Calibração de medidas materializadas de comprimento utilizando um laser interferométrico de rastreamento automático e uma máquina de medição por coordenadas

Abstract

A confirmação da rastreabilidade metrológica para padrões de comprimento maiores do que 100 mm, considerando a adequação da incerteza de medição para aplicações atuais, não denota uma tarefa trivial, apesar de haver uma demanda cada vez maior, resultado das novas tecnologias de fabricação. É o caso, por exemplo, dos fabricantes de peças e componentes para aerogeradores e máquinas-ferramenta de ultraprecisão. Em geral, apenas laboratórios de calibração no exterior podem prover a incerteza alvo requerida, visto que nenhum laboratório de calibração acreditado no Brasil e nem mesmo o Laboratório de Metrologia Dimensional do Inmetro é capaz de entregar incertezas de medição adequadas na calibração de padrões de comprimento de grande porte. Com a motivação dada pelo cenário atual para calibração de padrões de comprimento de grande porte, esta dissertação de mestrado objetiva a concepção e a caracterização experimental de uma sistemática para calibração de padrões de comprimento maiores do que 100 mm, baseada na fusão de um sistema de interferometria a laser com rastreio automático e uma máquina de medição por coordenadas de alta exatidão com portal móvel. A sistemática proposta foi intensivamente testada e aprimorada continuamente para torná-la adequada e viável, dentro da rotina de um laboratório de calibração, e para reduzir a incerteza de medição. O principal resultado do projeto de pesquisa proposto foi um sistema de medição capaz de entregar incertezas melhores do que as fornecidas pelo laboratório de metrologia dimensional do Inmetro para a calibração de padrões de comprimento de grande porte, com potencial de alcançar incertezas comparáveis às oferecidas por laboratórios de calibração existentes no exterior.<br>

Abstract : Metrological traceability achievement for length artefacts longer than 100 mm with very low measurement uncertainty is not a trivial task, despite the increasing demand from current manufacturing technologies for such a reduced uncertainty. That is an issue handled, for instance, by manufacturers of wind turbine components and ultraprecise machine tools. In general, only international calibration laboratories can provide the required target uncertainty, since there s no national laboratory accredited to perform calibration of long length artefacts and even the National Metrology Institute are not able to reach very low uncertainty, due to inadequate laboratory resources. The matter of this master project was designing and experimentally characterizing a fused measurement apparatus to calibrate long length artefacts with low uncertainty. The association of a self-tracking laser interferometer system and a high-end movable-bridge coordinate measuring machine was intensively tested and continuously improved in search of making the proposed method feasible in the laboratory routine and enhancing the measurement uncertainty. The main outcome of this research project was a fused measurement method capable of delivering uncertainties for the calibration of long step gauges lower than those uncertainties provided by the national metrology institute, with potential to reach uncertainties comparable to foreign calibration laboratories.