Procedimiento específico: PEM08D USO BÁSICO DEL

Copia No Controlada
Instituto Nacional
de Tecnología Industrial
Centro de Desarrollo e Investigación
en Física y Metrología
Procedimiento específico: PEM08D
USO BÁSICO DEL RUGOSÍMETRO
FEDERAL 5000 SURFANALYZER
Revisión: Noviembre 2014
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PEM08D Lista de enmiendas: Noviembre 2014
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PEM08D Índice: Noviembre 2014
NOMBRE DEL CAPÍTULO
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Noviembre 2014
Lista de enmiendas
Noviembre 2014
Índice
Noviembre 2014
USO BÁSICO DEL RUGOSÍMETRO FEDERAL 5000 SURFANALYZER
Noviembre 2014
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PEM08D: Noviembre 2014
1. Objetivo
Establecer y mantener una metodología para el uso básico del rugosímetro FEDERAL 5000
SurfAnalyzer
2. Alcance
Calibración de patrones de rugosidad y piezas producto con el rugosímetro FEDERAL 5000 SurfAnalyzer.
Este procedimiento específico no suplanta al Manual del rugosímetro SurfAnalyzer 5000, de Federal,
version 4.7, 1996. Ante cualquier necesidad de mayor información consultar siempre el manual
mencionado.
3. Definiciones y abreviaturas
No requiere.
4. Referencias
1) Manual de la Calidad de INTI-Física y Metrología.
2) Plan de la Calidad Mecánica
3) Manual del rugosímetro SurfAnalyzer 5000, de Federal, version 4.7, 1996
5. Responsabilidades
5.1. Coordinador de la UT Mecánica: revisar el informe generado y los resultados finales expuestos en
el mismo.
5.2. Jefe de laboratorio: supervisar la realización de la calibración, verificar que se cumplan los procedimientos y revisar los resultados preliminares.
5.3. Personal del laboratorio: Realizar la calibración aplicando el presente procedimiento, procesar
los datos correspondientes y emitir el certificado.
6. Descripción del equipo
Rugosímetro: Rugosímetro Federal 5000 SurfAnalyzer, con unidad de recorrido 100mm, identificado
como Model EAS 1200, S/N M-418 C97. La descripción de equipo se detalla en su manual (4.[5], Capítulos 1 y 3). A continuación se muestran dos croquis que permiten visualizar algunos de sus componentes:
Figura 1. Vista lateral del rugosímetro.
1: Montura del brazo del palpador
2: Mecanismo de bloqueo del ajuste
fino
3: Perillas de ajuste mecánico de la
longitud de recorrido
4: (oculto en esta vista) Ficha de conexión a la PC
5: Perilla de recorrido manual
6: Perilla de ajuste de inclinación, para alineación de piezas a medir
7: Ajuste fino (mecánico) de la altura
del palpador
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
1: Ajuste fino (mecánico) de la altura del palpador
2: Perillas de sujeción del brazo porta-palpador
3: Cobertor de protección del palpador
4: Palpador
5: Tornillo para ajustar la altura del cobertor de
protección
6: Tornillo de contención del cobertor de protección
7: Contención del brazo
.






Figura 2. Vista frontal del rugosímetro.
El equipo posee dos brazos porta-palpadores intercambiables, uno de ellos para efectuar mediciones
con patín y otro sin patín (ver 4. [5]). Las calibraciones de patrones de rugosidad se realizan en modo
“sin patín”.
Palpadores: Las calibraciones de patrones de rugosidad y medición de piezas producto se realizan con
alguno de los siguientes palpadores, que acompañan al equipo.
Palpador
Radio
aproximado
EPT-1063
2μm
EPT-1049
2,5μm
EPT-1051
Colores identificatorios
Aplicación
Trazos azul y naranja
Patrones y uso general
Trazos blanco y amarillo
Patrones y uso general
5μm
Trazos marrón y verde
Patrones y uso general
EPT-1039
10μm
Trazos naranja y blanco
Patrones y uso general
EPT-1040
10μm
Trazos amarillo y negro
Palpador tipo cincel perpendicular a
la dirección de palpado, para bordes
afilados
EPT-1041
10 µm
Trazos amarillo y marrón
Palpador para ranuras de hasta 12,7
mm
EPT-1043
10 µm
Trazos amarillo y naranja
Palpador tipo cincel paralelo a la
dirección de palpado, para ejes
afilados o sellos de labio,
EPT-1044
10 µm y ángulo de 55°
Trazos amarillo y amarillo
Palpador de cabeza pequeña, para
penetrar en profundidades de hasta
17,5 mm
trazos amarillo y verde
palpador con forma de codo, con
inclinación de 30° en su brazo, para
medir superficies obstruidas por
labios, crestas o pestañas
EPT-1045
10 µm y ángulo de 55°
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El palpador tiene tres contactos magnéticos, con los cuales se ensambla en su brazo, tal como se observa en la figura 3. Al ensamblarse, la punta de palpado debe quedar suelta, cayendo sobre su propio
peso. De esta manera se garantiza que el rugosímetro no ejerza ninguna fuerza sobre la superficie a
medir, más que el propio peso del palpador. El palpador debe quedar con una ligera inclinación.
Contactos magnéticos
Figura 3. Palpador y brazo porta palpador.
Rangos de amplificación: El rugosímetro cuenta con tres rangos de amplificación:
± 12,5 µm, ± 50 µm y ± 500 µm
Nota: El rango de mayor alcance (menor amplificación), de ± 500 µm, sólo deberá utilizarse para alineación de placas o piezas, nunca para medir, dado que en este rango no es posible establecer la trazabilidad de las mediciones.
Patrones de rugosidad: El equipo está acompañado por un patrón de ranura tipo A1 según ISO 5436
(4. [4]) , de altura nominal 5,74 µm, y por un patrón de rugosidad tipo B2, según la misma norma, de
valores nominales
Ra =3,031 µm
Rz = 9,882 µm
Rmax = 10,01 µm
Mesa de posicionamiento xy: Se utiliza para posicionar las placas patrones en los distintos sectores de
medición.
Software y hardware: Compuesto por una unidad de adquisición y procesamiento de datos (PC con
monitor táctil)
7. Instrucciones de uso
7.1. Operaciones preliminares
• Encender la computadora y colocar la clave SURF cuando el sistema operativo lo requiera.
• Colocar el palpador que se va a utilizar en su posición (ver figura 2 y 3).
• Alinear visualmente el patrón o pieza producto sobre la mesa de posicionamiento.
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7.2. Carga o guardado del archivo a utilizar: primeramente se debe cargar un archivo existente o grabar uno nuevo.
Load
SETUP
Load/Save…
Done
Filename

7.3. Borrado de valores anteriores: deben borrarse los valores cargados en la medición anterior siguiendo la ruta:
STATS
Setup

Clear
En la figura  se muestra la pantalla “Stats Setup” desde la cual se realiza esta operación seleccionando
alternadamente con las flechas y presionando la tecla “Clear” para borrar cada valor individualmente.
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7.4. Cargar información en el reporte de impresión: en este paso se debe cargar los datos de usuario,
nº de parte y operador encargado de la medición.
CONFIGURE
Report printout

Done
7.5. Selección de cut-off(λC), filtro de procesamiento y longitud de evaluación: el cut-off se selecciona
según instrucciones descriptas en PEM03D.
Los pasos a seguir son:
0,080 mm
SETUP
Filters…
Measurement
filters
0,250 mm
Ok
0,80 mm
2,50 mm
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7.6. Selección de los parámetros a medir: el software cuenta con cinco categorías de parámetros para
medir rugosidad, tal como se muestra en las figuras  y el esquema siguientes.
SETUP
Parameters 1…
(figura )
Rougness
group 1
(figura )
Ra, R3z, R3zm,
R3zi, Rq, Rz,
Rmax, Rzi, Rt,
Rpm, Rp, Rpi
Rougness
group 2
Waviness
Ry, Rp*(ISO),
Rv, tp, Sm, S,
Pc, HSC, Rsk,
Rku, λq (Lq),
Δq (Dq)
Wa,
Wq,
TIR1,
TIR2, Wp,
Wv, λq (Lq),
Δq (Dq), Wt
Profile
group 1
Profile
group 2
PRa,
PRq,
TIR1, TIR2,
PRp, PRv, Rz,
Ptp, Pt
PSm, PS, PPc,
PHSC, PRsk,
PRku, Pλq
(PLq), PΔq
(PDq)
Ok
7.7. Visualización de valores medidos: se debe realizar este paso, para que los valores obtenidos de la
medición sean presentados en pantalla alternadamente luego de la finalización de la medición.
STATS
Data
Diplay data

Ok
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7.8. Alineación del patrón y selección del rango de amplificación: se debe alinear la placa patrón con
el eje de desplazamiento del palpador. La operación se describe sintéticamente a continuación.
a) Acceder a la pantalla de alineación (figura ), con el icono inferior del centro de la pantalla
principal de la PC (figura ).
b) En esta pantalla, seleccionar el rango de ± 500 µm y verificar que la altura del palpador esté dentro del rango de trabajo. Si no lo está, utilizar la perilla de ajuste mecánico 1 indicada en la figura 2.
c) Seleccionar, pulsando RANGE, el rango más pequeño entre los dos posibles (el de mayor amplificación) en función de la rugosidad nominal de la placa a ser calibrada.
d) Oprimir el icono START para realizar una corrida de prueba.
e) Al finalizar la misma, en el campo señalado como Level-Assist Status, se indica cuántas vueltas
(revoluciones) debe ser girada la perilla de alineación 6 de la figura 1 y en qué sentido (horario o
anti horario). A continuación, si fuera necesario, volver a girar la perilla de ajuste mecánico, hasta que el indicador de altura quede en el centro del rango de trabajo.
f) Repetir la operación anterior hasta que en el campo Level-Assist Status aparezca la leyenda “Part
is exactly leveled for measurement”o bien “Part is sufficiently leveled for measurement”
g) Presionar “DONE“ para volver a la pantalla principal
STATS
Gráfico
del perfil
Resultados
Iniciar la
medición
Escala de
rango
Resultado de
la alineación
Conversión de
resultados
Pantalla de
alineación
Pantalla de
análisis
Imprimir
Gráfico de la
alineación
Indicador de
altura del
palpador
Selección
de rango
Iniciar recorrido
del palpador
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7.9. Test de vibración: antes de comenzar la medición y luego de la última medición del día se debe
realizar el test de vibración.
SERVICE
START
SERVICE
Diagnostic
Alinear el cero
Diagnostic
Enable
Start
Disable
Ok
Registrar
valores
Ok
7.10. Medición del patrón de rugosidad (placa): finalizadas las operaciones anteriores, se procede a
medir la placa patrón, utilizando el icono START del menú principal, para acceder a la pantalla de
medición (figura )
START
Alinear el cero
Start
Escala de
alineación
del cero
Registrar
valores
Detener / salir
Comenzar medición
Si se cambia de posición el palpador para una nueva medición debe repetirse el procedimiento de alineación de acuerdo a 7.8.
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8. Ajuste del factor de amplificación.
El factor de amplificación vertical del rugosímetro afecta directamente los resultados de todas las mediciones que involucran a parámetros de amplitud (en z).
Para tal fin, se utiliza como referencia el patrón de ranura Federal provisto con el equipo, el cual
cumple con las especificaciones del tipo A1 según ISO 5436, con una altura nominal 5,74 µm, y se siguen las siguientes instrucciones:
1. Los ajustes de amplificación se realizan para los dos rangos de amplificación del equipo: ± 50µm y ±
25µm, en forma independiente. Primeramente, se selecciona el rango en el cual se realizará el ajuste.
Para esto, se siguen las instrucciones del punto. 7.8
2. Se dispone la placa de ranura para ser medida sobre la mesa de posicionamiento, de forma tal que
la ranura quede situada aproximadamente en el centro de la longitud de recorrido del equipo, y adecuadamente alineada. Para esto, se siguen las instrucciones del punto. 7.8
3. En el menú principal se presiona la opción SERVICE<CALIBRATION para acceder a la pantalla
denominada de calibración.
Nota: El término “CALIBRATION” utilizado aquí proviene del software del equipo. Sin embargo, se nota que estas instrucciones no completan una calibración del rugosímetro, sino sólo el ajuste del factor
de amplificación
4. En dicha ventana se presiona START para medir la altura de la ranura de referencia. El valor medido
aparece en el campo: “meas. step height”. El valor de referencia de la ranura (obtenido de su calibración) se indica en el campo “step height”. El cociente entre ambos valores es el factor de amplificación.
5. Para incorporar el nuevo factor presionar “CAL”.
6. El factor de ajuste determinado está afectado de incertidumbres, debidas a ruido en el instrumento,
en su transductor, o en el proceso de muestreo y digitalización del controlador, y/o a errores de redondeo del software del equipo. Para estimar esta incertidumbre estadísticamente, se repite la medición de altura por lo menos 3 veces, registrando los valores medidos y su promedio y desviación standard.
9. Verificación del correcto funcionamiento de la punta del palpador
Los defectos o roturas en la punta del palpador pueden hacer que el mismo no penetre totalmente en
los valles de una placa patrón, y provocar un efecto sistemático en los resultados de medición, tal como se muestra en la figura .
Aún cuando la punta esté sana, y en función de la relación entre el diámetro de la misma y los ángulos de los picos y/o la distancia entre ellos, este efecto puede provocarse parcialmente.
Para estimar la incertidumbre asociada a este efecto y para verificar que el mismo no provoque desvíos por encima de ella, se miden al menos 3 veces los parámetros Ra, Rz y Rmax del patrón de rugosidad
Federal provisto con el equipo. Este patrón posee un valor aproximado RSm = 100 µm (altura media entre picos).Esta verificación se realiza por separado para cada uno de los palpadores que se utilizan y se
registrapromedio y la desviación standard de los resultados para cada palpador .
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