I banchi e gli strumenti di calibrazione coppia sono apparecchiature di laboratorio dedicate alla verifica e calibrazione di chiavi dinamometriche, cacciaviti torque, trasduttori di coppia di riferimento. Garantiscono il rispetto delle norme metrologiche internazionali (in particolare ISO 6789 per chiavi e ISO 5391 per trasduttori) e la riferibilità delle misure ai campioni primari nazionali. Sono utilizzati nei laboratori di taratura accreditati ISO 17025, nei centri prove, in stabilimenti con esigenze di qualità avanzate, in officine specializzate nella manutenzione di utensili di precisione.
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Architettura del banco
Un banco di calibrazione coppia tipico è composto da: una struttura rigida di alta classe (in genere in acciaio o alluminio anodizzato di alta planarità), un sistema di applicazione del carico (manuale a leva, motorizzato con servomotore controllato in coppia o in angolo, automatico con CNC dedicato), un trasduttore di coppia di riferimento di alta classe (classe 0,05-0,1% F.S.), un sistema di indicazione e calcolo dell’errore della chiave/trasduttore in prova, un software dedicato per la gestione della prova e la generazione di certificati di taratura conformi a ISO 6789. I sistemi più avanzati integrano automazione completa con magazzino di chiavi in prova.
Procedura ISO 6789
La norma ISO 6789-2 prescrive una procedura dettagliata per la calibrazione delle chiavi dinamometriche: la chiave viene caricata 10 volte a tre valori di coppia diversi (20%, 60% e 100% del fondo scala); per ciascun valore viene calcolata la media delle 10 misure e l’errore percentuale rispetto al valore nominale; la chiave è conforme se l’errore percentuale è contenuto nei limiti della classe di accuratezza dichiarata. Le chiavi che falliscono la verifica devono essere regolate (per i modelli regolabili) o segnalate come non più conformi (per quelle preset). Il certificato di taratura ISO 6789 riporta tutti i valori misurati, gli errori percentuali, la classe di conformità.
Banchi motorizzati e CNC
I banchi motorizzati moderni eseguono automaticamente la procedura di calibrazione ISO 6789 con intervento minimo dell’operatore: l’operatore inserisce la chiave nell’attacco, imposta il modello e la classe, avvia il programma di prova; il sistema esegue le 10 prove ai 3 valori di coppia, registra automaticamente i risultati e genera il certificato. Le velocità di applicazione sono controllate (per esempio velocità di salita di 30°/secondo, hold time di 1 secondo, velocità di scarico controllata). Le accuratezze finali raggiungono ±0,5% nella riproducibilità sul valore impostato.
Strumenti di calibrazione manuali
Per laboratori più piccoli o per verifiche periodiche in azienda esistono torsiometri di alta classe utilizzabili manualmente come riferimento di calibrazione: l’operatore aziona la chiave dinamometrica sull’accessorio del torsiometro, esegue le prove richieste dalla norma, e il software genera il certificato. La procedura è più lenta ma raggiunge la stessa accuratezza dei banchi automatici. Per coppie alte (oltre 1000 N·m) esistono banchi specializzati con bracci di leva e masse certificate per la calibrazione primaria di torsiometri di riferimento.
Applicazioni
L’uso tipico è in: laboratori di taratura accreditati ISO 17025 (che erogano servizi a clienti esterni); officine di manutenzione di utensili (che eseguono ricalibrazione di chiavi a fine vita); stabilimenti automotive e aerospaziali con esigenze di tracciabilità totale degli utensili; centri prove e R&D che sviluppano nuove chiavi e trasduttori; laboratori metrologici di alto livello per la calibrazione di trasduttori di riferimento.
Riferibilità metrologica
I banchi di calibrazione coppia devono avere riferibilità ai campioni nazionali primari attraverso una catena di tarature documentate. In Italia il riferimento è l’INRIM (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica) e l’accreditamento Accredia per i laboratori di taratura. I trasduttori di riferimento dei banchi devono essere tarati periodicamente (12-24 mesi tipici) presso laboratori accreditati. La frequenza dipende dall’intensità d’uso e dalla stabilità storica delle misure.