1. Il vero significato di risoluzione
La risoluzione si riferisce all'unità di lettura minima che la scala ottica (o l'encoder) dello strumento può visualizzare. Nel settore dei multimetri digitali, una specifica di risoluzione comunemente utilizzata è di 0,001 mm (ovvero 1 μm), sebbene questo valore serva solo come riferimento generale del settore e le configurazioni effettive possano variare tra produttori e modelli. La risoluzione riflette la capacità di suddivisione del sistema di visualizzazione, ovvero quanto piccolo sia l'incremento che lo strumento può "leggere", ma non rappresenta la precisione con cui lo strumento può "misurare". Si consideri un righello in acciaio con una spaziatura delle graduazioni di 1 mm: se le linee di graduazione stesse presentano un errore di larghezza di 0,5 mm, anche se la lettura raggiunge il segno di 1 mm, il risultato effettivo della misurazione potrebbe comunque discostarsi di 0,5 mm. La risoluzione affronta la questione di "quanto è fine la lettura"; la precisione affronta la questione di "quanto è corretta la lettura".
2. Il criterio corretto per l'accuratezza: MPE_E
L'effettiva precisione di misurazione di uno strumento deve essere determinata in base all'Errore Massimo Ammissibile di Indicazione (MPE_E) riportato nel relativo rapporto di ispezione. L'MPE_E è tipicamente espresso da una formula correlata alla lunghezza misurata (L, in mm), il che significa che la deviazione ammissibile tra l'indicazione dello strumento e il valore reale varia a seconda della lunghezza misurata. La regola generale è: maggiore è la lunghezza misurata, maggiore è l'intervallo di errore ammissibile.
Ciò significa che lo stesso strumento avrà errori ammissibili diversi quando misura una caratteristica di 10 mm rispetto a una caratteristica di 200 mm. Pertanto, un singolo valore di risoluzione non è sufficiente a determinare se uno strumento soddisfa i requisiti di tolleranza di uno specifico pezzo. La lunghezza effettiva della dimensione misurata e il corrispondente valore MPE_E devono essere considerati congiuntamente.
È opportuno notare che alcuni produttori di strumenti etichettano i propri prodotti con descrizioni qualitative come "precisione a livello di micron" nella documentazione tecnica, senza tuttavia pubblicare valori specifici di MPE_E. Tali descrizioni indicano solo l'ordine di grandezza dell'accuratezza e non possono sostituire un rapporto di ispezione per la determinazione delle tolleranze. Durante la fase di selezione, è necessario richiedere direttamente al fornitore un rapporto completo di ispezione di fabbrica.
3. Manifestazioni tipiche nella produzione
Questa confusione concettuale si manifesta tipicamente nella pratica come segue: un pezzo ha una tolleranza di disegno di ±0,01 mm e l'utente utilizza un VMM con una risoluzione dichiarata di 0,001 mm per l'ispezione, ragionando che la risoluzione è di gran lunga inferiore alla tolleranza e dovrebbe quindi essere sufficiente. Tuttavia, nella misurazione effettiva, le misurazioni ripetute della stessa caratteristica mostrano variazioni notevoli e la ripetibilità risulta inferiore alle aspettative.
Questa situazione non è solitamente causata da una risoluzione insufficiente. Una risoluzione di 0,001 mm significa semplicemente che il display visualizza il valore con tre cifre decimali. I fattori che influenzano la stabilità del risultato della misurazione, tra cui la deriva termica della colonna dell'asse Z, gli errori di rettilineità e di scorrimento delle guide, nonché gli errori di installazione della scala ottica, possono introdurre deviazioni a livello di micron, ben superiori al livello di precisione implicito nella risoluzione. Per risolvere tali problemi, è necessario ispezionare il sistema meccanico e, se necessario, compensare nuovamente gli errori, anziché affidarsi a una specifica di risoluzione più elevata.
4. Raccomandazioni per la selezione e l'utilizzo
Durante la selezione dello strumento, è opportuno richiedere al fornitore un rapporto di ispezione completo, con particolare attenzione ai valori specifici di MPE_E a diverse lunghezze. Questi valori devono essere confrontati con i requisiti di tolleranza dei prodotti previsti. Come linea guida generale, il valore di MPE_E dello strumento dovrebbe rientrare in un intervallo compreso tra 1/3 e 1/5 della tolleranza del pezzo per garantire un margine di decisione sufficiente nei risultati di misurazione.
Durante l'utilizzo, la risoluzione non deve essere utilizzata come base diretta per la determinazione delle tolleranze. Per le dimensioni critiche, si raccomanda di valutare la reale capacità di misura attraverso misurazioni ripetute e verifiche con campioni di riferimento, anziché basarsi esclusivamente sul numero di cifre visualizzate.
Prendendo come esempio i sistemi di misurazione video JATEN, il JTDIM-200 viene descritto nella documentazione del prodotto come dotato di "precisione a livello di micron", scale lineari di precisione, un sistema ottico telecentrico e una base in granito. Il JTDIM3020 è dotato di due CCD da 20 megapixel abbinati a obiettivi telecentrici bilaterali (a bassissima distorsione), un sistema di azionamento servoassistito a tre assi Mitsubishi e un sistema di controllo della sorgente luminosa programmabile sviluppato internamente con un sensore di luminosità integrato. I due modelli differiscono nelle loro configurazioni hardware, ma per entrambi, l'effettiva precisione di misurazione deve essere verificata rispetto ai dati MPE_E presenti nel rapporto di collaudo di fabbrica e valutata nel contesto dello specifico scenario applicativo per garantire risultati di misurazione affidabili.
Per maggiori dettagli, visita il sito: https://www.jatentech.com/products/video-measuring-machine