliação, fazendo com que análise do equipamento feita pelo fabricante no momento da calibração seja por muitas vezes interpretada, erroneamente, como parâmetro da incerteza dos resultados de medição.
O MSA é aplicado para avaliar a capacidade do processo de medição por meio do estudo de repetitividade e reprodutividade (R&R), que deve ser pequena (10%, podendo ser aceita até 20%) se comparada com a tolerância do projeto, avaliada aí a complexidade e custo do processo de medição (CHRYSLER; FORD; GENERAL MOTORS, 2003), mas o estudo de tendência é muitas vezes omitido. No entanto, a aplicação de um processo de medição na indústria, com uso de MMC CNC, produzirá resultados duvidosos se não se conhecer a relação entre o resultado e o valor verdadeiro da característica avaliada.
“valor verdadeiro - Valor de uma grandeza compatível com a definição da grandeza.” “NOTA 1: Na Abordagem de Erro para descrever as medições, o valor verdadeiro é considerado único e, na prática, desconhecido. A Abordagem de Incerteza consiste no reconhecimento de que, devido à quantidade intrinsecamente incompleta de detalhes na definição de uma grandeza, não existe um valor verdadeiro único, mas um conjunto de valores verdadeiros consistentes com a definição. Entretanto, este conjunto de valores é, em princípio e na prática, desconhecido. Outras abordagens evitam completamente o conceito de valor verdadeiro e avaliam a validade dos resultados de medição com auxílio do conceito de compatibilidade metrológica.” (INMETRO VIM, 2008)
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0713643/CA
O estudo realizado ao longo deste trabalho foi focado em estabelecer um método prático e aplicável em que todas as componentes necessárias a realização dos ensaios estejam presentes no ambiente do processo industrial e/ou disponíveis no mercado. O objetivo é verificar se o resultado fornecido atende ao propósito de sua utilização, ou necessita de intervenção visando a introduzir melhoria ao processo de medição.
Utiliza um padrão de mesma configuração geométrica do componente medido, com isso possibilita uma avaliação mais precisa e detalhada do processo de medição, de forma a propiciar uma verificação das tendências. Para se tornar solução, em metrologia industrial, a ação estabelecida deve possuir a capacidade de atender aos prazos comerciais das atividades, um compromisso que envolve tempo e custo, propiciando um ganho real na qualidade ou custo do produto.
5.1.
Análise da medição na INB
O acompanhamento da execução das medições possibilita ter uma visão ampla de todo o processo de medição. A análise estatística vem a corroborar com argumentos matemáticos, que são fundamentais para a análise de engenharia. Pela sistematização aplicada na indústria os argumentos são classificados em: ponto forte, ponto fraco e oportunidade de melhoria que serão apresentadas a seguir.
5.1.1.
Análise dos pontos fortes
A MMC CNC ACCURA é um equipamento de alta qualidade e tecnologia atual, com capacidade de utilização de diversos acessórios e apresenta um volume de medição adequado.
O software e acessórios apresentam grande versatilidade.
Os resultados demonstram a boa estabilidade do equipamento dentro de uma faixa de variação de ± 1°C.
A repetitividade das medições se demonstrou adequada na maioria das características, tanto no estudo com 5 peças (repetitividade de curto prazo) como na análise de estabilidade, na qual a repetitividade é contaminada pelas variações de longo prazo, que usualmente operam sobre a tendência.
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0713643/CA
5.1.2.
Análise dos pontos fracos
A criação da estratégia de medição não apresenta um procedimento formal de planejamento antes de sua execução e sim é realizada pela medição direta de cada característica na peça para obtenção da sequência CNC.
Existe uma prévia interpretação do desenho, mas as informações não são detalhadas e organizadas.
Existe o ir e vir das alterações da rotina da estratégia de medição para se incluir pontos de medição ou remodelar a seqüência.
Para definir os acessórios, o critério parte do princípio de se utilizar o mínimo possível de combinações ou tipos de ponta.
A seqüência de medição apresenta muitas indexações e movimentações, inclusive para a definição de uma única característica, tal como o plano T.
Planos e superfícies de referência são definidas com poucos pontos.
A climatização da sala por sistemas tipo split, um deles instalado detrás da MMC avaliada pode gerar elevados gradientes de temperatura, afetando a geometria da MMC de forma complexa, que ultrapassa a capacidade do sistema de compensação de temperaturas.
Não há o efetivo controle de temperatura e umidade, somente se apresenta o registro de temperatura.
5.1.3.
Análise das oportunidades para melhorar a gestão da medição tridimensional na INB
Padronizar as tarefas criando uma seqüência definida para a execução do processo de medição. Sistematizar em blocos para possibilitar avaliação pontual da qualidade de cada rotina com suas particularidades.
Criar um registro das atividades de planejamento da estratégia de medição para cada peça.
Predefinir a seqüência de toque ou mesmo a motivação para a escolha dos apalpadores e diâmetros de esfera.
Avaliar e controlar a variação da temperatura, realizando um estudo do gradiente térmico espacial e temporal na região em que está instalada a MMC CNC. Incluir a medição e registro da umidade.
Focar as tarefas de acordo a com aplicação, separar a criação de um processo de medição da execução do mesmo. Esta ação cria a possibilidade de um contraponto de avaliação crítica que induz a melhoria contínua. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0713643/CA
Implantar uma sólida sistemática para avaliar, melhorar e validar os processos de medição, segundo o modelo praticado neste trabalho.
1. O estudo de repetitividade com várias peças não calibradas permitirá avaliar a capacidade do processo de medição com referência à variabilidade do processo fabril e à tolerância da característica.
2. O estudo de estabilidade e tendência com peça calibrada permitirá avaliar se o processo de medição se encontra sob controle e identificar as causas dos problemas. As tendências evidenciadas no estudo, se forem excessivas, deverão ser objeto de melhorias.
3. Deve-se considerar que boa parte das instabilidades são originadas pelas variações ambientais ou por erros grosseiros. Uma vez estabilizado o ambiente e treinados adequadamente os operadores, é possível dispensar o estudo de estabilidade e tendência para cada nova peça produzida. Para avaliar a tendência pode-se usar o estudo de tendência pelo método da amostra independente, explicitado no MSA. Esse estudo só precisa de 10 a 20 repetições na seqüência, usando uma peça calibrada, sendo assim mais rápido e econômico que o estudo de estabilidade e tendência.
4. Caso a recomendação anterior seja implementada, deve-se introduzir algum teste rápido e periódico para avaliar a estabilidade do equipamento. Esse teste pode ser realizado com uma peça ou padrão calibrado. Seu objetivo não será avaliar as tendências de medições particulares, mas checar a presença de mudanças na MMC ou o ambiente. Uma freqüência semanal é geralmente suficiente.
5. Caso seja necessário informar a incerteza das medições, a mesma poderá ser estimada para cada característica usando os dados coletados nos estudos acima detalhados. Esse cálculo está fora do escopo deste documento.
5.1.4.
Oportunidades para melhorar a medição do Bocal Inferior
As medições do BI precisam de uma atuação focada na redução das tendências, porém sem perder de vista a redução do erro de repetitividade. Para tal, sugere-se:
Seguir os passos do ciclo PDCA, focando na redução da variação do processo e do erro sistemático. Implantar um estudo de estabilidade e tendência contínuo, usando a peça calibrada, introduzindo paulatinamente as melhorias e verificando seu efeito no gráfico de controle de média e amplitude. Recalcular os limites quando seja necessário.
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0713643/CA
Propõe-se testar as melhorias a seguir:
1. Analisar as práticas de qualificação das pontas, incluindo a movimentação do cabeçote indexador. Se forem inconsistentes, haverá necessidade de aprimorá-las conforme recomendações do fabricante e boas práticas de medição. A qualificação deveria ser capaz de identificar e corrigir as tendências do sistema de indexação para as diferentes pontas usadas, particularmente quando se trata de definir as referências T, X e Y.
2. Mudar a posição de medição da peça, para que a superfície T possa ser definida com uma única posição do cabeçote indexador. A posição em que a peça foi calibrada parece adequada, mas é preciso analisar se não há efeitos negativos em outras características.
3. Analisar o efeito da rugosidade das referências T, X e Y. Se for necessário, deverá se reduzir esta por meio de mudanças nas ferramentas e parâmetros de corte. Antes de interferir no processo fabril, pode ser interessante testar pontas de maior diâmetro e aumentar o número de pontos apalpados para definir as referências.
4. Analisar cuidadosamente o comportamento da espessura do bocal, característica BA. A mudança de sinal da tendência de um extremo ao outro do bocal pode estar relacionado com uma rotação da referência T, mas também com a problemática de definir os planos das sapatas, característica CZ. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0713643/CA
