Metrologija 24.okt.,2016

• tolerance• označevanje toleranc

• referenčni elementi in pozicije

• kalibri

• o napakah pri merjenju• blokovni diagram meritve

• vzroki za nastanek napak - po izvoru

• primer merilnega sistema /na AWJ/

andrej.lebar@fs.uni-lj.si

simboli za označevanje toleranc

MED IZDELOVALNIM POSTOPKOM PRIDE DO

RAZLIČNIH ODSTOPKOV OD IDEALNE OBLIKE

IZDELKA.

NA OSNOVI IZKUŠENJ, SMO V INŽENIRSKI

PREKSI PRIŠLI DO SISTEMATIČNEGA PREGLEDA

ODSTOPKOV, KI VPLIVAJO NA FUNKCIONALNOST

IZDELKOV.

KADAR JE POTREBNO UPOŠTEVATI ODSTOPKE Z

OZIROM NA LEGO ALI OBLIKO MERJENCA,

UPORABLJAMO NA NAČRTU SIMBOLE, KI SO

PRIKAZANI NA SLIKI.

Tolerance oblike in lege vpisujemo v okvir z dvema,

tremi polji ali več polji, tako kot je prikazano na

spodnji sliki. Polje s črko se nanaša na določen

referenčni element. Referenčna puščica povezuje

tolerančni okvir z oblikovnim elementom za katerega

velja toleranca, ki je lahko ploskev ali tvorilka ne

pa os. V primeru, da je to potrebno, lahko polje z

oznakami referenčnih elementov razširimo na več polj s

črkami, lahko pa tudi s črkami z indeksi, ki se

nanašajo na sekundarni, terciarni … referenčni

element.

SIST EN ISO 7083SIST ISO 5458SIST ISO 5459

SIST: slovenski inštitut za standardizacijo

OZNAČEVANJE TOLERANC

Primeri označevanja tolerance oblike in lege

Nekaj dodatno dovoljenih načinov označevanja

ravnostvzporednostpoložajpremost

ŠIRINA TOLERANČNE CONE

Širina tolerančne cone za vzporednost

a-predpis samo za vzporednost,

b-predpis za vzporednost valja

REFERENČNI ELEMENTI IN SISTEMI

Sekundarna

referenčna

ravnina

Terciarna

referenčna

ravnina

Primarna

referenčna

ravnina

Merjenec v triravninskem referenčnem sistemu

Tako kot si v matematiki in geometriji izberemo izhodišče v prostoru in nanj pripnemo

koordinatni sistem, tako tudi pri izdelavi in dimenzijskih meritvah potrebujemo na

konstrukcijski risbi in izdelku enega ali več posebej natančno obdelanih elementov, ki

tvorijo referenčni sistem, na katerega se nanašajo absolutne razdalje ( ki služi kot

geometrijsko izhodišče tako za izdelavo, kot tudi za meritve ). Primer triravninskega

referenčnega sistema vidimo na spodnji sliki.

POMEN REFERENČNIH

MEST ZA MERJENJA

REFERENČNI ELEMENTI IN SISTEMI

terciarni referenčni element

sekundarni referenčni element

primarni referenčni element

toleranca

vrsta odstopka

Tolerančni okvir z referenčnima črkama

a-zaporedje A\B,b-zaporedje B\A

VPLIV ZAPOREDJA REFERENČNIH ČRK

KALIBRI (LIMIT GAUGES)

Namenjeni so kontroli izdelkov na tak način da le preverimo ali je

izdelek narejen v predpisanih mejah ali ne.

Kadar izdelujemo izdelke serijsko, težimo k

cenovno, časovno, materialno in okoljsko optimirani

izdelavi. Meritve niso pri tem nobena izjema. Tudi

meritve je potrebno opraviti čim bolj racionalno in

najbolje je, da del naloge opravi kar operater, ki

je obdelavo tudi opravil. Takšnim meritvam pravimo

tolerančne meritve, merilom pa tolerančna merila

ali kalibri. Po definiciji izraz označuje natančno

pripravo brez gibljivih delov, s katero se preverja

ustreznost mer kakega predmeta [SSKJ]. Na sliki

vidimo kako izgleda kaliber za preverjanje

ustreznosti izvrtin. Kaliber ima dve strani, leva

je nekoliko daljša in je označena z dobro ali gre,

desna pa z izmet ali ne-gre.

TOLERANČNA MERILA

Izhodišče, da je izdelek označen kot

“dober”, če so njegove dimenzije znotraj

predpisanega tolerančnega polja, je

botrovalo povsem novemu načinu preverjanja

– tolerančnim meritvam.

Načelo tolerančnih meritev je formuliral

F.W. Taylor

Na strani tolerančnega merila (kalibra),

ki je označena z dobro morajo vse

predpisane mere ustrezati hkrati, na

strani ne-gre pa je treba preverjati

vsako mero posamič.

TAYLOR-jeva teorija meritev:

Ta teorija je ključ za oblikovanje (konstruiranje

kalibrov) mej in definira funkcijo in obliko, za

večino kalibrov mej in sestoji:

''Gre'' kaliber preveri maksimalne pogoje materiala

in preveri čimveč dimenzij kolikor je to mogoče

''Ne gre'' kaliber preveri minimalne pogoje

materiala in preveri le eno dimenzijo.

Zato se zahteva ločen ''ne gre'' kaliber za vsako

dimenzijo posebej. Če vzamemo za primer sistem

kalibra mej za pravokotne luknje, kot je prikazano

na naslednji sliki.

Taylorjev princip

preverjanje kalibrov

Ker so kalibri namenjeni uporabi v serijski proizvodnji, je potrebno preverjati njihovo ustreznost v rednih časovnih intervalih, dodatno pa še po potrebi. Pred preverjanjem ustreznosti je potrebno napraviti izračun mejnih vrednosti pri katerih je merilo še ustrezno.

Za ilustracijo si oglejmo primer izračuna dovoljenih dimenzij kalibra za preverjanje notranje izvrtine, kot ga podaja strojniški priročnik

T

Tm

ax

Tm

in

Tm

in

TT

preverjanje kalibrov

V strojniškem priročniku najdemo tabelo za vrednosti odstopkov mere luknje oz. tolerance lukenj za imenske mere luknje od 10 do 18 mm in lego tolerančnega polja H7

imenska mera: N0 = 12 mm

največja mera luknje: Nmax = N0 +18 mm = 12,018 mm

najmanjša mera luknje: Nmin = N0 - 0 mm = 12,000 mm

Iz priročnika preberemo vrednosti H, z in y, za konkretno merilo za luknje:

H = 3 mm; z = 2,5 mm; y = 2 mm.

Uporabne intervale za merilo izračunamo po enačbah in sicer:

za stran DOBRO – GRE

dovoljeni interval za novo merilo je:

N = Nmin + z ± H/2 = 12,000 mm + 2,5 mm ± 1,5 mm

N: 12,001 mm 12,004 mm

dovoljena minimalna mera izrabljenega merila je:

N = Nmin – y = 12,000 mm - 2 mm = 11,998 mm

za stran IZMET – NE GRE

dovoljeni interval je: Nmax ± H/2 = 12,000 mm ± 1,5 mm

12,0165 mm 12,0195 mm

vprašanja

Vzroki za odstopke pri obdelavi

Kaj je nominalna, prava in resnična mera

Zakaj ne moremo izdelati izdelka s

predpisano mero?

Kaj je obdelava do ustrezanja, razvrščanje

podobnih izdelkov(uparjanje) in sistem

prileganja?

Skiciraj razmere pri ohlapnem, vmesnem in

tesnem ujemu.

Izračun meje uporabnosti kalibra.

Meritve v proizvodnji:

O NAPAKAH PRI MERJENJU 1/2

rm xx

http://en.wikipedia.org/wiki/Sailing_stones

OPAZOVANI SISTEM

MODELSKI SISTEM

http://en.wikipedia.org/wiki/Sailing_stones

preverjanje dolžine

objektivno preverjanje

subjektivnopreverjanje

vid

voh

tip

okus

sluh

merjenje

atributivnopreverjanje

MERILNI SISTEM

Merilni sistem (merilna veriga) je sestava vseh merilnih sredstev, ki:ugotavlja merilno veličinopošilja naprej merilni signal in ga prilagajaprimerja merjenec z merilno normalo inprikaže rezultat

MOTILNI VHODNI

FAKTORJI

MERITEVVHOD x IZHOD y

KONTROLNI VHODNI

FAKTORJI

[Likar: Osnove fizikalnih merjenj in merilnih sistemov]

merilni sistem

vir: Doebelin

senzor procesor aktuatorvhodni signal

izhodni signal

povzeto po Bajsić- Osnove meritev

Vprašanje (3.)komponente merilne verige komponente računalniško orientiranega merilnega sistema

SUBJEKTIVNI VPLIVIRazpoloženostIzurjenostNatančnostMotivacijaDelovni pogoji

VZROKI ZA NASTANEK NAPAK PRI MERJENJU razdelitev glede na izvor napake

NEZNANIKadar nimamo atesta ali garancije o ustreznosti, ki jo zahtevajo standardi.

ZNANISamo tisti, ki jih ugotovimo pri preverjanju merilnega sredstva. Podatek velja samo toliko časa dokler ne pride do obrabe zaradi uporabe.

VPLIVI OKOLICEtemperaturavlagavibracije EM vplivi

NAPAKA MERILNEGA SREDSTVAvsota vseh odstopkov zaradiizdelave in obrabe

SISTEMATIKA NAPAK PRI MERJENJUrazdelitev glede na velikost pogreška

[vir: Ačko, Tehnološke meritve]

Vpr.

KAKO MERITI KVALITETO REZA PRI AWJ

Merilni sistem

Tlačni senzor

TLAČNI SENZOR - DRUGA VERZIJA

Merilno območje: 0 – 100 kPa (0 – 1 bar)Natančnost: 2,5% maksimalna napakaObčutljivost: 45 mV/kPaPriključitvena napetost: 5 V

MERILNIK

ALI OBSTAJA OČITNA ZVEZA MED KAKOVOSTJO REZA IN ZAJETIMI SIGNALI?

Statistična analiza

Graf υ(t) Histogram

REZULTATI... funkcija βali B

Hitrost: 1,0*vscs

Debelina: 5 mm

Hitrost: 1,0*vscs

Debelina: 10 mm

Hitrost: 1,0*vscs

Debelina: 30 mm