Tolerance Stack-up
O que é o Tolerance Stack-Up? Porque é importante?
Os fabricantes de produtos utilizam um fluxo organizado de informação para traduzir os requisitos do cliente em requisitos do produto. Este processo para requisitos mecânicos é generalizado no diagrama de fluxo abaixo.
Tolerance Stack-Ups são vitais para tratar de requisitos de ajuste mecânico e desempenho mecânico. O ajuste mecânico é simplesmente responder à pergunta: “As peças que compõem a montagem andam sempre juntas?”. Os requisitos de desempenho mecânico incluiriam o desempenho de mecanismos, como interruptores, trincos, actuadores, e afins. Outros requisitos de desempenho poderiam incluir alinhamentos ópticos ou eficiência do motor. Então o que é um “stack-up”?
Cálculos de “stack-up” de tolerância da peça com respeito a um requisito de montagem. A ideia de tolerâncias “empilhamento” refere-se à adição de tolerâncias para encontrar a tolerância total da peça, comparando-a depois com a lacuna ou limites de desempenho disponíveis, a fim de ver se o desenho irá funcionar correctamente. Esta simples comparação é também referida como a análise dos piores casos. A análise dos piores casos é apropriada para certos requisitos em que uma falha representaria uma catástrofe para uma empresa. É também útil e apropriada para problemas que envolvem um baixo número de peças. Sendo baixo é definido como três ou quatro partes. A análise dos piores casos é mais frequentemente feita numa única direcção, ou seja, uma análise 1D. Se a análise envolver dimensões de peças que não sejam paralelas à medição da montagem em estudo, a abordagem de empilhamento deve ser modificada uma vez que a variação 2D, tais como ângulos, ou qualquer variação que não seja paralela à direcção 1D, não afecta a medição da montagem com uma relação 1 para 1.
Muitas empresas utilizam um método estatístico para a análise de tolerância. Uma abordagem envolve um cálculo simples utilizando o Método RSS, Root-Sum-Squared. Em vez de somar as tolerâncias, como na pior das hipóteses, a análise estatística soma as distribuições das dimensões. É importante compreender que os valores de entrada para uma análise dos piores casos são tolerâncias de concepção, mas os valores de entrada para uma análise estatística são momentos de distribuição do processo (por exemplo, desvio padrão). A análise do pior caso (também chamada análise do empilhamento da tolerância) pode ser utilizada para validar uma concepção. A análise estatística (também chamada análise de variação) pode ser utilizada para prever a variação real de um conjunto com base na variação das dimensões das peças. A comparação do desvio padrão da montagem com os limites de montagem permite o cálculo de métricas de qualidade como sigma, % de rendimento, DPMU, etc. Esta abordagem exige que as distribuições sejam normais com todas as peças ao mesmo nível de qualidade, ou seja, +/- 3σ.
Dadas as limitações do RSS, foram desenvolvidos outros métodos para calcular a variação da montagem. Um desses métodos que é incorporado no CETOL 6 Sigma chama-se o Método dos Momentos do Sistema. Este método elimina as limitações acima referidas. As análises de todas as complexidades, isto é, 1D, 2D, e 3D, podem ser criadas sem restrições quanto ao tipo de distribuição ou nível de qualidade. As empresas podem agora fazer Análise de Variação de Montagem completa com software de análise de tolerância.
Análise de Variação de Montagem fornece o conhecimento necessário para identificar as características da peça chave, (KPCs) que devem ser controladas a fim de produzir um produto que satisfaça as expectativas do cliente. O processo de desenvolvimento do produto deve então concentrar-se na definição e validação de processos de fabrico e montagem de peças que sejam capazes de atingir elevados níveis de produtibilidade. Os objectivos da Cpk = 1,67 para características-chave e Cp = 1,33 para características não-chave são normalmente citados. A utilização do discernimento para a análise da variação permite aos engenheiros de projecto atribuir orçamentos de tolerância estrategicamente. As características críticas serão mantidas a tolerâncias mais apertadas. Tolerâncias mais frouxas podem ser aplicadas a características menos importantes. Estas decisões não só garantem a qualidade e o desempenho do produto, como também asseguram a sua manufacturabilidade ao preço correcto. O impacto no processo de desenvolvimento do produto pode ser enorme.
Ver como o software de análise de tolerância pode facilmente substituir o método manual de criação de empilhamentos
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