Sebenta · Controlo dimensional e geométrico no fabrico de mobiliário e carpintaria, em centros CNC (UC02078)

Introdução

Um móvel bem construído começa muito antes da montagem: começa na medição. Esta sebenta ensina a executar o controlo dimensional e geométrico de componentes de mobiliário e carpintaria e das ferramentas que trabalham nos centros de trabalho CNC, desde o sistema de unidades até à decisão final de conformidade.

O percurso segue a lógica de um posto de controlo da qualidade real. Primeiro dominamos as unidades (Sistema Internacional, unidades imperiais britânicas e norte-americanas, unidades de ângulo) e o vocabulário da metrologia (resolução, exatidão, precisão, classe de precisão). Depois estudamos as tolerâncias, dimensionais e geométricas, que definem o que é uma peça conforme. Segue-se a aparelhagem: fita métrica e escala, esquadro, suta e transferidor, nónios retilíneos e circulares, paquímetros, micrómetro, comparador, graminho, aparelhos digitais e os meios próprios para medir ferramentas CNC. Fechamos com os erros de medida e de medição, o procedimento completo e as normas de segurança, saúde e qualidade.

Objetivos de aprendizagem (referencial): selecionar os instrumentos de medição; medir componentes e peças para mobiliário e carpintaria; medir ferramentas de centros de trabalho CNC para mobiliário e carpintaria; identificar e aplicar os diferentes tipos de unidades e a precisão das medidas e dos instrumentos; cumprir as normas de segurança e saúde no trabalho.

Como estudar com esta sebenta. Cada capítulo tem explicação, tabelas de consulta e pelo menos um exemplo resolvido passo a passo. Refaz sempre as contas com a tua calculadora antes de ler a solução, e, sempre que puderes, repete a medição na bancada com o instrumento verdadeiro: a metrologia aprende-se com as mãos.

1. Controlo dimensional e geométrico: o que é e para que serve

O controlo dimensional verifica se as medidas lineares e angulares de uma peça (comprimento, largura, espessura, diâmetro, profundidade, ângulo de um corte) correspondem ao que o desenho técnico pede, dentro da tolerância indicada. O controlo geométrico verifica a forma e a posição: se uma face é plana, se uma aresta é reta, se dois lados estão em esquadria, se duas faces são paralelas, se um furo está no sítio certo.

Os dois controlos são complementares e independentes. Uma peça pode ter todas as cotas certas e falhar na geometria: uma porta com 450 mm de largura em cima e em baixo, mas com as diagonais diferentes, está fora de esquadria e não fecha bem no vão. O contrário também acontece: uma prateleira perfeitamente plana e esquadrada, mas 3 mm mais curta, não apoia nos suportes.

Dois objetos de controlo: peças e ferramentas

O referencial desta UC pede que se meçam componentes e peças e também ferramentas de centros de trabalho CNC. A razão é simples: num centro CNC, a máquina desloca a ferramenta para as coordenadas programadas, mas quem corta é a ferramenta. Se o diâmetro real de uma fresa for diferente do valor que o comando tem na tabela de ferramentas, ou se o comprimento registado estiver errado, todas as peças saem com o mesmo erro, por muito bem feito que esteja o programa.

Quando se mede

O controlo não é só uma inspeção final. Numa oficina organizada mede-se:

1. Na receção de material: espessura real dos painéis, esquadria das chapas, teor de água da madeira maciça.
2. Na preparação das ferramentas: diâmetro, comprimento e estado antes de as montar.
3. Na primeira peça de cada lote (peça-teste): confirma programa, ferramenta e fixação.
4. Durante o lote, por amostragem, para detetar desgaste da ferramenta ou desvios.
5. Antes da montagem, nas peças críticas.

Sem controlo sistemático, os erros só se revelam na montagem final, quando o custo de corrigir já é muito mais alto do que teria sido corrigir na bancada de medição.

Exemplo resolvido · o custo de medir tarde

Um lote de 40 laterais de roupeiro é maquinado num centro CNC com uma fresa cujo diâmetro real é menor do que o registado no comando. Ninguém mede a primeira peça. Na montagem descobre-se que as laterais estão todas 0,3 mm mais largas do que o desenho e os tampos não encaixam.

1. Se a primeira peça tivesse sido medida, perdia-se 1 peça e alguns minutos para corrigir o valor da ferramenta.
2. Medindo só na montagem, há 40 peças para reavaliar, reajustar ou refazer, mais o material, o tempo de máquina e o atraso na entrega.
3. Conclusão: a medição da primeira peça e da ferramenta é a forma mais barata de garantir a qualidade do lote.

2. O Sistema Internacional de Unidades

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é o sistema legal de unidades em Portugal e na União Europeia, e a base de qualquer medição rigorosa. É um sistema coerente e decimal: múltiplos e submúltiplos obtêm-se com prefixos que multiplicam ou dividem por potências de dez.

Unidades de base (fundamentais)

O SI assenta em sete unidades de base, definidas de forma independente umas das outras:

Unidades derivadas

As unidades derivadas obtêm-se combinando unidades de base. Algumas das mais úteis na oficina:

Atenção a um erro frequente: o grau (°) não é uma unidade do SI. A unidade SI de ângulo plano é o radiano, uma unidade derivada. O grau, o minuto e o segundo de ângulo são unidades aceites para uso com o SI, e são as que se usam na oficina. O mesmo acontece com o bar (1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa), muito usado nos manómetros, e com o litro.

Prefixos que interessam na oficina

O micrómetro como unidade (µm, a milésima parte do milímetro) aparece nas especificações de instrumentos e de ferramentas; não confundir com o micrómetro instrumento, estudado no capítulo 14. Na gíria de oficina ouve-se ainda "centésima" (0,01 mm) e "décima" (0,1 mm).

O milímetro, unidade de trabalho

Na oficina de mobiliário e carpintaria, o milímetro é a unidade de trabalho: as cotas dos desenhos de fabrico, as escalas dos instrumentos e os valores introduzidos no comando do centro CNC estão em milímetros. Escrever 1250 mm é mais seguro do que escrever 125 cm ou 1,25 m, porque evita mudanças de unidade e vírgulas no meio do trabalho.

Regras de escrita: o símbolo não leva ponto nem plural (mm, e não "mm." ou "mms"); há um espaço entre o número e o símbolo (18 mm); em Portugal, a vírgula é o separador decimal (18,5 mm).

Temperatura de referência

As medições dimensionais de precisão referem-se a uma temperatura de referência de 20 °C (norma ISO 1). Os instrumentos de aço dilatam com o calor; numa oficina muito quente ou muito fria, uma régua ou uma fita de aço não tem exatamente o comprimento marcado. O efeito estuda-se no capítulo 17.

Exemplo resolvido · área e volume de material

Uma encomenda tem 12 prateleiras de 900 mm × 300 mm × 19 mm. Qual é a área total de painel e o volume de material?

1. Converter para metros: 900 mm = 0,9 m; 300 mm = 0,3 m; 19 mm = 0,019 m.
2. Área de uma prateleira: 0,9 × 0,3 = 0,27 m².
3. Área total: 12 × 0,27 = 3,24 m².
4. Volume total: 3,24 × 0,019 = 0,061 56 m³, ou seja, cerca de 0,062 m³.

Para passar de mm² para m² divide-se por 1 000 000 (porque 1 m² = 1000 mm × 1000 mm); de mm³ para m³ divide-se por 1 000 000 000. Converter primeiro cada cota para metros evita este erro.

3. Unidades imperiais britânicas e norte-americanas

Muitas ferramentas, máquinas, acessórios e catálogos vêm de fornecedores britânicos e norte-americanos, ou de fabricantes que vendem para esses mercados, e usam unidades imperiais (Reino Unido) ou usuais norte-americanas (Estados Unidos). Para o comprimento, os dois sistemas usam a mesma polegada e o mesmo pé desde o acordo internacional de 1959, que fixou a jarda em exatamente 0,9144 m.

Unidades de comprimento

Estes valores são exatos, por definição, e não aproximações. Os arredondamentos só aparecem quando se converte uma medida concreta e se decide com quantas casas decimais se fica.

Frações de polegada

Nos catálogos de ferramentas, os diâmetros aparecem muitas vezes em frações binárias de polegada (meios, quartos, oitavos, dezasseis avos). Para converter: divide-se o numerador pelo denominador e multiplica-se por 25,4.

Outras unidades que aparecem na indústria

• Formato de painéis: o formato de painel muito comum de 2440 × 1220 mm corresponde, arredondado, a 8 × 4 pés (8 × 304,8 = 2438,4 mm; 4 × 304,8 = 1219,2 mm).
• Pé de tábua (board foot): unidade norte-americana de volume de madeira serrada, igual a um pé × um pé × uma polegada, ou seja, 144 polegadas cúbicas ≈ 2,36 dm³. Um metro cúbico tem cerca de 424 pés de tábua.
• Volumes de líquidos: o galão não é igual nos dois sistemas. O galão imperial britânico tem cerca de 4,546 L e o galão norte-americano cerca de 3,785 L. Ao ler a ficha técnica de um verniz ou de uma cola importada, é preciso saber de que galão se trata.
• Pressão: nos compressores e manómetros aparece o psi (libra-força por polegada quadrada); 1 bar corresponde a cerca de 14,5 psi.

Como converter sem erros

• De polegadas para milímetros: multiplicar por 25,4.
• De milímetros para polegadas: dividir por 25,4.
• De pés para milímetros: multiplicar por 304,8.
• Converter só no fim, com o valor completo, e arredondar apenas o resultado final.
• Registar sempre a unidade ao lado do número; "12,7" sem unidade não serve para nada.

Exemplo resolvido · uma fresa de 1/2" para um furo de 12 mm

O desenho pede um furo de 12 mm de diâmetro, feito por mergulho de uma fresa. No armazém há uma fresa de 1/2". Serve?

1. 1/2" = 0,5 in.
2. 0,5 × 25,4 = 12,7 mm.
3. Uma fresa de 12,7 mm faz, num mergulho, um furo de cerca de 12,7 mm, maior do que os 12 mm pedidos. A fresa não serve para este furo.

Exemplo resolvido · a haste da fresa e a pinça

Uma fresa importada tem haste de 1/2". A pinça montada no porta-ferramentas é de 12 mm. Pode montar-se?

1. Haste: 0,5 × 25,4 = 12,7 mm.
2. Pinça: 12 mm. A diferença é de 0,7 mm.
3. A haste é maior do que a pinça: não entra, e nunca se força. É preciso uma pinça para haste de 1/2". O caso inverso (haste de 12 mm numa pinça de 1/2") também é perigoso, porque a haste fica mal apertada e pode soltar-se em rotação.

Exemplo resolvido · converter uma espessura de painel

Uma ficha técnica norte-americana indica um painel de 3/4" de espessura. Quanto é em milímetros, e que painel europeu lhe está mais próximo?

1. 3/4 = 0,75 in.
2. 0,75 × 25,4 = 19,05 mm.
3. O painel europeu mais próximo é o de 19 mm, com uma diferença de 0,05 mm, desprezável para um painel mas não para uma ferramenta.

Exemplo resolvido · de milímetros para polegadas

Um cliente britânico pede as medidas de uma porta com 720 mm × 450 mm em polegadas.

1. 720 ÷ 25,4 = 28,35 in (arredondado a duas casas).
2. 450 ÷ 25,4 = 17,72 in.
3. Para evitar dúvidas, entrega-se o valor em milímetros com o valor em polegadas entre parênteses: 720 mm (28,35 in).

4. Unidades de ângulo e medidas angulares

Na oficina, os ângulos medem-se em graus sexagesimais: uma volta completa tem 360°, um grau tem 60 minutos (60') e um minuto tem 60 segundos (60"). O radiano é a unidade SI; uma volta completa tem 2π rad, logo 180° = π rad.

Converter graus, minutos e segundos

• De graus e minutos para graus decimais: dividir os minutos por 60 e somar. 34°35' = 34 + 35/60 = 34,583°.
• De graus decimais para graus e minutos: multiplicar a parte decimal por 60. 22,5° = 22° + 0,5 × 60' = 22°30'.
• De graus para radianos: multiplicar por π e dividir por 180. 90° = π/2 ≈ 1,571 rad.

Exemplo resolvido · ângulo de uma moldura de oito lados

Uma moldura octogonal tem 8 cantos iguais. Que ângulo de corte leva cada peça?

1. Num polígono regular de 8 lados, cada canto roda 360° ÷ 8 = 45° em relação ao anterior.
2. Esse ângulo reparte-se pelas duas peças que formam o canto: 45° ÷ 2 = 22,5° de corte em cada topo, medido em relação ao corte a direito.
3. Em graus e minutos: 22,5° = 22°30'. Numa moldura retangular (4 cantos), a mesma conta dá 360° ÷ 4 ÷ 2 = 45°, a conhecida meia-esquadria.

5. Vocabulário da metrologia: resolução, exatidão e precisão

A metrologia é a ciência da medição. O seu vocabulário está reunido no VIM (Vocabulário Internacional de Metrologia), publicado em português pelo Instituto Português da Qualidade (IPQ). Quatro palavras confundem-se com frequência e convém separá-las bem.

Três ideias importantes:

1. Resolução não é exatidão. Um paquímetro digital mostra centésimas de milímetro, mas o erro máximo que o fabricante garante é normalmente maior do que 0,01 mm. Ver muitos algarismos no visor não quer dizer que todos sejam verdadeiros.
2. Precisão não é exatidão. Um instrumento pode dar sempre o mesmo valor (preciso) e estar sempre errado pela mesma quantidade (inexato), por exemplo um paquímetro com o zero desviado.
3. Todo o resultado de medição tem uma dúvida associada, a incerteza de medição. Não se elimina; reduz-se e tem-se em conta na decisão.

A imagem clássica é a do alvo. Tiros juntos mas longe do centro: preciso e pouco exato. Tiros espalhados à volta do centro: exato em média, mas pouco preciso. Tiros juntos no centro: exato e preciso, o que se quer de um processo de medição.

Calibração, verificação e rastreabilidade

• Calibrar é comparar o instrumento com um padrão de valor conhecido e registar os desvios encontrados, num certificado de calibração.
• Verificar é confirmar, na oficina, que o instrumento continua a cumprir os requisitos (por exemplo, fechar o paquímetro e ver o zero, ou medir um bloco padrão).
• Rastreabilidade é a cadeia ininterrupta de calibrações que liga o instrumento da oficina aos padrões nacionais e internacionais do metro. Em Portugal, o IPQ é a instituição nacional de metrologia, e os laboratórios de calibração acreditados pelo IPAC (Instituto Português de Acreditação) garantem essa ligação.

Exemplo resolvido · preciso ou exato?

Um técnico mede cinco vezes um bloco padrão de 25,000 mm com um paquímetro e obtém: 25,04; 25,05; 25,04; 25,03; 25,04 mm.

1. Média: (25,04 + 25,05 + 25,04 + 25,03 + 25,04) ÷ 5 = 125,20 ÷ 5 = 25,04 mm.
2. Dispersão (amplitude): máximo menos mínimo = 25,05 - 25,03 = 0,02 mm. As leituras estão muito juntas: o instrumento é preciso (repetível).
3. Desvio da média em relação ao valor verdadeiro: 25,04 - 25,000 = +0,04 mm. O instrumento não é exato: mede sistematicamente 0,04 mm a mais.
4. Decisão: é um erro sistemático. Verifica-se o zero; se o desvio persistir, o instrumento vai a calibração ou, enquanto isso, aplica-se a correção de -0,04 mm e regista-se.

6. Classe de precisão de um aparelho de medição

A classe de precisão (o VIM chama-lhe classe de exatidão) agrupa os instrumentos do mesmo tipo pelo erro máximo admissível (EMA) que podem ter. Quanto mais exigente a classe, menor o erro permitido, mais caro o instrumento e mais cuidado exige. A classe vem marcada no instrumento ou no certificado, e é definida por uma norma ou por uma diretiva.

Exemplo real: as classes das fitas métricas

As fitas métricas e réguas vendidas na União Europeia para medições com efeitos legais seguem a Diretiva 2014/32/UE (instrumentos de medição, anexo das medidas materializadas de comprimento), que define três classes. O erro máximo admissível, em milímetros, é ±(a + b × L), em que L é o comprimento medido arredondado para o metro inteiro seguinte:

A classe vem gravada na própria fita (um "I" ou um "II" num pequeno oval, junto à marcação do fabricante). Numa oficina de mobiliário, uma fita de classe I é claramente preferível a uma de classe II para cotas de fabrico.

Outros exemplos de classes

Categorizar os aparelhos da oficina

Na prática, os aparelhos de medição de uma oficina de mobiliário organizam-se em patamares de precisão:

7. Selecionar a precisão requerida para cada medida

Escolher um instrumento é escolher a precisão certa para a medida que se quer controlar: nem menos (a decisão fica sem fundamento), nem muito mais (perde-se tempo e dinheiro).

A regra prática de 1 para 10

A regra prática mais usada diz que o instrumento deve conseguir medir com uma resolução, e um erro, cerca de dez vezes menores do que o intervalo de tolerância da cota. O intervalo de tolerância (IT) é a diferença entre a medida máxima e a medida mínima admitidas; numa cota de ±0,5 mm, o IT é de 1,0 mm.

1. Calcular o IT: máximo menos mínimo.
2. Dividir por 10: é a resolução desejável do instrumento.
3. Escolher o instrumento com essa resolução ou melhor, e confirmar no manual que o seu erro máximo admissível também é compatível.

Quando não há instrumento com essa relação, muitas oficinas aceitam uma relação menor, de 1 para 5 ou mesmo de 1 para 4, mas essa é uma decisão consciente, que se regista, e não um descuido.

Exemplo resolvido · escolher o instrumento para um furo de cavilha

O desenho pede furos de cavilha de 8 mm com tolerância de +0,10 / 0 mm. Que instrumento se usa?

1. Medida máxima: 8,10 mm; mínima: 8,00 mm. IT = 8,10 - 8,00 = 0,10 mm.
2. 1/10 do IT = 0,01 mm.
3. Um paquímetro de 1/50 (0,02 mm) fica numa relação de 1 para 5: serve para uma triagem rápida, mas não para decidir casos no limite.
4. Para decidir com rigor, usa-se um instrumento de interiores com 0,01 mm (micrómetro de interiores de três contactos, ou um calibre de tampão passa/não passa preparado para essa cota).

Usar sempre o instrumento mais preciso disponível não é boa prática: um micrómetro não mede uma lateral de 2 m, e um paquímetro não se usa para confirmar o comprimento de uma tábua de 3 m. A escolha certa cruza a tolerância da peça com a resolução e o erro do instrumento.

8. Tolerâncias dimensionais em mobiliário e carpintaria

Nenhuma peça sai com a medida exatamente igual à do desenho. A tolerância define quanto a medida real se pode afastar da medida nominal para a peça continuar a cumprir a sua função.

Os termos

A tolerância é sempre um valor positivo; os afastamentos têm sinal. Uma tolerância pode ser:

• Simétrica: 500 ± 0,5 mm (afastamentos +0,5 e -0,5; limites 499,5 e 500,5 mm; tolerância 1,0 mm).
• Assimétrica: 8 +0,1 / 0 mm (o furo pode ficar maior, nunca menor).
• Unilateral negativa: 400 0 / -1 mm (a peça pode ficar mais curta, nunca mais comprida, por exemplo para caber num vão).

Uma peça é conforme quando a medida real está dentro dos limites, inclusive. Fora deles é não conforme e segue o circuito definido pela oficina: reajuste (se ainda há material a tirar), derrogação aprovada, reclassificação ou rejeição.

Tolerâncias gerais

Nem todas as cotas de um desenho têm tolerância escrita ao lado. As que não têm seguem uma tolerância geral, indicada na legenda do desenho ou na ficha de fabrico. Uma referência muito usada em desenho técnico é a norma ISO 2768-1, que define classes de tolerância geral para cotas lineares: f (fina), m (média), c (grosseira) e v (muito grosseira). Alguns valores da tabela:

A ISO 2768 nasceu para peças maquinadas em metal; aparece em desenhos de mobiliário quando o projetista a indica, mas não é obrigatória no setor. Muitas empresas de mobiliário definem as suas próprias tolerâncias gerais na ficha de fabrico. O que vale é sempre o que está no desenho ou na ficha; nunca se inventa nem se assume uma tolerância por hábito.

Ordens de grandeza em mobiliário (regra prática, não norma)

Os valores seguintes são indicativos, para ganhar sensibilidade; em cada trabalho mandam o desenho e a ficha de fabrico.

Ajustes: folga e aperto

Quando duas peças encaixam (uma cavilha num furo, uma respiga numa mecha, uma corrediça no seu rebaixo), interessa a relação entre as duas tolerâncias:

• Folga: a peça interior é sempre menor do que o furo. Folga máxima = furo máximo - veio mínimo; folga mínima = furo mínimo - veio máximo.
• Aperto: a peça interior é maior do que o furo e entra forçada.
• Incerto: conforme as peças reais, pode haver folga ou aperto.

Exemplo resolvido · validar uma prateleira

O desenho pede uma prateleira de 800 mm ± 1 mm. A medição dá 799,4 mm. A peça está conforme?

1. Medida mínima: 800 - 1 = 799 mm; medida máxima: 800 + 1 = 801 mm.
2. 799,4 mm está entre 799 mm e 801 mm.
3. Conclusão: peça conforme. Regista-se o valor medido, 799,4 mm, e não só "OK".

Se a peça desse 798,8 mm, estaria 0,2 mm abaixo do mínimo: não conforme. Como falta material, não há reajuste possível no comprimento: a peça é rejeitada ou reclassificada para outro uso mais curto.

Exemplo resolvido · tolerância assimétrica e ajuste de uma cavilha (valores didáticos)

A ficha de fabrico indica: furo 8 +0,10 / 0 mm; cavilha 8 -0,05 / -0,15 mm. Calcula as folgas.

1. Furo: mínimo 8,00 mm; máximo 8,10 mm.
2. Cavilha: máximo 8 - 0,05 = 7,95 mm; mínimo 8 - 0,15 = 7,85 mm.
3. Folga mínima = furo mínimo - cavilha máxima = 8,00 - 7,95 = 0,05 mm.
4. Folga máxima = furo máximo - cavilha mínima = 8,10 - 7,85 = 0,25 mm.
5. É um ajuste com folga em qualquer combinação de peças conformes. A cola preenche a folga; se a folga fosse grande demais, a ligação ficava fraca.

A madeira mexe: humidade e medição

A madeira é higroscópica: ganha e perde água conforme a humidade do ar, e incha ou retrai. A retração é diferente nas três direções: é desprezável no sentido do fio (longitudinal), e a tangencial é cerca do dobro da radial. Por isso:

• uma tábua maciça medida logo após chegar de um armazém húmido pode estar fora de cota uma semana depois;
• mede-se a madeira maciça depois de aclimatizada na oficina, e regista-se o teor de água quando a cota é crítica;
• os derivados (aglomerado, MDF, contraplacado) são muito mais estáveis no plano, mas a espessura também varia com a humidade.

O teor de água da madeira calcula-se em base seca: (massa húmida - massa anidra) ÷ massa anidra × 100. Para mobiliário de interior usa-se habitualmente madeira na ordem dos 8 a 12 %. Na oficina mede-se com um higrómetro de madeira (medidor de humidade de contacto ou de pinos).

Exemplo: uma amostra pesa 560 g e, depois de seca em estufa até massa constante, 500 g. Teor de água = (560 - 500) ÷ 500 × 100 = 12 %.

9. Tolerâncias geométricas e o seu controlo

As tolerâncias geométricas limitam a forma, a orientação e a posição dos elementos de uma peça. A norma de referência para a sua indicação em desenho é a ISO 1101. Em mobiliário e carpintaria, as que mais interessam são:

A régua de fio e o apalpa-folgas

A régua de fio (régua de controlo) encosta-se à face ou à aresta; olhando contra a luz, vê-se se passa claridade. O apalpa-folgas (conjunto de lâminas de espessura conhecida) mede a folga: se a lâmina de 0,3 mm entra e a de 0,4 mm não, a falta de retitude ou de planeza nesse ponto está entre 0,3 e 0,4 mm.

O método das diagonais

Num retângulo perfeito, as duas diagonais são iguais. Se uma porta, um aro ou uma caixa estiverem fora de esquadria, uma diagonal fica maior do que a outra. É o método mais rápido para peças grandes, onde um esquadro é pequeno demais. Mede-se de canto a canto com fita métrica (de preferência de classe I) e compara-se a diferença com o limite da ficha de fabrico.

Exemplo resolvido · esquadria de uma porta pelas diagonais

Uma porta de armário tem 450 mm × 700 mm. A ficha de fabrico admite, como regra da oficina, uma diferença de diagonais até 1,0 mm. As diagonais medidas são 832,0 mm e 833,6 mm.

1. Diagonal teórica (teorema de Pitágoras): √(450² + 700²) = √(202 500 + 490 000) = √692 500 ≈ 832,2 mm.
2. Diferença entre as diagonais medidas: 833,6 - 832,0 = 1,6 mm.
3. 1,6 mm é maior do que o limite de 1,0 mm: a porta está fora de esquadria, mesmo que a largura e a altura estejam dentro da tolerância.
4. Decisão: não conforme; segue para reajuste geométrico, se o material o permitir.

10. Fita métrica e escala

Os instrumentos de leitura direta dão o valor sem cálculo intermédio. São o primeiro contacto com a peça.

Fita métrica

A fita métrica de aço, enrolada numa caixa, mede comprimentos longos com resolução de 1 mm (algumas têm traços de meio milímetro no início). Pormenores que fazem diferença:

• Classe: verificar a classe gravada (I, II ou III); ver o capítulo 6.
• Gancho móvel: o gancho da ponta tem uma pequena folga de propósito, igual à sua espessura. Ao puxar (medição exterior, gancho preso na aresta) o gancho avança; ao empurrar contra uma parede (medição interior) recua. Assim o zero fica certo nos dois casos. Um gancho dobrado ou com a folga alterada estraga todas as medições.
• Leitura: fita esticada, a direito e encostada à peça, sem curvas nem torções. Ler de frente para o traço.
• Medir a partir de outro traço: quando o gancho está gasto, pode medir-se a partir do traço dos 100 mm e subtrair 100 mm no fim. É um truque útil, mas é fácil esquecer a subtração; registar sempre como se mediu.

Escala (régua graduada)

A escala de aço (régua rígida graduada) mede comprimentos curtos na bancada, com resolução de 1 mm ou 0,5 mm. É mais estável do que a fita, não tem gancho e serve também de régua de fio se tiver a aresta retificada. Para ler bem, encosta-se a escala de cutelo (com os traços junto à peça), o que reduz o erro de paralaxe.

Exemplo resolvido · medição interior com fita métrica

Um técnico mede a largura interior de um vão de nicho encostando a caixa da fita a um lado. A caixa tem, gravado, "+75 mm". A fita marca 525 mm na saída da caixa.

1. Nas medições interiores com a caixa encostada, a leitura na saída da caixa não inclui o comprimento da própria caixa.
2. Largura = 525 + 75 = 600 mm.
3. Para confirmar, mede-se de novo com uma escala de aço ou com duas réguas sobrepostas. Nunca se "estima" a medida da caixa: usa-se o valor gravado pelo fabricante.

11. Esquadro, suta e transferidor

Três instrumentos angulares que se confundem com frequência, mas que fazem coisas diferentes.

Verificar esquadria com o esquadro

1. Encostar a coronha (a parte grossa) do esquadro à face ou aresta de referência.
2. Deslizar a lâmina até tocar a outra face.
3. Olhar contra a luz: se passa luz num dos extremos da lâmina ("abre luz"), o ângulo não é de 90°. O apalpa-folgas diz quanto.
4. Verificar o próprio esquadro de vez em quando: traça-se uma linha, vira-se o esquadro ao contrário e traça-se outra a partir do mesmo ponto; se as linhas não coincidem, o esquadro está fora de esquadria.

Usar a suta

A suta serve quando é preciso reproduzir um ângulo que não se conhece em graus, por exemplo o ângulo de uma parede para ajustar um rodapé ou um tampo. Abre-se a suta, encosta-se ao ângulo existente, aperta-se a porca e transporta-se para a peça ou para a esquadria da serra. Para saber o valor, encosta-se a suta a um transferidor.

Ler o transferidor

Alinha-se o centro do transferidor com o vértice do ângulo e a linha do zero com um dos lados; lê-se onde o segundo lado cruza a escala. Atenção às duas escalas (uma em cada sentido): lê-se na escala que começa no zero do lado usado. Um ângulo de 35° lido na escala errada dá 145°.

12. Nónios retilíneos e circulares

O nónio (também chamado vernier) é uma escala auxiliar, deslizante, que permite ler frações da menor divisão da escala principal.

O princípio

No nónio mais simples, 10 divisões do nónio ocupam 9 mm da escala principal. Cada divisão do nónio mede 0,9 mm, ou seja, 0,1 mm menos do que uma divisão da escala principal. Quando o zero do nónio avança 0,1 mm, é o 1.º traço do nónio que coincide; quando avança 0,3 mm, é o 3.º; e assim por diante.

A resolução do nónio é: divisão da escala principal ÷ número de divisões do nónio.

Os nónios "alongados" (19 ou 39 mm) têm a mesma resolução, mas os traços ficam mais afastados e são mais fáceis de ler.

Método de leitura do nónio retilíneo

1. Ler na escala principal o último traço antes do zero do nónio: é o valor inteiro, em milímetros.
2. Procurar no nónio o traço que coincide exatamente com um traço qualquer da escala principal.
3. Multiplicar o número desse traço pela resolução do nónio: é a fração.
4. Leitura = valor inteiro + fração.

Nos nónios de 1/20 e 1/50, os traços do nónio vêm numerados com o valor já em décimas ou centésimas (por exemplo, o traço numerado "3" num nónio de 1/50 é o 15.º traço e vale 0,30 mm). Lê-se o número gravado e os traços pequenos que se seguem.

Exemplo resolvido · nónio de 1/50

A escala principal marca 23 mm antes do zero do nónio, e o 4.º traço do nónio de 0,02 mm coincide com um traço da escala principal.

1. Valor inteiro: 23 mm.
2. Fração: 4 × 0,02 = 0,08 mm.
3. Leitura: 23 + 0,08 = 23,08 mm.

Exemplo resolvido · nónio de 1/20

A escala principal marca 14 mm e coincide o 6.º traço de um nónio de 0,05 mm.

1. Fração: 6 × 0,05 = 0,30 mm.
2. Leitura: 14 + 0,30 = 14,30 mm.

O nónio circular

O nónio circular aplica o mesmo princípio a uma escala em arco. No goniómetro (transferidor universal) habitual, o nónio tem 12 divisões que ocupam 23° da escala principal. Cada divisão do nónio vale 23° ÷ 12 = 1°55', ou seja, 5' menos do que duas divisões da escala principal (2°). A resolução é, portanto, de 5 minutos.

Leitura: graus inteiros na escala principal antes do zero do nónio + (número do traço coincidente × 5'). O nónio lê-se no mesmo sentido em que cresce a escala principal.

Exemplo resolvido · goniómetro com nónio de 5'

A escala principal mostra 34° antes do zero do nónio e coincide o 7.º traço do nónio.

1. Fração: 7 × 5' = 35'.
2. Leitura: 34°35'.
3. Em graus decimais: 34 + 35 ÷ 60 = 34,58° (arredondado).

Os nónios circulares aparecem também nas escalas de inclinação de algumas máquinas e nos tambores de ajuste de acessórios. O erro mais comum é esquecer o valor inteiro, ou ler o nónio no sentido contrário ao da escala principal.

13. O paquímetro

O paquímetro é o instrumento de precisão mais usado na oficina de mobiliário. Mede, com a mesma peça de instrumento:

• exteriores, com os bicos (espessuras, larguras, diâmetros de hastes);
• interiores, com as orelhas (diâmetros de furos, larguras de ranhuras);
• profundidades, com a haste de profundidade (rebaixos, furos cegos);
• ressaltos, encostando o topo do cursor e o topo da régua (altura de um degrau ou de um rebaixo).

Partes do paquímetro

Tipos

Técnica de medição

1. Limpar os bicos e a peça (serrim, pó e cola seca falseiam a leitura).
2. Verificar o zero: bicos fechados, sem luz entre eles, a leitura deve ser 0,00 mm.
3. Medir o mais perto possível da base dos bicos, com os bicos perpendiculares à peça.
4. Encostar com força ligeira e constante, sempre a mesma. Em madeira, sobretudo nas espécies macias e nas arestas de aglomerado, apertar demais esmaga as fibras e dá uma leitura menor do que a real.
5. Ler de frente (sem paralaxe), ou fixar o cursor com a trava e ler fora da peça.
6. Repetir em mais de um ponto: uma espessura de painel mede-se em vários pontos, porque varia.

O princípio de Abbe

A escala do paquímetro está ao lado da linha de medição, e não no seu prolongamento. Se o cursor tiver folga ou se se apertar demais, os bicos inclinam e a leitura falseia; o erro é tanto maior quanto mais longe da escala estiver o ponto de contacto. É por isso que se mede junto à base dos bicos. O micrómetro, que tem a escala no prolongamento do eixo de medição, respeita este princípio e é, por natureza, mais exato.

Exemplo resolvido · espessura de um painel

Um painel de aglomerado melamínico com espessura nominal de 18 mm e tolerância de ±0,3 mm é medido com paquímetro de 1/20 em três pontos.

1. Zero verificado: 0,00 mm.
2. Ponto 1: escala principal 18 mm, coincide o traço 1 do nónio: 18 + 1 × 0,05 = 18,05 mm.
3. Ponto 2: 18 mm + traço 2: 18,10 mm. Ponto 3: 17 mm + traço 19: 17 + 19 × 0,05 = 17,95 mm.
4. Limites: 17,7 mm a 18,3 mm. Os três valores estão dentro: conforme. Regista-se: 18,05 / 18,10 / 17,95 mm.

Exemplo resolvido · corrigir um desvio de zero

Com os bicos fechados, um paquímetro de 1/50 marca +0,02 mm. Mede-se depois uma peça: escala principal 9 mm, coincide o traço 15 do nónio.

1. Leitura bruta: 9 + 15 × 0,02 = 9 + 0,30 = 9,30 mm.
2. O desvio de zero de +0,02 mm soma-se a todas as leituras: é um erro sistemático.
3. Leitura corrigida: 9,30 - 0,02 = 9,28 mm.
4. O instrumento deve ser limpo e reverificado; se o desvio persistir, vai a ajuste ou calibração.

14. O micrómetro

O micrómetro mede exteriores com resolução típica de 0,01 mm (há modelos de 0,001 mm). Baseia-se num parafuso micrométrico de passo rigoroso, normalmente 0,5 mm: cada volta completa do tambor avança o fuso 0,5 mm.

Partes

Cada micrómetro cobre uma gama de 25 mm: 0 a 25, 25 a 50, 50 a 75 mm, e assim sucessivamente. Um micrómetro de 25 a 50 mm não mede uma haste de 20 mm.

Método de leitura

1. Ler na bainha os milímetros inteiros visíveis.
2. Ver se, depois do último milímetro, já está visível o traço de meio milímetro; se estiver, somar 0,5 mm.
3. Ler no tambor a divisão alinhada com a linha de referência e multiplicar por 0,01 mm.
4. Somar tudo.

Exemplo resolvido · diâmetro de uma broca

1. Bainha: 7 mm inteiros e o traço de meio milímetro visível: 7,5 mm.
2. Tambor: divisão 32 alinhada: 32 × 0,01 = 0,32 mm.
3. Leitura: 7,5 + 0,32 = 7,82 mm.

Exemplo resolvido · a armadilha do meio milímetro

Na bainha vê-se o traço dos 12 mm e, logo a seguir, o traço do meio milímetro; o tambor marca 47.

1. Bainha: 12 + 0,5 = 12,5 mm.
2. Tambor: 47 × 0,01 = 0,47 mm.
3. Leitura: 12,5 + 0,47 = 12,97 mm. Quem esquece o meio milímetro regista 12,47 mm e erra 0,5 mm.

Técnica

• Verificar o zero antes da série: no micrómetro de 0 a 25 mm, fechar pelo tambor até perto e depois pela catraca até ela patinar (dois ou três estalidos); deve ler 0,00 mm. Nos de gama superior, verifica-se com a barra padrão que vem na caixa.
• Aproximar pelo tambor, mas fechar sempre pela catraca. Fechar só pelo tambor aplica uma força diferente de cada vez e dá leituras inconsistentes.
• Segurar o arco pelas placas isolantes ou montá-lo num suporte; o calor da mão falseia medições finas.
• Para interiores existem micrómetros de interiores, incluindo os de três contactos para furos; para profundidades existem micrómetros de profundidade; o princípio de leitura é o mesmo.

15. Comparador e graminho

O comparador

O comparador (relógio comparador) é um instrumento de medição diferencial: não dá a medida absoluta da peça, dá a diferença em relação a uma referência acertada a zero. Um apalpador desloca-se e um ponteiro mostra esse deslocamento num mostrador, normalmente com 0,01 mm por divisão (há comparadores de 0,001 mm). Um contador pequeno regista as voltas completas do ponteiro.

Usa-se sempre montado num suporte (base magnética, suporte de mármore, ou fixação na máquina), com o apalpador perpendicular à superfície e com uma pequena pré-carga (o apalpador já ligeiramente empurrado quando se acerta o zero, para ler desvios nos dois sentidos).

Aplicações típicas:

• Batimento (excentricidade) de uma ferramenta ou de uma haste a rodar devagar;
• Paralelismo e planeza de uma peça pequena sobre o mármore;
• comparação de uma série de peças com uma peça padrão;
• alinhamento de guias, esquadros e mesas de máquinas.

Leitura do batimento: roda-se a peça uma volta completa e regista-se a leitura máxima e a mínima. Batimento = leitura máxima - leitura mínima (o intervalo total percorrido pelo ponteiro).

Exemplo resolvido · batimento de uma fresa

Uma fresa suspeita de ter a haste empenada é montada num suporte em V sobre o mármore (ou no pré-regulador) e o comparador toca a haste e, depois, o corpo da fresa. Ao rodar devagar à mão, o ponteiro varia entre -0,02 mm e +0,03 mm no corpo.

1. Batimento = +0,03 - (-0,02) = 0,05 mm.
2. Compara-se com o limite dado pelo fabricante da ferramenta ou pela ficha da oficina (por exemplo, se a oficina admite 0,02 mm, esta fresa está fora).
3. Se a haste não tem batimento e o corpo tem, a fresa está deformada ou mal afiada; se a haste também tem, pode estar empenada. Em qualquer dos casos não se monta: vai a reafiar, a verificar pelo fornecedor, ou é substituída.
4. Com a fresa montada no porta-ferramentas, a mesma verificação mostra também os defeitos da pinça ou do cone; por isso compara-se sempre a ferramenta sozinha com o conjunto montado.

O graminho

O referencial desta UC inclui o graminho na aparelhagem de medição. A palavra tem dois usos na oficina:

• Graminho de altura (traçador de alturas): uma coluna vertical sobre uma base pesada, com um cursor graduado (de nónio ou digital) e uma ponta de traçar ou de medir. Apoiado no mármore, mede alturas e traça linhas paralelas à base. Serve, por exemplo, para medir a saliência de uma ferramenta ou de um apalpador em relação a uma face de referência, ou a altura de um rebaixo.
• Graminho de marceneiro: uma haste com uma ponta de traçar e um cursor que encosta à aresta da peça; risca linhas paralelas a essa aresta (por exemplo, para marcar a espessura de uma respiga). Não mede com precisão, transporta uma distância.

Os dois exigem uma referência limpa e plana: o graminho de altura só é tão bom como o mármore em que assenta.

16. Aparelhos digitais para medição

Quase todos os instrumentos estudados existem em versão digital: paquímetro, micrómetro, comparador, graminho de altura, goniómetro. Há ainda aparelhos que só existem em versão eletrónica:

Analógico ou digital?

Cuidados

• Resolução do visor não é exatidão: confirmar no manual o erro máximo admissível.
• Pilha fraca dá leituras instáveis ou o visor apaga-se; trocar ao primeiro sinal.
• Ver sempre a unidade no visor (mm ou in) antes de ler: um paquímetro esquecido em polegadas mostra cerca de "0.709" para um painel de 18 mm (18 ÷ 25,4 ≈ 0,709 in).
• A função zero permite medir diferenças (acerta-se o zero numa peça padrão e lê-se o desvio das outras), mas se o zero for acertado com os bicos sujos, todas as leituras ficam erradas.
• Um instrumento digital também vai a calibração, tal como um analógico.
• Uma leitura "estranha" confirma-se com uma segunda medição, nunca se aceita sem questionar.

17. Medir ferramentas de centros de trabalho CNC

Num centro de trabalho CNC para mobiliário (fresagem, furação e corte de painéis e de madeira maciça), o comando precisa de conhecer, para cada ferramenta, pelo menos o diâmetro (ou o raio) e o comprimento. Esses valores ficam guardados na tabela de ferramentas (corretores). Se estiverem errados, a máquina corta errado com toda a exatidão.

O que se mede numa ferramenta

Todas as ferramentas para madeira trazem gravada a rotação máxima admissível (n max), exigência da norma europeia de segurança para ferramentas de madeira (EN 847-1). Ao medir, confirma-se também que a marcação está legível e que a rotação programada não a ultrapassa.

Os paquímetros de relógio e digitais

São os instrumentos de uso corrente para diâmetros de brocas, hastes e fresas de duas arestas (ou de número par de arestas), medindo sobre arestas opostas. Pontos de atenção:

• Medir sobre as arestas de corte, não sobre as costas das navalhas, que estão mais para dentro.
• As arestas de metal duro são frágeis: encostar com cuidado, sem arrastar os bicos pela aresta.
• Numa fresa helicoidal, as arestas opostas não estão à mesma altura; procura-se a posição em que a leitura é máxima.

Os instrumentos de 3 e 5 contactos

O referencial menciona "paquímetros de 3 e 5 contactos". A razão de existirem é geométrica: numa ferramenta com número ímpar de arestas (3 ou 5), não há duas arestas diametralmente opostas. Um instrumento de dois contactos, como um paquímetro normal, encosta a uma aresta de um lado e a um ponto entre arestas do outro, e lê menos do que o diâmetro real.

A solução são os instrumentos em que a ferramenta assenta num apoio em V com o ângulo próprio para 3 ou para 5 arestas, e o fuso ou cursor toca a terceira aresta: são os micrómetros de bigorna em V e instrumentos equivalentes para ferramentas de 3 e de 5 cortes. Na mesma família há os micrómetros de interiores de três contactos, que se centram sozinhos dentro de um furo e medem diâmetros interiores com mais fiabilidade do que as orelhas do paquímetro. Em cada caso, o modo de leitura e o ângulo do V são os do manual do fabricante.

O pré-regulador de ferramentas (presetter)

O pré-regulador é um banco de medição, fora da máquina, onde a ferramenta é montada no seu porta-ferramentas (por exemplo, em cone HSK, frequente nos centros de mobiliário) e medida por um sistema ótico (câmara ou projetor). Mede o diâmetro ou raio e o comprimento em relação à referência do cone, mostra o perfil ampliado das arestas e deteta desgaste e lascas. Os valores passam para a tabela de ferramentas do comando, à mão ou por ligação de dados.

Na própria máquina, muitos centros têm um apalpador de ferramentas ou um sistema laser: a ferramenta vem tocar no apalpador (ou atravessa o feixe) e o comando mede o comprimento, e às vezes o diâmetro, sem retirar a ferramenta. Estas medições fazem-se em ciclo automático, com as proteções fechadas; nunca se mede à mão uma ferramenta a rodar.

Exemplo resolvido · o efeito do diâmetro real de uma fresa

Uma fresa de Ø 12 mm foi afiada. Medida no pré-regulador, tem agora Ø 11,86 mm, mas na tabela do comando continua o valor 12,00 mm. A fresa contorna o exterior de uma peça de 600 mm de largura com compensação do raio.

1. O comando desvia a ferramenta 6,00 mm (o raio registado) para fora do contorno.
2. O raio real é 11,86 ÷ 2 = 5,93 mm. O corte fica 6,00 - 5,93 = 0,07 mm para fora do contorno, em cada lado.
3. A peça sai com 600 + 2 × 0,07 = 600,14 mm.
4. Num interior (caixa, rasgo) aconteceria o contrário: o vazio ficava 0,14 mm mais pequeno.
5. Correção: registar 11,86 mm na tabela de ferramentas e medir a primeira peça.

Exemplo resolvido · o efeito do comprimento de uma broca

Uma broca foi trocada e o comprimento registado no comando ficou 0,3 mm maior do que o real. O programa faz furos cegos de 12 mm de profundidade para cavilhas.

1. O comando julga que a ponta está 0,3 mm mais abaixo do que realmente está.
2. Ao descer até à profundidade programada, a ponta real fica 0,3 mm acima do previsto.
3. Os furos saem com 12 - 0,3 = 11,7 mm de profundidade.
4. Se o erro fosse no sentido contrário (comprimento registado menor do que o real), os furos sairiam mais fundos, com risco de furar a face à vista do painel.

Exemplo resolvido · medir uma fresa de 3 cortes com paquímetro normal

Um técnico mede com um paquímetro normal uma fresa de 3 cortes que o catálogo dá como Ø 10 mm, procura a leitura máxima e lê 8,66 mm. Conclui que a fresa está gasta 1,34 mm.

1. Com 3 arestas igualmente espaçadas, não há duas arestas opostas: os bicos tocam duas arestas que distam 120° entre si, e essa distância é só cerca de 0,87 do diâmetro (√3 ÷ 2 × 10 ≈ 8,66 mm). A leitura é menor do que o diâmetro, mesmo numa fresa nova.
2. A conclusão do técnico não tem fundamento: o erro está no método, não na ferramenta.
3. Mede-se de novo com um instrumento de 3 contactos (apoio em V) ou no pré-regulador, e só então se decide.

18. Erros de medida e de medição

No VIM, o termo formal é erro de medição: a diferença entre o valor medido e o valor de referência (o "verdadeiro"). O referencial desta UC pede que se diferenciem erros de medida de erros de medição, e é útil fazê-lo assim, como convenção de trabalho:

• Erro de medida: o erro que o resultado já traz por causa do próprio instrumento: resolução insuficiente, desgaste dos bicos, zero desviado, instrumento descalibrado, classe inadequada. Existe mesmo que o operador faça tudo bem.
• Erro de medição: o erro introduzido pelo processo de medir: operador (paralaxe, força, posição), método (instrumento de dois contactos numa ferramenta de três cortes, medir fora do sítio indicado), ambiente (temperatura, humidade, luz) e a própria peça (sujidade, rebarbas, empeno).

Sistemáticos, aleatórios e grosseiros

Os erros também se classificam pelo comportamento:

Fontes de erro a conhecer

• Paralaxe: ler a escala de lado desloca aparentemente o traço. Lê-se com o olho na perpendicular ao traço.
• Força de medição: demasiada força esmaga a madeira e flete o instrumento; pouca força deixa folga. A catraca do micrómetro resolve; no paquímetro, depende do treino.
• Temperatura: o aço dilata cerca de 11 a 12 milésimos de milímetro por metro e por grau. Uma régua de aço de 1000 mm a 30 °C está cerca de 1000 × 0,0000115 × 10 ≈ 0,12 mm mais comprida do que a 20 °C. Numa lateral de armário não pesa; num padrão ou numa ferramenta, pesa. Instrumento e peça devem estar à mesma temperatura.
• Humidade da madeira: ver o capítulo 8. É, em mobiliário, uma causa de variação dimensional muito maior do que a temperatura.
• Posição e alinhamento: bicos inclinados (princípio de Abbe), fita em diagonal, comparador não perpendicular.
• Sujidade e rebarbas: serrim, cola, fios de orla soltos.
• Método desadequado: por exemplo, medir o diâmetro de uma ferramenta de 3 cortes com um paquímetro normal (capítulo 17).

Exemplo resolvido · repetir e fazer a média

A espessura de uma peça é medida cinco vezes no mesmo ponto: 18,04; 18,06; 18,02; 18,05; 18,03 mm.

1. Soma: 18,04 + 18,06 + 18,02 + 18,05 + 18,03 = 90,20 mm.
2. Média: 90,20 ÷ 5 = 18,04 mm.
3. Amplitude: 18,06 - 18,02 = 0,04 mm. É a dispersão devida aos erros aleatórios.
4. Regista-se a média, 18,04 mm. Se a amplitude fosse grande em comparação com a tolerância (por exemplo 0,3 mm numa tolerância de ±0,2 mm), o processo de medição não serviria para decidir: seria preciso rever o instrumento e o método.

Exemplo resolvido · dois técnicos, dois valores

Dois técnicos medem a mesma peça com o mesmo paquímetro: um lê 18,10 mm, o outro 17,96 mm.

1. O instrumento é o mesmo, logo o seu erro de medida afeta os dois da mesma maneira.
2. A diferença (0,14 mm) vem, muito provavelmente, do processo: ponto de medição diferente, força diferente, paralaxe, peça com espessura variável.
3. Decisão: combinam o ponto de medição (marcado na peça ou definido na ficha), limpam, repetem com a mesma técnica, e só então decidem.

19. Prevenir e minimizar os erros

As técnicas de prevenção são as mesmas para todos os instrumentos:

1. Escolher o instrumento certo para a tolerância (capítulo 7) e para a geometria (dois ou três contactos, interiores ou exteriores).
2. Verificar o zero antes de cada série, e verificar com um padrão (bloco padrão, barra padrão, peça de referência) quando a medida é crítica.
3. Limpar a peça e as faces de medição.
4. Aclimatizar: instrumento e peça à temperatura da oficina; madeira maciça estabilizada.
5. Ler de frente, com boa iluminação, sem pressa.
6. Usar força constante (catraca, fricção) e medir junto à base dos bicos.
7. Repetir as medições críticas e, se preciso, fazer a média; medir em vários pontos quando a cota pode variar.
8. Registar logo, com a unidade, e não de memória no fim do turno.
9. Calibrar os instrumentos segundo o plano da oficina, e retirar de uso os que falham a verificação.
10. Guardar os instrumentos na caixa, longe de choques, humidade e ímanes; não os usar como ferramenta (um paquímetro não é um riscador nem uma chave).

20. Procedimento de medição de componentes e peças

A medição de um componente segue sempre a mesma sequência, qualquer que seja o instrumento.

1. Consultar o desenho técnico e a ficha de fabrico: cotas, tolerâncias dimensionais e geométricas, pontos de medição.
2. Calcular os limites (máximo e mínimo) de cada cota a controlar.
3. Selecionar o instrumento adequado a cada cota (regra de 1 para 10).
4. Preparar: limpar, verificar o zero, confirmar a unidade, usar o EPI necessário.
5. Medir nos pontos definidos, repetir e registar cada valor.
6. Comparar com os limites e decidir: conforme, reajustar (se há material para tirar), não conforme.
7. Registar na ficha de controlo da qualidade: peça, cota, valor medido, instrumento, decisão, data, quem mediu.
8. Comunicar as não conformidades e, se o problema for de processo (ferramenta, programa, fixação), avisar o operador da máquina antes de continuar o lote.

Exemplo resolvido · controlo completo de uma porta de armário

Porta em MDF lacado: largura 450 ± 0,5 mm; altura 700 ± 0,5 mm; espessura 19 ± 0,3 mm; diferença de diagonais até 1,0 mm (regra da oficina); dois furos de dobradiça de Ø 35 mm com centro a 22,5 mm da aresta.

1. Instrumentos: largura e altura (IT 1,0 mm, 1/10 = 0,1 mm): paquímetro de grande curso. Espessura (IT 0,6 mm): paquímetro de 1/20. Diagonais: fita de classe I. Posição dos furos: paquímetro (haste de profundidade ou medição de ressalto a partir da aresta).
2. Medições: largura 449,7 mm; altura 700,2 mm; espessura 19,10 / 19,05 / 19,15 mm; diagonais 832,0 e 832,5 mm; centro dos furos a 22,4 e 22,6 mm.
3. Largura: limites 449,5 a 450,5 mm; 449,7 conforme. Altura: 699,5 a 700,5; 700,2 conforme. Espessura: 18,7 a 19,3; os três valores conformes.
4. Diagonais: diferença 832,5 - 832,0 = 0,5 mm, abaixo de 1,0 mm: esquadria conforme.
5. Furos: a tolerância de posição vem da ficha; com ±0,2 mm, os limites são 22,3 a 22,7 mm e os dois furos estão conformes.
6. Decisão final: porta conforme; tudo registado com os valores medidos.

Se, com as mesmas cotas, as diagonais tivessem dado 832,0 e 833,6 mm, a porta estaria não conforme na geometria, apesar de todas as cotas dimensionais estarem certas. É o exemplo clássico de que o controlo dimensional e o geométrico são independentes.

21. Segurança, saúde no trabalho e EPI

O controlo dimensional faz-se junto de máquinas, de ferramentas muito afiadas e de pó de madeira. Cumprir as normas de segurança e saúde é um dos dois critérios de desempenho desta UC.

Enquadramento

• A Lei n.º 102/2009 estabelece o regime jurídico da promoção da segurança e saúde no trabalho: o empregador avalia os riscos e organiza a prevenção; o trabalhador cumpre as instruções e usa os meios de proteção.
• O Decreto-Lei n.º 50/2005 fixa os requisitos mínimos de segurança na utilização de equipamentos de trabalho, incluindo as máquinas CNC.
• O Decreto-Lei n.º 348/93 trata da utilização dos equipamentos de proteção individual (EPI) no trabalho.
• O pó de madeira dura é um agente cancerígeno reconhecido. A Diretiva (UE) 2017/2398 fixou para ele um valor-limite de exposição de 2 mg/m³ (média de 8 horas), em vigor desde 18 de janeiro de 2023, depois de um período transitório com 3 mg/m³.

Riscos na medição de ferramentas e peças

A regra de ouro

Nunca se mede uma ferramenta montada e em rotação, nem uma peça ainda na mesa com a máquina em ciclo. A medição à mão faz-se com a máquina parada, segundo o procedimento do fabricante, ou com a ferramenta desmontada; as medições na máquina fazem-se pelos ciclos automáticos (apalpador, laser) com as proteções ativas.

Ergonomia e organização da bancada

Boa iluminação (sem a qual a paralaxe e os enganos aumentam), bancada limpa, instrumentos arrumados nas caixas, ferramentas separadas por estado (a medir, aptas, não aptas) com identificação clara. Uma bancada organizada é, ao mesmo tempo, mais segura e mais exata.

22. Normas da qualidade

O controlo dimensional só tem valor se estiver integrado num sistema da qualidade: instrumentos fiáveis, registos, decisões rastreáveis.

• A norma NP EN ISO 9001 (sistemas de gestão da qualidade) exige que a empresa garanta que os recursos de monitorização e medição são adequados e que, quando a rastreabilidade é necessária, os instrumentos são calibrados ou verificados a intervalos definidos, identificados com o seu estado e protegidos contra ajustes e danos que invalidem os resultados. Se um instrumento for encontrado fora de especificação, a empresa tem de avaliar se as medições anteriores ficaram comprometidas.
• A mesma norma exige que as saídas não conformes sejam identificadas e controladas, para não serem usadas ou entregues por engano.

Na prática da oficina

Exemplo de ficha de controlo (preenchida)

Erros comuns

• Misturar unidades (cm com mm) e errar uma casa decimal.
• Tratar o grau como unidade SI: é aceite para uso com o SI; a unidade SI de ângulo é o radiano.
• Confundir polegadas com milímetros, sobretudo em diâmetros de fresas, hastes e pinças.
• Confundir resolução com exatidão: muitos algarismos no visor não garantem uma medida certa.
• Usar o mesmo instrumento para tudo, sem olhar à tolerância.
• Confundir a suta com o esquadro: o esquadro verifica os 90°; a suta copia e transporta ângulos quaisquer.
• Não verificar o zero antes de uma série de medições.
• Forçar o fecho do paquímetro contra a madeira, o que dá leituras menores.
• Esquecer o meio milímetro na bainha do micrómetro, ou o valor inteiro no nónio.
• Medir uma ferramenta de 3 ou 5 cortes com um paquímetro normal e concluir que está gasta.
• Esquecer de atualizar a tabela de ferramentas depois de afiar ou trocar uma ferramenta.
• Medir madeira maciça acabada de chegar, sem aclimatizar.
• Registar "está bem" em vez do valor medido.
• Ignorar a geometria porque as cotas bateram certo.
• Medir com a máquina em ciclo ou com a ferramenta em rotação.
• Limpar pó com ar comprimido.

Glossário

• Afastamento (superior, inferior): diferença, com sinal, entre a medida limite e a medida nominal.
• Batimento: variação da leitura de um comparador durante uma volta de uma peça ou ferramenta em rotação lenta.
• Calibração: comparação de um instrumento com um padrão, com registo dos desvios num certificado.
• Classe de precisão (classe de exatidão): categoria de instrumentos do mesmo tipo com o mesmo erro máximo admissível.
• Comparador: instrumento diferencial que mostra, num mostrador, o desvio em relação a uma referência acertada a zero.
• Controlo dimensional: verificação de comprimentos, larguras, espessuras, diâmetros, profundidades e ângulos.
• Controlo geométrico: verificação da forma, orientação e posição (planeza, retitude, esquadria, paralelismo, posição).
• Erro de medida: nesta UC, o erro devido ao instrumento.
• Erro de medição: nesta UC, o erro devido ao processo de medir (operador, método, ambiente, peça); no VIM, designação geral de qualquer diferença entre valor medido e valor de referência.
• Erro máximo admissível (EMA): o maior erro que a norma ou o fabricante permite ao instrumento.
• Esquadro: instrumento que verifica e traça ângulos fixos, sobretudo de 90°.
• Exatidão: proximidade entre o valor medido e o valor verdadeiro.
• Goniómetro: transferidor com nónio circular, que lê ângulos até 5'.
• Graminho: de altura, mede e traça alturas sobre o mármore; de marceneiro, risca paralelas a uma aresta.
• Incerteza de medição: a dúvida associada a qualquer resultado de medição.
• Medida nominal: o valor indicado no desenho.
• Micrómetro: instrumento de parafuso micrométrico, com resolução típica de 0,01 mm; também a unidade µm (0,001 mm).
• Nónio (vernier): escala auxiliar que permite ler frações da divisão da escala principal.
• Paquímetro: instrumento de cursor para exteriores, interiores e profundidades.
• Paralaxe: erro de leitura por olhar a escala de lado.
• Pré-regulador (presetter): banco de medição ótica de ferramentas fora da máquina.
• Precisão (repetibilidade): proximidade entre medições repetidas nas mesmas condições.
• Rastreabilidade: ligação de um instrumento aos padrões nacionais por uma cadeia de calibrações.
• Resolução: a menor variação que um instrumento consegue mostrar.
• SI: Sistema Internacional de Unidades.
• Suta: esquadro de lâmina articulada que copia e transporta ângulos.
• Tolerância: diferença entre a medida máxima e a medida mínima admitidas.
• Transferidor: instrumento graduado para medir ângulos.

Síntese

O controlo dimensional e geométrico começa nas unidades: o SI, com o milímetro como unidade de trabalho e o radiano como unidade de ângulo (o grau é aceite para uso), e as unidades imperiais, com a polegada de 25,4 mm exatos e o pé de 304,8 mm. Continua no vocabulário da metrologia (resolução, exatidão, precisão, classe de precisão) e nas tolerâncias, dimensionais e geométricas, que vêm sempre do desenho ou da ficha de fabrico. A regra prática de 1 para 10 liga a tolerância ao instrumento. A aparelhagem vai da fita métrica e da escala, do esquadro, da suta e do transferidor, aos nónios retilíneos e circulares, ao paquímetro, ao micrómetro, ao comparador, ao graminho e aos aparelhos digitais. As ferramentas CNC medem-se em diâmetro, comprimento, haste e batimento, com paquímetros de relógio e digitais, instrumentos de 3 e 5 contactos para ferramentas de número ímpar de arestas, comparador e pré-regulador, e os valores medidos têm de chegar à tabela de ferramentas do comando. Os erros de medida (instrumento) e de medição (processo) previnem-se com zero, limpeza, aclimatização, força constante, repetição e registo. Tudo se faz com segurança (máquina parada, EPI, pó controlado) e dentro de um sistema da qualidade com instrumentos calibrados e fichas de controlo.

Exercícios resolvidos

1. Uma peça tem uma cota de 12 ± 0,05 mm. Que instrumento escolher?

Resolução: IT = 12,05 - 11,95 = 0,10 mm; 1/10 do IT = 0,01 mm. O instrumento adequado é o micrómetro de 0,01 mm (de 0 a 25 mm). Um paquímetro de 0,02 mm ficaria numa relação de 1 para 5, aceitável só para triagem.

2. Converte 3/8" e 5/16" para milímetros.

Resolução: 3/8 = 0,375 in; 0,375 × 25,4 = 9,525 mm. 5/16 = 0,3125 in; 0,3125 × 25,4 = 7,9375 mm (≈ 7,94 mm).

3. Uma prateleira nominal de 600 mm ± 1,5 mm é medida em 601,2 mm. Está conforme?

Resolução: limites 598,5 mm e 601,5 mm; 601,2 mm está dentro: conforme.

4. Calcula os limites e a tolerância de 25 +0,1 / -0,2 mm.

Resolução: máximo 25,1 mm; mínimo 24,8 mm; tolerância = 25,1 - 24,8 = 0,3 mm.

5. Paquímetro de 1/20: escala principal 31 mm, coincide o 7.º traço. Leitura?

Resolução: 7 × 0,05 = 0,35 mm; leitura = 31 + 0,35 = 31,35 mm.

6. Micrómetro: bainha com 4 mm e o traço de meio milímetro visível; tambor na divisão 18. Leitura?

Resolução: 4 + 0,5 + 18 × 0,01 = 4,5 + 0,18 = 4,68 mm.

7. Goniómetro com nónio de 5': escala principal 48°, coincide o 9.º traço. Leitura em graus e minutos e em graus decimais?

Resolução: 9 × 5' = 45'; leitura 48°45' = 48 + 45/60 = 48,75°.

8. Qual é o erro máximo admissível de uma fita de classe II ao medir 2,4 m?

Resolução: L arredonda para o metro inteiro seguinte: 3 m. EMA = ±(0,3 + 0,2 × 3) = ±0,9 mm.

9. Uma fresa registada no comando com Ø 16,00 mm mede, afinal, Ø 15,90 mm. Faz um rasgo interior de 100 mm de largura, por contorno com compensação. Que largura sai?

Resolução: raio registado 8,00 mm; raio real 7,95 mm. Em cada lado o corte fica 0,05 mm aquém da parede programada. Largura real = 100 - 2 × 0,05 = 99,90 mm. Corrige-se o valor na tabela de ferramentas.

10. Dois técnicos medem a mesma peça com o mesmo paquímetro e obtêm valores diferentes. Que tipo de erro é mais provável?

Resolução: um erro de medição (processo: ponto de medição, força, paralaxe, limpeza). O erro de medida do instrumento seria o mesmo para os dois.

11. Uma fresa, ao rodar devagar no suporte, faz o comparador variar entre -0,01 mm e +0,04 mm. Qual é o batimento? Pode montar-se se a oficina admite 0,02 mm?

Resolução: batimento = 0,04 - (-0,01) = 0,05 mm, acima de 0,02 mm: não se monta; vai a verificação, reafiação ou substituição.

12. Uma amostra de madeira pesa 545 g húmida e 500 g anidra. Qual é o teor de água? Serve para mobiliário de interior?

Resolução: (545 - 500) ÷ 500 × 100 = 9 %, dentro da ordem habitual de 8 a 12 % para interior.