Wat is kalibratietolerantie?

De mogelijkheden van een apparaat specificeren en hoe het wordt gekalibreerd

Hier bij Metal Cutting Corporation is kalibratietolerantie nog een ander belangrijk aspect van kwaliteitscontrole en ons kwaliteitsmanagementsysteem (QMS)

Bedenk dat bij instrumentkalibratie een meetapparaat wordt vergeleken met een nauwkeurige, geaccepteerde, bekende standaard om de nauwkeurigheid van het te kalibreren apparaat te correleren, aan te passen en te documenteren. Kalibratietolerantie is de maximaal acceptabele afwijking tussen de bekende standaard en het gekalibreerde apparaat.

Bij Metal Cutting is de kalibratie van de apparaten die we gebruiken voor het meten van onderdelen waar mogelijk gebaseerd op NIST-normen. Zoals we bijvoorbeeld bespreken in The Quandaries of Calibration Standards, gebruiken we NIST-traceerbare pinnen om gegevenspunten vast te stellen voor het kalibreren van onze lasermicrometers.

De kalibratietolerantie is echter variabel, niet alleen afhankelijk van het apparaat dat wordt gekalibreerd, maar ook van wat er met dat apparaat wordt gemeten.

De sleutel tot kalibratietolerantie

Wat betekent dat? Laten we ter illustratie eens kijken naar de lasermicrometers die we gebruiken bij Metal Cutting.

Elk heeft een bereik waarin het zal werken, en elk apparaat zelf heeft zijn eigen tolerantie. Omdat we doorgaans echter in een kleiner bereik meten, kalibreren we op het nauwere bereik waar we aan werken in plaats van op het bredere bereik dat een micrometer kan meten.

Een apparaat kan bijvoorbeeld diameters meten van 0,010” tot 0,250” (0,254 mm tot 6,35 mm), maar we zijn geïnteresseerd in een bereik van 0,020” tot 0,100” (0,508–2,54 mm). Daarom zouden we pinmeters in dat kleinere bereik gebruiken en die bibliotheek gebruiken om de kalibratie van het apparaat in te stellen.

Een interessant fenomeen van fabricage is dat hoe groter de diameter, hoe moeilijker het is om een ​​strakkere tolerantie aan te houden. Dus bijvoorbeeld een Klasse XXX-meter die is gekalibreerd op drie decimalen voor een diameter van 1,0” (25,4 mm) zou een tolerantie hebben van ± 0,000010” (0,000254 mm); maar voor een diameter van 10”,0 (254 mm) zou de tolerantie van dezelfde Klasse XXX-meter ± 0,000050” (0,00127 mm) zijn.

Doorgaans werkt Metal Cutting naar diameters van 0,004” tot 0,067” (0,102–1,702 mm), terwijl onze apparaten veel grotere diameters kunnen meten. Omdat de kalibratietolerantie echter ook afhangt van de capaciteit van het instrument, moet u uiteraard binnen dat bereik kalibreren als een apparaat slechts tot ± 0,000020" (0,000508 mm kan meten).

Daarom is de sleutel tot kalibratietolerantie ervoor te zorgen dat u zowel specificeert wat het apparaat kan doen als het bereik waarop het is gekalibreerd.

Kalibratietolerantie versus procestolerantie

Naast de kalibratietolerantie houden we tijdens het productieproces ook rekening met de tolerantie waarop we een onderdeel snijden.

De vuistregel is dat de kalibratietolerantie altijd kleiner moet zijn dan de procestolerantie, waarbij in wezen de beproefde 10-op-1-regel wordt toegepast.

Als de tolerantie die we voor ons proces moeten aanhouden bijvoorbeeld ±0,001″ (0,0254 mm) is, dan zouden we een lasermicrometer gebruiken met een kalibratietolerantie van ±0,00010” (0,00254 mm). En de tolerantie van de klasse XXX-pen die wordt gebruikt om de micrometer te kalibreren, had nog strakker moeten zijn!

Kalibratietolerantie gecertificeerd door een derde partij

Bij Metal Cutting sturen we onze NIST-traceerbare pinnen regelmatig naar een onafhankelijk ISO-gecertificeerd laboratorium voor kalibratie. Dit wordt gedaan om ervoor te zorgen dat de pinnen binnen de specificaties vallen en om hun functionaliteit te maximaliseren.

We sturen bijvoorbeeld onze XXX-pinnen om te worden gekalibreerd binnen wat een XXX-meter normaal meet, dat wil zeggen een kalibratietolerantie van ± 0,000020″ (0,000508 mm).

ISO-gecertificeerde A2LA-labs hebben apparatuur die een orde van grootte beter is dan wat ze certificeren. Hoewel Metal Cutting zeer nauwkeurige apparatuur in huis heeft, hebben we niet de mogelijkheden om te kalibreren tot een niveau van, laten we zeggen, 0,0000001” (0,0000254 mm).

Bovendien moet u met dat hoge niveau van precisie ook rekening houden met de effecten van de thermische uitzettingscoëfficiënt, waardoor metingen moeten worden uitgevoerd onder dezelfde strak gecontroleerde temperatuur, vochtigheid, luchtdruk en andere strikte omgevingsomstandigheden.

Daarom vertrouwen we op ISO-gecertificeerde externe kalibratiehuizen voor het kalibreren van onze pin gages. Dit zorgt er op zijn beurt voor dat onze interne apparaten worden gekalibreerd met tools die over de juiste mogelijkheden en toleranties beschikken.

Hoewel de kalibratietolerantie in ISO 9001:2015 niet is gespecificeerd, doet clausule 7 van de nieuwste ISO-normen aanbevelingen voor het kiezen, onderhouden en kalibreren van traceerbare meetapparatuur.

(Een kanttekening:hoewel Metal Cutting Corporation zelf geen ISO-gecertificeerd kalibratiebureau is, zijn we gecertificeerd volgens de ISO 9001:2015-normen voor kwaliteitsbeheer en risicobeperking.)

Afwegen op kalibratietolerantie

Terwijl kalibratietolerantie vaak verwijst naar afmetingen, kan het in onze wereld ook verwijzen naar gewicht. Dat komt omdat, hoewel de klanten van Metal Cutting geen onderdelen met een afzonderlijk gewicht vragen, onze onderdelen zo klein zijn en in zulke grote hoeveelheden worden geproduceerd dat we vaak onderdelen op gewicht tellen.

In plaats van tienduizenden ongelooflijk kleine onderdelen afzonderlijk te tellen, gebruiken we in plaats daarvan het gewicht van 100 of 1.000 onderdelen als referentie voor een nauwkeurige telweegschaal. Daarom sturen we onze gewichtsnormen regelmatig naar een gecertificeerd laboratorium voor kalibratie.

Hierdoor kunnen we de gewichten vervolgens intern gebruiken om onze weegschalen te kalibreren voor het tellen van onderdelen. Onze interne apparatuur omvat meerdere weegschalen met verschillende capaciteiten en verschillende toleranties, voor onze wereld van kleine onderdelen, variërend van grammen tot fracties van een milligram.

Kritiek voor precisieproductie

Het begrijpen van de mogelijkheden en toleranties van apparatuur is van cruciaal belang voor een succesvolle precisieproductie. Hier bij Metal Cutting Corporation, waar we elke dag duizenden kleine metalen onderdelen produceren, helpen onze kwaliteitscontrolenormen en ons stevige begrip van kalibratietolerantie ons ervoor te zorgen dat we onderdelen van hoge kwaliteit leveren die voldoen aan de specificaties van de klant.