Attrezzatura di collaudo o controllo: cosa deve garantire prima di essere costruita?

Cosa deve garantire un'attrezzatura di collaudo?

Deve dare lo stesso risultato su qualsiasi pezzo, con qualsiasi operatore, con un'incertezza di misura molto più piccola della tolleranza che controlla. Come riferimento si usa il rapporto 4:1 tra tolleranza e incertezza (10:1 nei controlli più critici). Se non rispetta questo, scarta pezzi buoni e accetta pezzi cattivi.

Il resto, cioè velocità, ergonomia e costo, viene dopo. Un collaudo veloce ma impreciso è solo un modo rapido di sbagliare.

Dove nasce il problema in officina

Succede spesso così. Una carpenteria consegna un telaio saldato e il cliente contesta un foro fuori posizione. In reparto lo si misura con calibro e metro, in un caso 0,3 mm fuori, nel successivo in tolleranza. Cambia l'operatore, cambia l'esito.

Con una tolleranza di posizione di ±0,2 mm, uno strumento che sbaglia di 0,1 mm consuma metà del campo. Non è un problema di pezzo, è un problema di misura. Un'attrezzatura dedicata toglie la discrezionalità: il pezzo si appoggia sempre sugli stessi punti, il controllo si fa con maschere o spine calibrate, la lettura è sì/no oppure su comparatore.

Criteri di progetto da fissare prima di costruire

Prima del disegno costruttivo vanno messe per iscritto queste scelte, perché ognuna cambia il costo.

• Caratteristiche da controllare: solo quelle funzionali (accoppiamenti, posizioni di fori, planarità di appoggio). Controllarne trenta quando ne servono sei raddoppia il prezzo.
• Riferimenti di appoggio: gli stessi del disegno del pezzo (sistema 3-2-1 secondo la logica GD&T, ISO 1101), non quelli comodi per l'attrezzatura.
• Incertezza ammessa: almeno 1/4 della tolleranza più stretta da verificare.
• Pezzo deformabile o no: una lamiera sottile o un saldato non si bloccano a forza, altrimenti si misura il bloccaggio e non il pezzo.
• Taratura: master o pezzo campione certificato, con scadenza e procedura di verifica periodica.
• Usura: inserti temprati sugli appoggi e sulle spine, in acciaio da cementazione o da bonifica, non in alluminio, se i cicli sono migliaia.

Come si verifica che l'attrezzatura sia affidabile

Il metodo standard è lo studio R&R (ripetibilità e riproducibilità), descritto nel manuale MSA dell'AIAG. Si misurano 10 pezzi, 3 operatori, 2-3 ripetizioni. Il GRR, espresso come percentuale della tolleranza, sotto il 10% è accettabile, tra 10% e 30% è condizionato a una valutazione caso per caso, sopra il 30% l'attrezzatura non va bene.

Per la decisione di conformità, cioè cosa fare quando la misura cade vicino al limite, la norma di riferimento è la UNI EN ISO 14253-1, che chiede di tenere conto dell'incertezza. Se serve confrontare con una macchina di misura a coordinate, la sua prestazione si verifica secondo la ISO 10360.

Quando non conviene costruirla

Sotto poche decine di pezzi, o con tolleranze larghe (ISO 2768-m basta spesso un calibro), l'attrezzatura dedicata non si ripaga. Conviene una misura su macchina di misura a coordinate o un rilievo a banco, a pezzo singolo. Si costruisce quando la serie è ripetuta, quando il controllo lo fa personale non specializzato o quando il cliente chiede evidenza di controllo al 100%.

Un'alternativa intermedia è l'attrezzatura modulare su piano forato, riconfigurabile, utile per prime serie e campionamenti.

In un caso come questo, CPPrototype partirebbe dal disegno del pezzo, individuerebbe le sole caratteristiche funzionali da controllare e progetterebbe riferimenti e appoggi in modo che l'incertezza resti entro il quarto della tolleranza.

Domande frequenti