Unngå risikoen for konvertering fra standard- til toleransediagrammer

Den utrolige kompleksiteten til transformasjonen

Et av de grunnleggende elementene ved anskaffelse av små deler er muligheten til å konvertere mellom ulike måleenheter, for eksempel å lage metriske toleransediagrammer ved å konvertere toleransetall mellom millimeter og tommer.

Oppgaven er ikke så lett som du kanskje tror. Faktisk er risikoen ved å bevege seg frem og tilbake mellom metriske og standard målesystemer legendariske, ofte med katastrofale resultater.

Noen verste scenarioer

Tilbake i 1983 gikk en Air Canada Boeing 767 på vei fra Montreal til Edmonton tom for drivstoff omtrent en time på flyturen og måtte taxi (bokstavelig talt) for en nødlanding. Mirakuløst nok fikk bare to passasjerer lettere skader - og det var mens de evakuerte flyet.

Hvorfor det?

Da flyets's drivstoffindikatorsystem fungerte feil før start, bestemte fly- og bakkemannskaper seg for å manuelt beregne mengden drivstoff som trengs. Ved å beregne at flyet trengte 8703 kilo drivstoff, delte de det på 1,77 - drivstofftettheten, ifølge dokumenter fra drivstoffselskapet - og konverterte kilo til 4916 liter. Drivstoffet pumpes deretter inn i flyet.

Problemet er at mens 767 måler drivstoff i kilogram per liter (kg/L), bruker tetthetstallet i retningslinjene for tanking pounds per liter (lb/L). Som et resultat var mengden drivstoff om bord mindre enn halvparten av mengden som var nødvendig.

Det er mange andre eksempler:

I 1999 mistet NASA Mars Climate Orbiter (MCO) på 125 millioner dollar, den første interplanetariske værsatellitten, fordi romfartøysingeniører ikke klarte å konvertere standardmålinger til metriske. Fordi banen ble beregnet i pund sekunder, som ble forvekslet med metriske kraftenheter (Newton-sekunder), klarte ikke MCO å gå inn i bane og krasjet inn i Mars.

I 2003 sporet Space Mountain-berg-og-dal-banen i Tokyo Disneyland av på grunn av at akselen var mindre enn designkravet, noe som resulterte i mer enn 1,0 mm (i stedet for 0,2 mm) klaring mellom lagrene og akselen. Disse spesifikasjonene ble konvertert til metriske enheter i 1995, men i 2002 ble tidligere standardenhetsspesifikasjoner brukt til å bestille nye aksler - den endelige størrelsen var 44,14 mm i stedet for de nødvendige 45 mm.

Boeing's bruk av standard luftsett kan ha forhindret selskapet i å legge ut noe presisjonsarbeid til utenlandske leverandører, noe som har bidratt til forsinkelser i produksjonen av 787 Dreamliner. Opprinnelig planlagt å åpne i mai 2008, gikk ikke flyet i kommersiell tjeneste før i oktober 2011.

Du skjønner ideen. Bruk av forskjellige enheter, menneskelige feil og unøyaktig konvertering fra metrikk til standarder (og omvendt) kan ha alvorlige implikasjoner ikke bare for kvalitet og ytelse, men også for sikkerhet.

Gjøre teknologi til redning?

Det er verdt å merke seg at dagens's teknologi gir mer pålitelige konverteringsverktøy og bidrar til å redusere risikoen for menneskelige feil. Datamaskin digital kontroll (CNC) på maskinen gjør at konverteringen av alle verdier innenfor maskinens kontroll kan beregnes internt.

På butikkgulvet kan ansatte utstyres med en rekke håndholdte digitale mikrometre for umiddelbar konvertering. For eksempel lar skjermer på moderne digitale mikrometre brukere bytte mellom metriske enheter og tommer ved å trykke på en knapp.

Men å bytte fra standard til metrisk (og så igjen) er ikke et enkelt forslag, og det er fortsatt hensyn å vurdere når man bytter målesystemer.

De fleste maskiner er kalibrert i de enhetene som gir mest mening for deres primære formål. For eksempel kan verktøy for å lage deler for trebearbeiding kalibreres i standard tommer og fraksjoner.

Men selv om destillater er flotte for å merke på et målebånd, transponeres de ikke lett når de kommer inn i maskinen. I tillegg er målene som brukes i trebearbeiding, selv om de gjelder for trebearbeiding, ti til hundre ganger større enn de som brukes i medisinsk utstyr.

Konverter tall til metriske toleransediagrammer

I tillegg kan det hende du bruker deler fra mange underleverandører, noen innenlands, noen i land der det metriske systemet råder. Disse delene må kanskje kobles til og samhandle med andre systemer som ikke er beregningsbaserte.

Dette betyr at du også må ta hensyn til deltoleranser når du manuelt beregner frem og tilbake konvertering mellom standard og metriske systemer. Dette er fordi en produsert del på toppen av toleranseområdet målt i et metrisk system kanskje ikke passer til en annen komponent i bunnen av toleranseområdet målt i et standardsystem.

For eksempel viser det metriske toleransediagrammet som er inkludert her konverteringen mellom tommer og millimeter (og omvendt) av det typiske toleranseområdet som kreves av kunden for metallskjæring.

Vi vurderte imidlertid også øvre og nedre spesifikasjonsgrenser – justering av toleranser etter behov for å sikre at konverterte måleenheter ikke overskrider øvre eller nedre grenser ved konvertering og avrunding av tall. Å illustrere:

Størrelse 20 mm ±2 mm

Konverter til 0,79" ±0,08"

Dette gir en spesifikasjons øvre grense på 0,87" og en nedre spesifikasjonsgrense på 0,71".

Konverter tilbake til spesifikasjonen øvre og nedre grenser 22.098 mm og 18.034 mm

I de opprinnelige måleenhetene var øvre og nedre spesifikasjoner henholdsvis 22 mm og 18 mm, og som du ser er den konverterte øvre grensen utenfor dette området. Derfor, for å sikre at delene ikke overskrider de opprinnelige spesifikasjonsgrensene, kan vi justere toleransen etter konvertering til 0,79"+0,07"/-0,08".

Avrundende effekt på toleranser

Avrunding kan også føre til feil og konverteringer som går utover rettferdige toleranser. Derfor må du nøye beregne antall desimaler for å utvide konverteringen.

For eksempel kan du si at 1,0 mm konverterer til 0,04 tommer; Imidlertid runder beregningen tallet 0,0393700787 til andre desimal. Er 0,04 tommer nøyaktig nok i en verden der toleranser til minst tre eller fire desimaler kreves?

Selv konverteringsverktøyene vi er avhengige av, inkluderer avrunding i ligningen. De fleste CNC-maskiner er kalibrert i én enhet, deretter konvertert til en annen enhet og avrundet. Moderne digitale mikrometre er designet i metriske og vil operere og ta avlesninger i metriske enheter.

Men når brukere bytter en enkel knapp fra metrikk til standarder, får de ikke en helt ny beregning. I stedet konverterer de til standarder som inkluderer avrundingsfaktorer eller feil som kreves for å spesifisere desimaler i avlesningene. Slike potensielle unøyaktigheter vurderes sjelden, men kan noen ganger bli svært viktige.

I tillegg er avrundingseffekter komplekse ikke bare mellom flere samvirkende deler, men også mellom dimensjoner og toleranser. Heldigvis kan disse endringene overvinnes ved å metodisk avrunde og justere nominelle verdier og spesifikasjons øvre/nedre grenser etter behov for å sikre at alle dimensjoner er innenfor (eller strammere) toleranser.

Innvirkning på kvalitet, sikkerhet og kostnader

Det er klart at overgangen fra standard til metriske målinger har viktige implikasjoner i alt fra romfartsapplikasjoner til medisinsk utstyr og sveisemaskiner for biler. Mens i de fleste tilfeller en dårlig passform kanskje ikke har livsendrende effekter, i andre tilfeller kan svikt i en del være katastrofal.

Den gode nyheten er at ved å investere litt tid og krefter på å bytte mellom ulike målesystemer, og hvordan toleranser og tilpasning av ulike komponenter vil bli påvirket – kan du og din leverandør bidra til å opprettholde kvalitet, sikkerhet og kostnadskontroll.

Vennligst kontakt oss på zhang@pride-cnc.com