Vermijd het risico van conversie van standaard naar tolerantietabellen

De verbazingwekkende complexiteit van de transformatie

Een van de basiselementen van de inkoop van kleine onderdelen is de mogelijkheid om te converteren tussen verschillende meeteenheden, bijvoorbeeld om metrische tolerantiediagrammen te maken door tolerantie te converterengetallen tussen millimeters en inches.

De taak is niet zo eenvoudig als je zou denken. In feite zijn de risico's van heen en weer schakelen tussen metrische en standaard meetsystemen legendarisch, vaak met rampzalige gevolgen.

Enkele worstcasescenario's

In 1983 had een Boeing 767 van Air Canada op weg van Montreal naar Edmonton ongeveer een uur na de vlucht geen brandstof meer en moest hij (letterlijk) taxiën voor een noodlanding. Wonder boven wonder raakten slechts twee passagiers lichtgewond - en dat was tijdens het evacueren van het vliegtuig.

Waarom is dat?

Toen het brandstofindicatorsysteem van het vliegtuig' voor het opstijgen niet goed werkte, besloten de cockpit- en grondbemanningen om handmatig de benodigde hoeveelheid brandstof te berekenen. Berekenend dat het vliegtuig 8.703 kilogram brandstof nodig had, deelden ze het door 1,77 - de brandstofdichtheid, volgens documenten van het tankbedrijf - en zetten kilogrammen om in 4.916 liter. De brandstof wordt vervolgens in het vliegtuig gepompt.

Het probleem is dat terwijl de 767 brandstof meet in kilogram per liter (kg/L), het dichtheidscijfer in de tankrichtlijnen ponden per liter (lb/L) gebruikt. Als gevolg hiervan was de hoeveelheid brandstof aan boord minder dan de helft van de benodigde hoeveelheid.

Er zijn nog veel meer voorbeelden:

In 1999 verloor NASA de $ 125 miljoen Mars Climate Orbiter (MCO), de eerste interplanetaire weersatelliet, omdat ruimtevaartuigingenieurs er niet in slaagden om standaardmetingen om te zetten in metrische. Omdat zijn baan werd berekend in pondseconden, wat werd aangezien voor metrische krachteenheden (Newton-seconden), kwam MCO niet in een baan om de aarde en stortte hij neer op Mars.

In 2003 ontspoorde de Space Mountain-achtbaan in Tokyo Disneyland omdat de as kleiner was dan de ontwerpvereiste, wat resulteerde in meer dan 1,0 mm (in plaats van 0,2 mm) speling tussen de lagers en de as. Deze specificaties werden in 1995 omgezet in metrische eenheden, maar in 2002 werden eerdere standaardeenheidspecificaties gebruikt om nieuwe assen te bestellen - de uiteindelijke maat was 44,14 mm in plaats van de vereiste 45 mm.

Het gebruik van standaard airsets door Boeing' heeft het bedrijf er mogelijk van weerhouden om wat precisiewerk uit te besteden aan buitenlandse leveranciers, wat heeft geleid tot vertragingen bij de productie van zijn 787 Dreamliner. Oorspronkelijk gepland om te openen in mei 2008, kwam het vliegtuig pas in oktober 2011 in commerciële dienst.

Je snapt het idee. Het gebruik van verschillende eenheden, menselijke fouten en onnauwkeurige conversie van meetwaarden naar standaarden (en vice versa) kunnen ernstige gevolgen hebben, niet alleen voor kwaliteit en prestaties, maar ook voor de veiligheid.

Technologie omzetten in redding?

Het is vermeldenswaard dat de technologie van' tegenwoordig betrouwbaardere conversietools biedt en het risico op menselijke fouten helpt verminderen. Computer digitale besturing (CNC) op de machine maakt het mogelijk om alle waarden binnen de besturing van de machine intern te berekenen.

Op de werkvloer kunnen medewerkers worden uitgerust met een verscheidenheid aan draagbare digitale micrometers voor onmiddellijke conversie. Met displays op moderne digitale schroefmaten kunnen gebruikers bijvoorbeeld met een druk op de knop schakelen tussen metrische eenheden en inches.

Het overschakelen van standaard naar metrisch (en dan weer) is echter geen eenvoudige propositie, en er zijn nog steeds overwegingen om te overwegen bij het overschakelen van meetsystemen.

De meeste machines zijn gekalibreerd in de eenheden die het meest logisch zijn voor hun primaire doel. Gereedschappen voor het maken van onderdelen voor houtbewerking kunnen bijvoorbeeld worden gekalibreerd in standaard inches en breuken.

Maar hoewel destillaten geweldig zijn om op een meetlint te markeren, worden ze niet gemakkelijk getransponeerd wanneer ze de machine binnenkomen. Bovendien zijn de metingen die in houtbewerking worden gebruikt, hoewel van toepassing op houtbewerking, tien tot honderd keer groter dan die in medische apparatuur.

Converteer getallen naar metrische tolerantiediagrammen

Bovendien gebruikt u mogelijk onderdelen van veel onderaannemers, sommige in eigen land, andere in landen waar het metrieke stelsel heerst. Deze onderdelen moeten mogelijk verbinding maken met en communiceren met andere systemen die niet op metrische gegevens zijn gebaseerd.

Dit betekent dat u ook rekening moet houden met onderdeeltoleranties bij het handmatig berekenen van de heen en weer conversie tussen standaard en metrische systemen. Dit komt omdat een gefabriceerd onderdeel aan de bovenkant van het tolerantiebereik gemeten in een metrisch systeem mogelijk niet past op een ander onderdeel aan de onderkant van het tolerantiebereik gemeten in een standaardsysteem.

Het hier opgenomen metrische tolerantiediagram toont bijvoorbeeld de conversie tussen inches en millimeters (en vice versa) van het typische tolerantiebereik dat de klant nodig heeft voor het snijden van metaal.

We hebben echter ook rekening gehouden met de boven- en onderlimieten van de specificaties - indien nodig toleranties aanpassen om ervoor te zorgen dat geconverteerde meeteenheden de boven- of onderlimieten niet overschrijden bij het converteren en afronden van getallen. Illustreren:

Maat 20 mm ±2 mm

Converteren naar 0,79" ± 0,08"

Dit geeft een specificatie bovengrens van 0,87" en een specificatie ondergrens van 0,71".

Omzetten terug naar specificatie boven- en ondergrenzen 22,098 mm en 18,034 mm

In de oorspronkelijke maateenheden waren de bovenste en onderste specificaties respectievelijk 22 mm en 18 mm, en zoals u kunt zien, ligt de omgerekende bovengrens buiten dit bereik. Om er zeker van te zijn dat de onderdelen de oorspronkelijke specificatielimieten niet overschrijden, kunnen we de tolerantie na conversie aanpassen naar 0,79"+0,07"/-0,08".

Afrondingseffect op toleranties

Afronding kan ook leiden tot fouten en conversies die verder gaan dan redelijke toleranties. Daarom moet u zorgvuldig het aantal decimalen berekenen om de conversie uit te breiden.

Je zou bijvoorbeeld kunnen zeggen dat 1,0 mm wordt omgezet in 0,04 inch; De berekening rondt het getal 0,0393700787 echter af op de tweede decimaal. Is 0,04 inch nauwkeurig genoeg in een wereld waar toleranties tot ten minste drie of vier decimalen vereist zijn?

Zelfs de conversietools waarop we vertrouwen, nemen afronding in de vergelijking op. De meeste CNC-machines worden in één eenheid gekalibreerd, vervolgens omgebouwd naar een andere eenheid en afgerond. Moderne digitale schroefmaten zijn ontworpen in metrische vorm en werken en nemen metingen in metrische eenheden.

Maar wanneer gebruikers een eenvoudige knop van metrische naar standaarden overschakelen, krijgen ze' geen geheel nieuwe berekening. In plaats daarvan worden ze geconverteerd naar standaarden die afrondingsfactoren of fouten bevatten die nodig zijn om decimalen in metingen op te geven. Dergelijke mogelijke onnauwkeurigheden worden zelden overwogen, maar kunnen soms erg belangrijk worden.

Bovendien zijn afrondingseffecten niet alleen complex tussen meerdere op elkaar inwerkende delen, maar ook tussen afmetingen en toleranties. Gelukkig kunnen deze veranderingen worden overwonnen door de nominale waarden en de boven- en ondergrenzen van de specificaties methodisch af te ronden en zo nodig aan te passen om ervoor te zorgen dat alle afmetingen binnen (of nauwere) toleranties vallen.

Impact op kwaliteit, veiligheid en kosten

Het is duidelijk dat de overstap van standaard naar metrische metingen belangrijke gevolgen heeft voor alles, van ruimtevaarttoepassingen tot medische apparaten en lasmachines voor auto's. Hoewel een slechte pasvorm in de meeste gevallen geen levensveranderende effecten heeft, kan het falen van een onderdeel in andere gevallen catastrofaal zijn.

Het goede nieuws is dat u en uw leverancier, door wat tijd en moeite te investeren in het schakelen tussen verschillende meetsystemen en hoe toleranties en montage van verschillende componenten worden beïnvloed, u en uw leverancier kunnen helpen de kwaliteit, veiligheid en kosten onder controle te houden.

Neem contact met ons op via zhang@pride-cnc.com