Sprostanie w
zakresie pomiarów wymaganiom systemów zarządzania jakością to wielkie wyzwanie dla
dzisiejszych producentów. W szczególności ważny jest właściwy dobór przyrządów,
zastosowanie właściwej strategii pomiaru oraz odpowiednie użytkowanie i nadzorowanie
przyrządów.
W książce
przedstawiono obecny stan wiedzy w dziedzinie przyrządów i technik pomiarowych
stosowanych w metrologii długości i kąta. Dużo uwagi poświęcono powszechnie
stosowanej współrzędnościowej technice pomiarowej, pomiarom chropowatości i pomiarom
gwintów. W zakresie terminologii oraz w tematyce błędów i niepewności pomiaru
uwzględniono najnowsze zalecenia zawarte w dokumentach ISO. Omówiono zagadnienia
nadzorowania przyrządów pomiarowych.
W dodatku do
książki znalazło się 121 kolorowych ilustracji, na których przedstawiono aktualnie
produkowane przyrządy pomiarowe oraz przykłady opracowania wyników pomiarów.
Książka jest przeznaczona dla
studentów wydziałów mechanicznych, inżynierii produkcji i pokrewnych wyższych uczelni
technicznych, a także dla osób zajmujących się metrologią i jakością w budowie
maszyn.
Spis treści:
Przedmowa
1.
Wiadomości ogólne
1.1. Metrologia i jej
podział
l.2. Metrologia wielkości
geometrycznych, jej przedmiot i zadania
1.3. Jednostka miary długości
1.4. Jednostka miary kąta
płaskiego
l.5. Matematyka w metrologii
wielkości geometrycznych
1.5.1. Elementy rachunku prawdopodobieństwa i
statystyki matematycznej
1.5.2. Elementy analizy regresji i teorii aproksymacji
1.5.3. Elementy geometrii analitycznej
1.6. Podstawy cyfrowej techniki
pomiarowej
Literatura
2.
Błędy pomiarów
2.1 Jakościowa i
ilościowa definicja błędu pomiaru
2.2. Błędy systematyczne
2.2.1. Likwidacja źródła błędu systematycznego
2.2.2. Kompensacja błędów systematycznych
2.2.3. Korekcja błędu systematycznego polegająca na
doświadczalnym wyznaczeniu poprawki
przez zmianę przyczyny błędu
2.2.4. Korekcja błędu systematycznego polegająca na
obliczeniu poprawki na podstawie
wartości wielkości wpływających
2.2.5. Błędy systematyczne w pomiarach metodą
pośrednią
2.2.6. Błędy obserwacji
2.3. Błędy przypadkowe
2.3.1. Błędy przypadkowe w pomiarach pośrednich
równej dokładności
2.4. Wyznaczanie niepewności
pomiaru
2.4.1. Wyznaczanie niepewności pomiaru wg zaleceń
ISO
2.4.2. Złożona niepewność standardowa
2.4.3. Niepewność rozszerzona
2.5. Błędy nadmierne
2.6. Opracowanie wyniku pomiaru
Literatura
3.
Klasyfikacja i
właściwości metrologiczne przyrządów pomiarowych i wzorców miar
3.1. Klasyfikacja
przyrządów pomiarowych i wzorców miar
3.2. Najważniejsze właściwości i
charakterystyki przyrządów pomiarowych
Literatura
4.
Wzorce długości i
kąta
4.1. Klasyfikacja wzorców
miar długości
4.2. Wzorce kreskowe i
końcowo-kreskowe
4.2.1. Noniusz
4.2.2. Mikroskop odczytowy ze spiralą Archimedesa
4.2.3. Układ odczytowy z urządzeniem projekcyjnym i
czujnikiem fotooptycznym
4.2.4. Mikroskop odczytowy pryzmatyczny
4.3. Inkrementalne układy pomiarowe
długości
4.3.1. Układy pomiarowe optoelektroniczne
4.3.2. Układy pomiarowe magnetyczne, induktosynowe i
pojemnościowe
4.3.3. Interpolatory
4.4. Układy bezwzględne
4.4.1. Kodowe układy pomiarowe
4.4.2. Układy bezwzględne z siatkami inkrementalnymi
4.4.3. Układy bezwzględne ze ścieżką z siatką
inkrementalną i ścieżką z kodem losowym
(random
code) firmy Heidenhain
4.5. Wzorce końcowe
4.5.1. Płytki wzorcowe
4.5.2. Wałeczki pomiarowe
4.5.3. Kulki pomiarowe
4.5.4. Szczelinomierze
4.5.5. Wzorce nastawcze
4.6. Wzorce falowe
4.7. Wzorce kreskowe kąta
4.8. Inkrementalne układy pomiarowe
kąta
4.9. Kodowe układy pomiarowe kąta
4.10. Wzorce końcowe kąta
4.10.1. Pryzma wielościenna
4.10.2. Płytki kątowe
4.10.3. Kątowniki
Literatura
5.
Przyrządy suwmiarkowe,
mikrometryczne i czujniki
5.1. Przyrządy suwmiarkowe
5.2. Przyrządy mikrometryczne
5.3. Czujniki
5.3.1. Czujniki mechaniczne
5.3.2. Czujniki optyczno-mechaniczne
5.3.3. Czujniki elektryczne
5.3.4. Czujniki pneumatyczne
5.3.5. Czujniki inkrementalne
5.4. Mechanizacja i automatyzacja
pomiarów
Literatura
6.
Maszyny pomiarowe
6.1. Wiadomości wstępne
6.2. Długościomierze i
wysokościomierze
6.2.1. Długościomierze pionowe Abbego (Zeiss)
6.2.2. Długościomierze poziome uniwersalne
6.2.3. Wysokościomierze
6.3. Optoelektroniczne przyrządy
pomiarowe
6.4. Mikroskopy pomiarowe i
projektory
6.4.1. Mikroskopy warsztatowe małe
6.4.2. Mikroskopy warsztatowe duże
6.4.3. Mikroskopy uniwersalne
6.4.4. Projektory
Literatura
7.
Interferometry
7.1. Wiadomości wstępne
7.2. Interferometry laserowe
7.2.1. Interferometr laserowy HP 5528A
(Hewlett-Packard)
7.2.2. Modułowy układ pomiarowy HP 5527A
(Hewlett-Packard)
7.2.3. Interferometr laserowy HP 5529A do kalibracji
dynamicznej
7.2.4. Interferometr laserowy ZLM 500 (Zeiss)
7.2.5. Interferometr laserowy ILM 1131 (Heidenhain)
Literatura
8.
Nadzorowanie
przyrządów pomiarowych i obrabiarek
8.1. Wiadomości wstępne
8.2. Sprawdzanie prostych
przyrządów pomiarowych
8.2.1. Sprawdzanie przyrządów suwmiarkowych
8.2.2. Sprawdzanie przyrządów mikrometrycznych
8.2.3. Sprawdzanie czujników
8.2.4. Sprawdzanie płytek wzorcowych
8.3. Sprawdzanie
współrzędnościowych maszyn pomiarowych
8.3.1. Sprawdzanie maszyn pomiarowych według EN ISO
10360-2
8.3.2. Sprawdzanie maszyn pomiarowych ze stołem
obrotowym według PN-EN ISO 10360-3
8.3.3. Sprawdzanie maszyn pomiarowych według PN-EN
ISO 10360-4
8.3.4. Sprawdzanie maszyn pomiarowych według PN-EN
ISO 10360-5
8.3.5. Sprawdzanie maszyn pomiarowych przy użyciu
wzorca płytowego z kulami lub otworami
8.4. Sprawdzanie innych przyrządów
pomiarowych
8.5. Oprogramowanie wspomagające
nadzorowanie przyrządów pomiarowych
8.6.
Nadzorowanie obrabiarek
Literatura
9.
Dobór przyrządów
pomiarowych i reguły orzekania zgodności i niezgodności
z tolerancją (ze specyfikacją)
9.1. Postępowanie
pomiarowe
9.2. Metody pomiarowe
9.3. Zasada pomiaru
9.4. Dobór przyrządów pomiarowych
9.5. Niepewność pomiaru a
tolerancja wymiaru
9.5.1. Kontrola wyrobów za pomocą pomiarów
Literatura
10.
Pomiary wałków, otworów,
wymiarów mieszanych i pośrednich
10.1. Wiadomości wstępne
10.2. Modele opisu postaci geometrycznej wyrobu
10.3. Układ tolerancji wałków i otworów
10.4. Zasady tolerowania
10.5. Wymiarowanie i tolerowanie wektorowe
10.6. Pomiary przyrządami suwmiarkowymi
10.7. Pomiary przyrządami mikrometrycznymi
10.8. Pomiary czujnikami
10.9. Pomiary długościomierzami uniwersalnymi
i pionowymi
10.10. Pomiary mikroskopami pomiarowymi
10.11. Sprawdziany
Literatura
11.
Pomiary kątów i stożków
l.1. Układ
tolerancji kątów
l.2. Układ tolerancji i
pasowań stożków
l.2.1. Wymiarowanie i tolerowanie stożków
l.2.2. Tolerancje i pasowania stożków
1.3. Pomiary kątów
1.3.1. Pomiary kątomierzami
1.3.2. Głowice i stoły podziałowe
1.3.3. Liniały sinusowe
1.3.4. Pomiary mikroskopami
11.3.5. Luneta autokolimacyjna
11.3.6. Goniometr
11.3.7. Poziomnice
11.4. Pomiary stożków
11.4.1. Pomiary stożka zewnętrznego mikroskopem pomiarowym
11.4.2. Pomiary stożka zewnętrznego przy użyciu wałeczków
pomiarowych
11.4.3. Pomiary stożka wewnętrznego przy użyciu kuł
pomiarowych
11.4.4. Przyrządy do pomiaru stożków
11.4.5. Sprawdziany do stożków
Literatura
12.
Współrzędnościowe maszyny
pomiarowe
12.1. Wiadomości wstępne
12.2. Współrzędnościowa technika pomiarowa
12.2.1. Istota współrzędnościowej techniki pomiarowej
12.2.2. Parametryzacja elementów geometrycznych
12.2.3. Algorytmy wyznaczania elementów skojarzonych
12.2.4. Elementy teoretyczne i relacje między elementami
geometrycznymi
12.3. Budowa współrzędnościowych maszyn
pomiarowych
12.3.1. Układy pomiarowe
12.3.2. Układy sterowania
12.4. Struktura mechaniczna
12.4.1. Klasyfikacja
12.4.2. Elementy i zespoły
12.5. Zespół głowicy pomiarowej
12.5.1. Głowice pomiarowe
12.5.2. Układy trzpieni pomiarowych
12.6. Wyposażenie maszyn pomiarowych
12.7. Komputer i oprogramowanie pomiarowe
12.7.1. Kwalifikacja układów trzpieni pomiarowych
12.7.2. Układ współrzędnych przedmiotu
12.7.3. Analiza wyników pomiaru
12.7.4. Programowanie przebiegu pomiarowego CNC
12.8. Strategia pomiaru
12.9. Dokładność maszyn pomiarowych
12.9.1. Źródła błędów
12.9.2. Model dokładności geometrycznej
12.9.3. Wpływ temperatury i gradientów temperatur
12.9.4. Matematyczna korekcja dokładności (CAA) — model
statyczny
12.9.5. Matematyczna korekcja dokładności — model dynamiczny
12.9.6. Błędy wynikające z oprogramowania
12.9.7. Wyznaczanie niepewności pomiaru — metoda porównawcza
12.9.8. Wyznaczanie niepewności pomiaru — model wirtualny
12.10. Przykłady maszyn pomiarowych
Literatura
13.
Pomiary odchyłek geometrycznych
13.1. Tolerancje geometryczne
13.1.1. Klasyfikacja i pojęcia podstawowe
13.1.2. Tolerancje kształtu
13.1.3. Bazy
13.1.4. Tolerancje kierunku
13.1.5. Tolerancje położenia
13.1.6. Tolerancje bicia
13.1.7. Tolerancje zależne. Zasada maksimum materiału
13.1.8. Tolerancje geometryczne ogólne
13.2. Ogólne zasady pomiarów odchyłek
geometrycznych
13.3. Pomiary odchyłki prostoliniowości
13.3.1. Wzorce prostoliniowości
13.3.2. Klasyfikacja sposobów pomiarów odchyłki
prostoliniowości
13.3.3. Pomiary odchyłki prostoliniowości w płaszczyźnie z
wykorzystaniem wzorca
w postaci wiązki światła
13.3.4. Wyznaczanie odchyłki prostoliniowości na podstawie
wyników pomiarów
nachylenia zarysu
13.3.5. Pomiary odchyłki prostoliniowości osi w przestrzeni
13.3.6. Pomiary odchyłki prostoliniowości oraz odchyłek
kształtu wyznaczonego zarysu
i kształtu wyznaczonej powierzchni
13.4. Pomiary odchyłki płaskości
13.5. Pomiary odchyłki kształtu kuli
13.6. Pomiary odchyłki okrągłości
13.6.1. Metody bezodniesieniowe
13.6.2. Metody odniesieniowe
13.7. Pomiary odchyłki walcowości
13.8. Pomiary odchyłek geometrycznych
współrzędnościowymi maszynami pomiarowymi
13.9. Sprawdziany kierunku, położenia i
prostoliniowości osi
Literatura
14.
Pomiary chropowatości i
falistości powierzchni
14.1. Wiadomości wstępne
14.2. Pojęcia podstawowe
14.3. Parametry profilu, chropowatości i
falistości powierzchni
14.3.1. Parametry pionowe
14.3.2. Parametry poziome
14.3.3. Parametry mieszane
14.3.4. Charakterystyczne krzywe i związane z nimi parametry
14.3.5. Znormalizowane warunki pomiarów profilu
14.3.6. Parametry metody motywów
14.3.7. Parametry powierzchni o warstwowych właściwościach
funkcjonalnych
14.3.8. Parametry nie zdefiniowane w normach PN, EN i ISO
14.4. Oznaczanie chropowatości i falistości
powierzchni na rysunkach
14.5. Klasyfikacja pomiarów chropowatości i
falistości powierzchni
14.6. Pomiary stykowe przy użyciu
profilometrów
14.6.1. Zasada pomiaru
14.6.2. Głowice pomiarowe
14.6.3. Filtry i zespoły opracowujące informację pomiarową
14.6.4. Rejestratory
14.6.5. Klasyfikacja profilometrów
14.6.6. Przegląd profilometrów
14.6.7. Źródła błędów w pomiarach stykowych
14.6.8. Wzorcowanie profilometrów
14.6.9. Zasady oceny chropowatości powierzchni mierzonej metodą
stykową
14.6.10. Pomiary profilometryczne wiązką zogniskowaną
14.7. Pomiary profilometryczne wiązką
zogniskowaną
14.8. Pomiary optyczne metodą przekroju
świetlnego
14.9. Pomiary interferencyjne
14.10. Pomiary przez porównanie z wzorcami chropowatości
powierzchni obrabianych
14.11. Inne metody pomiaru chropowatości powierzchni
Literatura
15.
Pomiary gwintów
15.1. Układ tolerancji i pasowań
gwintów metrycznych walcowych
15.1.1. Wiadomości wstępne
15.1.2. Opis i parametry postaci geometrycznej gwintu metrycznego
walcowego
15.1.3. Układ tolerancji i pasowań gwintów metrycznych
walcowych ogólnego przeznaczenia
z pasowaniem luźnym
15.2. Pomiary gwintów walcowych zewnętrznych o
zarysie symetrycznym
15.2.1. Pomiar średnicy zewnętrznej
15.2.2. Pomiar średnicy wewnętrznej
15.2.3. Pomiar podziałki
15.2.4. Pomiary kąta gwintu i kątów boków
15.2.5. Pomiar średnicy podziałowej za pomocą mikroskopu
pomiarowego
15.2.6. Pomiar średnicy podziałowej sposobem trójwałeczkowym
15.3. Pomiary gwintów walcowych wewnętrznych
15.3.l. Pomiar średnicy podziałowej gwintu wewnętrznego
za pomocą wkładek z rowkami
pryzmatycznymi
i długościomierza uniwersalnego firmy Zeiss
15.3.2. Pomiar średnicy podziałowej przy użyciu sztywnego
trzpienia z końcówkami
pomiarowymi firmy Mahr lub Zeiss
15.4. Pomiary gwintów walcowych symetrycznych
ogólnego przeznaczenia
15.4.1. Pomiary gwintów zewnętrznych i wewnętrznych
15.4.2. Interpretacja tolerancji średnicy podziałowej gwintów
ogólnego przeznaczenia
15.5. Pomiary gwintów stożkowych o zarysie
symetrycznym względem prostopadłej
do
osi gwintu
15.5.1. Konstrukcja zarysu ostrego gwintu stożkowego o
dwusiecznych kątów gwintu
prostopadłych do osi gwintu
15.5.2. Średnica podziałowa
15.5.3. Pomiar kąta gwintu
15.5.4. Pomiar podziałki
15.5.5. Pomiar średnicy podziałowej mikroskopem pomiarowym
15.5.6. Pomiar kąta stożka
15.6. Pomiary gwintów stożkowych o zarysie
symetrycznym względem prostopadłej
do tworzącej stożka
15.6.1. Konstrukcja zarysu ostrego gwintu stożkowego o
dwusiecznych kątów gwintu
prostopadłych do tworzących stożka
15.6.2. Średnica podziałowa
15.6.3. Pomiar kąta gwintu
15.6.4. Pomiar podziałki
15.6.5. Pomiar średnicy podziałowej sposobem trójwałeczkowym
15.7. Pomiary gwintów współrzędnościowymi
maszynami pomiarowymi
15.7.1. Pomiary metodą stykową
15.7.2. Pomiary metodą optyczną
Literatura
16.
Pomiary kół zębatych
6.1. Parametry opisujące
postać konstrukcyjną koła zębatego
16.2. Definicje i pomiary wybranych odchyłek
kół zębatych
16.2.1. Odchyłki kinematyczne
16.2.2. Pomiary odchyłek podziałki
16.2.3. Odchyłka bicia promieniowego uzębienia
16.2.4. Pomiar odchyłek promieniowych złożonych
16.2.5. Odchyłka podziałki przyporu
16.2.6. Odchyłki zarysu
16.2.7. Odchyłki linii zęba
16.2.8. Pomiar grubości zęba— pomiar po łuku
16.2.9. Pomiar grubości zęba — pomiar cięciwy
16.2.10. Pomiar grubości zęba — pomiar długości pomiarowej
16.2.11. Pomiar grubości zęba — pomiar przez wałeczki lub kulki
16.3. Układ tolerancji przekładni i kół
zębatych
Literatura
17.
Metody statystyczne w zapewnieniu
jakości
17.1. Wiadomości wstępne
17.2. Karty kontrolne
17.3. Karty kontrolne Shewarta
17.3.1. Karty kontrolne przy liczbowej ocenie właściwości
17.3.2. Karty wartości średniej X i rozstępu-R lub odchylenia
standardowego
17.3.3. Karty kontrolne pojedynczych obserwacji
17.3.4. Karty kontrolne mediany Me
17.4. Zmienność własna i całkowita procesu
17.5. Środki techniczne statystycznego
sterowania procesem
Literatura
Skorowidz
Dodatek. Kolorowe ilustracje
przyrządów pomiarowych
488 stron, B5, oprawa miękka