La metrología dimensional , también conocida como metrología industrial , es la aplicación de la metrología para cuantificar el tamaño físico, la forma, las características y la distancia relacional de cualquier característica dada.
Las mediciones estandarizadas son esenciales para el avance tecnológico, y se han encontrado herramientas de medición tempranas que datan de los albores de la civilización humana. [1] Los primeros metrólogos mesopotámicos y egipcios crearon un conjunto de estándares de medición basados en partes del cuerpo conocidas como unidades antrópicas . Estos antiguos sistemas de medición utilizaban dedos, palmas, manos, pies y pasos como intervalos.
Los carpinteros y agrimensores fueron algunos de los primeros inspectores dimensionales, y muchas unidades especializadas de artesanos, como el remen, se incorporaron a un sistema de fracciones unitarias que permitía realizar cálculos utilizando geometría analítica. Más tarde, se utilizaron medidas agrícolas como pies, yardas, pasos, codos , brazas , varas, cuerdas, perchas, estadios, millas y grados de la circunferencia de la Tierra , muchas de las cuales todavía se utilizan .
Los primeros gobernantes egipcios utilizaban unidades de medida de dedos, palmas y pies basadas en cuadrículas de inscripción estandarizadas. Estas cuadrículas delineaban los estándares de medida como cánones de proporción y se hacían proporcionales a los estándares mesopotámicos basados en dedos, manos y pies. En este sistema, cuatro palmas o tres manos medían un pie; diez manos equivalían a un metro. [2]
Estos estándares se usaban para medir y definir propiedades y estaban regulados por ley para varios propósitos, como impuestos, infraestructura y más, como edificios y campos que fueron adoptados por los griegos, romanos y persas como estándares legales y se convirtieron en la base de los estándares europeos de medida. [3] También se usaban para relacionar longitud con área con unidades como el khet, setat y aroura; área con volumen con unidades como el artaba; y espacio con tiempo con unidades como el minuto de marcha egipcio, que se registraba al viajar por un río.
Los equipos de medición modernos incluyen herramientas manuales , CMM ( máquinas de medición de coordenadas ), sistemas de visión artificial, rastreadores láser y comparadores ópticos. Una CMM se basa en tecnología CNC para automatizar la medición de coordenadas cartesianas utilizando una sonda de contacto, una sonda de escaneo de contacto o un sensor sin contacto. Los comparadores ópticos se utilizan cuando no es deseable tocar físicamente la pieza; los componentes que consisten en materiales frágiles o que se pueden enviar por correo requieren una medición utilizando técnicas sin contacto. Los instrumentos ahora pueden construir modelos 3D de una pieza y sus características internas utilizando una tomografía computarizada [4] o imágenes de rayos X. [5 ]
Las medidas se expresan a menudo como un tamaño relativo a una pieza teóricamente perfecta que tiene su geometría definida en una impresión o modelo de computadora. Una impresión es un plano que ilustra la geometría definida de una pieza y sus características. Cada característica puede tener un tamaño, una distancia de otras características y una tolerancia permitida establecida para cada elemento. El lenguaje internacional utilizado para describir las piezas físicas se denomina Dimensionamiento y tolerancia geométricos (conocido coloquialmente como GD&T). Las impresiones pueden dibujarse a mano o generarse automáticamente mediante un modelo CAD de computadora . Sin embargo, las máquinas de medición controladas por computadora, como las máquinas de medición por coordenadas (CMM) y las máquinas de medición por visión (VMM), pueden medir una pieza en relación con un modelo CAD sin la necesidad de una impresión. Por lo general, este proceso se realiza para realizar ingeniería inversa de los componentes.
La metrología industrial es común en los sistemas de control de calidad de fabricación para ayudar a identificar errores en la producción de componentes y garantizar un rendimiento adecuado. Los planos y modelos CAD 3D suelen estar a cargo de un ingeniero mecánico .