MERILNE NAPRAVE IN POSTOPKI ZA MERJENJE OBLIKOVNIH … · UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Tomaž HODNIK MERILNE NAPRAVE IN POSTOPKI ZA MERJENJE OBLIKOVNIH ODSTOPANJ

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Tomaž HODNIK

MERILNE NAPRAVE IN POSTOPKI ZA

MERJENJE OBLIKOVNIH ODSTOPANJ

Diplomsko delo

univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje

Gospodarsko inženirstvo - smer Strojništvo

Maribor, september 2010

- II -

MERILNE NAPRAVE IN POSTOPKI ZA

MERJENJE OBLIKOVNIH ODSTOPANJ

Diplomsko delo

Študent: Tomaž HODNIK

Študijski program: Univerzitetni študijski program 1. stopnje Gospodarsko

inženirstvo - smer Strojništvo

Mentor na FS: izr. prof. dr. Bojan Ačko

Mentorica na EPF: doc. dr. Zdenka Ženko

Maribor, september 2010

- III -

Vložen original sklepa o potrjeni temi

diplomskega dela

- IV -

I Z J A V A

Podpisani Tomaž HODNIK izjavljam, da:

• je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom izr. prof.

dr. Bojana Ačka in doc. dr. Zdenke Ženko;

• predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

• soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, 14. 6. 2010 Podpis: ___________________________

- V -

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Bojanu Ačku in

mentorici doc. dr. Zdenki Ženko za pomoč in vodenje

pri opravljanju diplomskega dela.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

- VI -

MERILNE NAPRAVE IN POSTOPKI ZA MERJENJE OBLIKOVNIH

ODSTOPANJ

Ključne besede: oblikovna odstopanja, merilni instrumenti, premost, ravnost, krožnost,

merilni postopki.

UDK: 531.714.08(043.2)

POVZETEK

Diplomska naloga opisuje oblikovna odstopanja na izdelkih (strojih), merilne instrumente in

merilne postopke, ki jih uporabljamo pri merjenju teh odstopanj. V teoretičnem delu je

opisana teorija tipičnih oblikovnih odstopanj, kot so odstopanja od ravnosti, premosti,

krožnosti, valjnosti in tudi odstopanj od poljubnih krivulj ter ploskev. V praktičnem delu je

predstavljena študija merilnih naprav in postopkov, ki so primerni za merjenje oblikovnih

odstopanj. Predstavljeni so vplivi inoviranja, smeri razvoja in inovacij na merilnih napravah.

- VII -

MEASURING INSTRUMENTS AND PROCEDURES FOR MEASURING

FROM DEVIATIONS

Key words: form deviations, measuring instruments, straightness, flatness, roundness,

measuring procedures

UDK: 531.714.08(043.2)

ABSTRACT

This thesis describes form deviations on products (machines), measuring instruments and

measuring procedures, which we use for measuring these deviations. In the theoretical part

the theory of typical form deviations is described as are deviations from flatness, straightness,

roundness, cylindricalness and also deviations from arbitrary curves and planes. Shown in

the practical part are the study of measuring equipment and the study of procedures which

are appropriate for measuring form deviations. Also presented are the influence of innovating

and the course of evolution and innovations on the measuring instruments.

- VIII -

KAZALO VSEBINE

1. UVOD ................................................................................................................................. 1

1.1 OPREDELITEV IN OPIS PODROČJA DIPLOMSKEGA DELA .................................................. 1

1.2 CILJI IN TEZE ................................................................................................................. 2

1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE ........................................................................................ 2

1.4 PREDVIDENE METODE ................................................................................................... 3

2. OBLIKA IN LEGA ........................................................................................................... 4

2.1 VZROKI ODSTOPANJA OBLIKE IN LEGE .......................................................................... 5

2.2 POJMI IN DEFINICIJE ...................................................................................................... 5

2.3 TOLERIRANJE ODSTOPANJ OBLIKE IN LEGE TER ZAPISI NA RISBAH ................................ 7

3. MERJENJE OBLIKE ..................................................................................................... 12

3.1 NAČELO MINIMUMA .................................................................................................... 12

3.2 MERJENJE OBLIKE IN POLOŽAJA .................................................................................. 13

4. POSTOPKI ZA MERJENJE OBLIKOVNIH ODSTOPANJ .................................... 15

4.1 PREMOST .................................................................................................................... 15

4.2 RAVNOST .................................................................................................................... 19

4.3 KROŽNOST IN VALJNOST ............................................................................................. 21

4.4 LINIJSKE IN POVRŠINSKE OBLIKE ................................................................................. 24

5. POSTOPKI ZA MERJENJE POLOŽAJA .................................................................. 26

5.1 SMER: VZPOREDNOST, PRAVOKOTNOST, NAGIB........................................................... 26

5.2 POLOŽAJ: POZICIJA, SOSREDNOST, SOOSNOST, SOMERNOST ........................................ 27

5.3 TEK: SPLOŠNO, KROŽNO, ČELNO, ZBIRNO .................................................................... 28

6. MERILNI INSTRUMENTI ZA MERJENJE ODSTOPANJ OBLIKE IN LEGE ... 29

6.1 PREMOST IN RAVNOST................................................................................................. 29

6.2 KROŽNOST .................................................................................................................. 36

7. PRILAGAJANJE MERILNIH INSTRUMENTOV INDUSTRIJSKIM

ZAHTEVAM ................................................................................................................... 47

8. INOVIRANJE IN OPREDELITEV POJMOV ............................................................ 47

8.1 IDEJA .......................................................................................................................... 48

8.2 INVENCIJA ................................................................................................................... 49

8.3 INOVACIJA .................................................................................................................. 50

- IX -

8.4 VPLIVI INOVIRANJA..................................................................................................... 52

9. SKLEP .............................................................................................................................. 54

10. SEZNAM PREDVIDENIH VIROV .............................................................................. 55

- X -

KAZALO SLIK

Slika 2.1: Označevanje toleranc oblike in lege na risbi [2] ................................................... 8

Slika 3.1: Razlaga načela minimuma na primeru premice in kroga .................................... 13

Slika 4.1: Določanje odstopanja premosti linije na plašču valja z lasnim ravnilom [2] ...... 16

Slika 4.2: Merjenje odstopanja premosti plaščne linije na merilni mizi s

komparatorjem [1] ............................................................................................... 16

Slika 4.3: Merjenje odstopanj premosti z daljnogledom s ciljno označbo [1] .................... 17

Slika 4.4: Merjenje odstopanj od premosti v vertikalni smeri z libelo [1] .......................... 17

Slika 4.5: Ugotavljanje odstopanj premosti z merjenjem kotnih odstopanj

od referenčne linije [1] ........................................................................................ 17

Slika 4.6: Merjenje premosti s komparatorjem [1] .............................................................. 18

Slika 4.7: Merjenje odstopanja premosti osi na merilni mizi s komparatorjem [1] ............ 18

Slika 4.8: Ugotavljanje odstopanja ravnosti z merjenjem razdalj od referenčne

linije – optičnega žarka [1] .................................................................................. 19

Slika 4.9: Ugotavljanje odstopanja ravnosti z merjenjem razdalj od referenčne

ravnine [1] .......................................................................................................... 20

Slika 4.10: Merjenje odstopanja ravnosti z optično ravnino [2] ............................................ 20

Slika 4.11: Najpogostejše oblike odstopanj krožnosti in daljnosti [2] .................................. 21

Slika 4.12: Primeri različnega vrednotenja odstopanj krožnosti [2] ..................................... 22

Slika 4.13: Dvotočkovno in tritočkovno merjenje odstopanj krožnosti [2] .......................... 23

Slika 4.14: Ugotavljanje odstopanj krožnosti z merjenjem spremembe polmera

na namenski merilni napravi [1] .......................................................................... 24

Slika 4.15: Meritev linijskih odstopanj s svetlobnim prerezom [2] ...................................... 25

Slika 5.1: Merjenje vzporednosti osi z bazno osjo [1] ........................................................ 26

Slika 5.2: Merjenje nagiba osi izvrtine na bazno os z generatorjem kota in

komparatorjem [1] ............................................................................................... 27

Slika 5.3: Merjenje pravokotnosti osi na bazno ravnino [1] ................................................ 27

Slika 6.1: Slika prikazuje laser proizvajalca Taylor Hobson [26] ....................................... 29

Slika 6.2: Triangulacijski laser proizvajalca LAP (tip: Atlas) [7] ....................................... 31

Slika 6.3: Slika prikazuje teleskop proizvajalca Taylor Hobson [26] ................................. 32

Slika 6.4: Laserski interfenometer XC-80, proizvajalca Renishaw [23] ............................. 33

Slika 6.5: Elektronska libela Talyvel 5, proizvajalca Taylor Hobson [26] ......................... 34

Slika 6.6: Delavniška digitalna libela proizvajalca Taylor Hobson [26] ............................. 35

- XI -

Slika 6.7: Avtokolimator DA 20 proizvajalca Taylor Hobson [26] .................................... 36

Slika 6.8: Vijačno merilo 227-201, proizvajalca Mitutoyo [14] ......................................... 37

Slika 6.9: Digitalno pomično merilo proizvajalca Vogel [27] ............................................ 37

Slika 6.10: Elektronsko tipalo 543, proizvajalca Mitutoyo [14] ........................................... 38

Slika 6.11: Elektronsko tipalo 543-492 B, proizvajalca Mitutoyo [14] ................................ 39

Slika 6.12: Merilna ura MarCator 1088, proizvajalca Mahr [11] .......................................... 40

Slika 6.13: Namenski merilni instrument Talyrond 395, proizvajalca Taylor Hobson [26] . 41

Slika 6.14: Namenski merilni instrument Talyrond 1600, proizvajalca

Taylor Hobson [26] ............................................................................................. 42

Slika 6.15: Trikoordinatna merilna naprava Discovery ш, proizvajalca Hexagon [5] .......... 43

Slika 6.16: Koordinatna merilna naprava CenterMax proizvajalca Zeiss [29] ..................... 44

Slika 6.17: Merilni mizi, prva za natančnejše meritve in druga granitna za proizvodne

meritve [29] ......................................................................................................... 45

Slika 6.18: Slika prikazuje senzorja Vast Gold, proizvajalca Zeiss [29] .............................. 46

Slika 8.1: Življenjski cikel ideje [19] .................................................................................. 48

Slika 8.2: Slika prikazuje pot od problema do realizacije oz. pot od invencije do

inovacije [19] ....................................................................................................... 52

KAZALO PREGLEDNIC

Preglednica 2.1: Tolerance oblike in lege in njihovi zapisi po ISO 1101 : 2004 [2] ................. 7

Preglednica 2.2: Oblikovne tolerance [2] ................................................................................... 9

Preglednica 2.3: Tolerance lege [2] .......................................................................................... 10

UPORABLJENI SIMBOLI

- dolžina

- dolžina

E - simbol za ovojni pogoj

- odstopanje krožnosti

- faktor, ki je odvisen od kota (

L - dolžina merjenca

M - simbol za maksimalni materialni princip

n - število grebenov profilne linije

P - simbol za projicirano toleran

- polmer

- polmer

Z - aplikatna os

X - abscisna os

Y - ordinatna os

- kot med površinama

- XII -

UPORABLJENI SIMBOLI

ovojni pogoj

odstopanje krožnosti

faktor, ki je odvisen od kota ( ) in števila grebenov (n) profilne linije

dolžina merjenca

simbol za maksimalni materialni princip

število grebenov profilne linije

simbol za projicirano tolerančno cono

kot med površinama

) in števila grebenov (n) profilne linije

- XIII -

UPORABLJENE KRATICE

CAD - Computer Aided Design

CCD - Charge-coupled device

DIN - Deutsches Institut für Normung

EPF - Ekonomsko poslovna fakulteta

FS - Fakulteta za strojništvo

IEC - International Electrotechnical Commission

IP - Ingress Protection

ISO - International Standard Organisation

KMN - Koordinatne merilne naprave

LCD - Liquid Cristal Display

USB - Universal Serial Bus

ZDA - Združene države Amerike

3D - Trirazsežni prostor (tridimenzionalni prostor)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 1 -

1. Uvod

1.1 Opredelitev in opis področja diplomskega dela

Dandanes je konkurenca in boj za dolgotrajen obstoj na trgu zelo huda. Podjetja želijo trgu

ponuditi najboljše proizvode in storitve ter si zagotoviti prednost pred konkurenco. To

dosegajo tudi z nenehnimi inovacijami, ki jih uvajajo ter tako izboljšujejo svoje proizvode.

Konkurenca in razvoj merilnih instrumentov spodbujata inoviranje med proizvajalci merilne

opreme. Posledice inovacij pa so vedno boljši in natančnejši instrumenti, ki jih lahko

uporabljamo. Poleg inovacij je kakovost proizvodov in storitev najpomembnejši dejavnik za

uspeh. V proizvodnji nastajajo izdelki, ki morajo ustrezati določenim tehničnim zahtevam oz.

tolerancam. Kakovost proizvodnega procesa lahko izmerimo, najpomembnejši kriterij je delež

izdelkov, ki ustrezajo predpisanim tehničnim zahtevam.

Osnova pri nadzoru proizvodnega procesa so meritve. Merimo različne parametre, pri

izdelkih, orodjih, okolici, strojih in času. Vsi ti parametri tudi različno vplivajo na končni

izdelek. Če želimo doseči vrhunske izdelke, moramo pravilno nadzorovat parametre, ki

vplivajo na njihovo kakovost. To dosegamo s kvalitetnimi meritvami in s pravilno izbranimi

stroji za merjenje.

V diplomskem delu se bom osredotočil na meritve na izdelkih in obdelovalnih strojih, na

tipična oblikovna odstopanja, kot so odstopanje od krožnosti, valjnosti, premosti in ravnosti

ter na inovacije, ki prinašajo neprestan razvoj v meroslovju, poizkušal bom ugotoviti njihov

vpliv in pregledal intenzivnosti inoviranja pri svetovnih proizvajalcih merilnih instrumentov.

V zadnjem času uporabljamo predvsem koordinatno merilno tehniko, vendar je v določenih

primerih potrebno uporabiti tudi specialne instrumente in postopke. Analiziral bom različne

merilne instrumente različnih proizvajalcev in različne merilne postopke. Lotil se bom tudi

stroškovnega vidika, izbire posameznih merilnih instrumentov oz. strojev in merilnih tehnik.

Naredil bom klasifikacijo merilnih instrumentov, ki bodo olajšali izbiro in jih podkrepil s

primeri.


- 2 -

1.2 Cilji in teze

Cilji diplomskega dela so:

• analiza merilnih načel in odstopanj za merjenje oblikovnih odstopanj,

• analiza proizvajalcev opreme za merjenje oblik,

• klasifikacija instrumentov za merjenje krožnosti, daljnosti, premosti in ravnosti,

(natančnost, stroški nabave, stroški delovne ure …),

• izdelava napotkov za izbiro postopkov in instrumentov,

• pregled svetovno priznanih proizvajalcev merilne opreme in najpomembnejših

njihovih inovacij.

Teze:

• Inovacije pomenijo nenehen napredek in razvoj merilnih instrumentov.

• Proizvajalci, ki uvajajo več inovacij, so uspešnejši na trgu in proizvajajo boljše

merilne instrumente.

• Trdim, da pravilna izbira instrumentov za merjenje zmanjšuje stroške in povečuje

točnost meritve.

• Meritve so osnova za nadzor proizvodnega procesa.

1.3 Predpostavke in omejitve

Pri diplomskem delu se bom navezoval na naslednje predpostavke:

• S pravilno izbiro merilnega postopka in merilnega instrumenta je možno dosegati

natančne meritve ter zmanjšati stroške.

• Z inoviranjem proizvajalci izboljšujejo in izdelujejo specialne merilne instrumente, ki

dosegajo vedno večjo točnost meritev ter so vedno enostavnejši za uporabo.

• Z inovacijami proizvajalci merilne opreme dosegajo konkurenčno prednost na trgu oz.

jo ohranjajo.

• Pri specifičnih zahtevah glede točnosti je potrebno uporabljati specialne merilne

instrumente in postopke.


- 3 -

Omejitve pri izdelavi diplomskega dela so naslednje:

• Osredotočil se bom samo na postopke in merilne naprave za merjenje oblikovnih

odstopanj.

• Nekateri stroški merilnih naprav in stroški delovnih ur na merilnih napravah bodo

določeni izkustveno.

• Pregledal bom inovacije med proizvajalci specialnih merilnih instrumentov, vendar le

za instrumente za merjenje oblikovnih odstopanj.

1.4 Predvidene metode

Vsebina diplomskega dela zajema tako teoretični kot praktični del.

V teoretičnem delu bom na kratko predstavil področje meroslovja in kakovosti, opisal merilne

naprave in postopke za merjenje oblikovnih postopkov ter teorijo inoviranja. Osredotočil sem

bom predvsem na krožnost, daljnost, premost in ravnost. Pregledal in analiziral bom

obstoječo literature ter informacije, ki so dostopne preko spleta.

V praktičnem delu si bom za merjenje različnih oblikovnih odstopanj izbral nekaj specialnih

merilnih strojev različnih proizvajalcev in jih analiziral. Upošteval bom tudi stroške strojev in

stroške delovnih ur na teh napravah ter na koncu naredil primerjavo med njimi. Pregledal bom

pomembnejše inovacije med svetovnimi proizvajalci merilne opreme in poizkušal opisati

vpliv inovacij. To bodo napotki, ki bodo pomagali pri izbiri med različnimi stroji in postopki.

V diplomskem delu bom uporabil vsaj dve metodi in sicer metodo klasifikacije in metodo

analize. Metoda klasifikacije je najstarejša in najenostavnejša znanstvena metoda. Znanost se

je pravzaprav začela s klasifikacijo. Na temelju spoznavanja stvari, klasifikacija predstavlja

skupine predmetov in njihovo razvrstitev. Klasifikacija je sistematska delitev osnovnega

pojma, na pojme, ki ta osnovni pojem vsebujejo oz. delijo. Klasifikacija se lahko definira kot

postopek dodeljevanja mesta posameznemu pojmu v skupini pojmov (predmetov,

pojavov,…). [25]

Metoda analize je postopek znanstvenega raziskovanja in pojasnjevanja stvari. To poteka

preko razčlenjevanja kompleksnih pojmov, stvari in pojavov, na bolj enostavne sestavne dele

ter elemente. Poteka študija vsakega posameznega dela za sebe in v odnosu na druge. Ta

metoda omogoča pregled, odkrivanje in proučevanje znanstvene resnice. [25]


- 4 -

2. Oblika in lega

Podobo obdelovanca podajajo oblika, položaj in kakovost mejnih ploskev, ki tvorijo površino

obdelovanca . Površino določajo:

• kemične značilnosti (sestava, možnosti reakcij),

• fizikalne značilnosti (trdota, napetost, struktura),

• geometrijske značilnosti (hrapavost, valovitost, razpoke, oblikovna odstopanja).

Pri vsakem obdelovancu se pojavijo odstopanja od njegove idealne podobe. Delimo jih na

groba (merska, oblikovna, položajna) in fina (valovitost, hrapavost) odstopanja od idealne

podobe.

Oblikovna odstopanja lahko določimo z opazovanjem površine. Razmerje dolžine oblikovnih

odstopanj in globine je ˃ 1000 : 1. Spadajo h grobim odstopanjem.

Valovitost so neurejena ali urejena ponavljajoča se odstopanja, ki nimajo vedno oblike valov.

Razmerje razdalje valov proti globini je med 1000 : 1 in 100 : 1. Praviloma se pojavlja več

valovnih period. Po velikosti lahko pripada valovitost h grobim ali finim odstopanjem. Pojavi

se zaradi zunanjih napetosti, oblikovnih odstopanj frezal ali zaradi nihanja strojev, orodij in

obdelovancev.

Hrapavost so neurejena ali urejena ponavljajoča se odstopanja. Razmerje hrapavosti (razdalje

med zarezami) proti globini je praviloma med 150 : 1 in 5 : 1. Spada k finim odstopanjem.

Pojavi se zaradi neposrednega vliva obdelovalnih rezil, deformacije materiala pri peskanju,

kristalizacijskih postopkov, kemičnih vplivov in korozijskih postopkov.

Odstopanja ne smejo preseči neke predpisane vrednosti. Če so te vrednosti manjše od

običajnih, morajo biti na risbi navedene dopustne vrednosti. Poleg merskih toleranc in

predpisanih značilnih veličin hrapavosti so za montažo in funkcionalnost obdelovancev

pomembni tudi odstopanja od oblike in lege. Za dvig zanesljivosti, izboljšanje zmogljivosti in

zmanjšanje montažnih stroškov strojev in naprav, pogosto predpisujemo ožje tolerance

obdelovancev. Veliko vlogo pri tem igra gospodarnost. [1, 2]


- 5 -

2.1 Vzroki odstopanja oblike in lege

Strojno pogojeni vzroki pri obdelavi obdelovancev na obdelovalnih strojih so:

• statična in/ali dinamična odstopanja oblike in lege vodil gibajočih se strojnih

komponent,

• pozicionirna odstopanja gibajočih se komponent zaradi netočnosti merilnih in

krmilnih sistemov,

• elastične spremembe oblike strojev, vodil ali orodij zaradi lastne teže obdelovanca

in/ali zaradi obdelovalne sile,

• obraba orodij, orodnih držal in vpenjal,

• nihanja v sistemu: obdelovanec – orodje – stroj,

• nepravilno vpetje obdelovanca v stroj.

Vzroki, pogojeni z obdelovancem:

• nehomogenost materiala,

• deformacije obdelovancev,

• krajevno različna porazdelitev temperatur pri procesu obdelave,

• pojav notranjih napetosti po obdelovalnem procesu,

• sprememba trdote pri toplotni obdelavi.

Vzroki pogojeni z okolico:

• krajevna in/ali časovna temperaturna nihanja, ki vplivajo na deformacijo strojev in

vodil,

• nihanja, ki se na stroj prenašajo s tal preko temeljev.

Običajno deluje več različnih vzrokov hkrati. [1]

2.2 Pojmi in definicije

Obdelovanec lahko razdelimo na posamezne površinske geometrijske oblikovne elemente.

Takšni elementi so npr. valj, krogelne površine, ravnine ali površine poljubnih oblik.

Središčnice, linije, simetrije, linije plašča posameznih elementov in robne linije med


- 6 -

posameznimi površinskimi geometrijskimi elementi so linijski oblikovni elementi. To so npr.

premice, krogi ali poljubne oblike linij. Vogali, konice, točke prereza, simetrijske točke

predstavljajo točkovne geometrijske elemente. Vseh geometrijskih elementov ni mogoče

opredmetiti (npr. srednje ravnine, ravnine simetrije, središčnic itd.). Idealne geometrijske

oblike preprostih standardnih elementov je mogoče matematično opisati (premica, krog,

ravnina, valj). Geometrijske oblike kompliciranih elementov (npr. sferično zavite površine, ne

okrogle kolute ...) podajamo s koordinatami mejnih obrisov.

Tolerančna cona je cona, znotraj katere morajo ležati vse točke geometrijskega elementa.

Ločimo ploskovne in prostorske cone. Omejene so z linijskimi ali površinskimi elementi.

Tolerančna cona je lahko npr. površina znotraj kroga, površina med vzporednima premicama.

Odstopanje oblike je vrednost največjega odstopanja oblikovnega elementa od njegove

idealne oblike. Oblikovna toleranca je največja dopustna vrednost odstopanja.

Odstopanje lege je odstopanje položaja geometrijskega elementa od predpisane teoretične

lege ali odstopanje medsebojne lege dveh ali več elementov. Odstopanje je lahko krajevno

odstopanje (npr. pozicije), odstopanje smeri (npr. kotnega položaja) ali odstopanje teka

(krožni tek).

Toleranca lege omejuje dopustna položajna odstopanja in določa tolerančno polje, znotraj

katerega mora ležati element.

Referenčni element (bazni element, baza) predstavlja izhodišče za uporabo toleranc lege.

Imenski referenčni element (baza) je na dokumentaciji podan idealen geometrijski element.

Dejanski referenčni element (bazni element) je realni element na merjencu, ki že vključuje

prej opisana odstopanja. Odstopanja morajo biti tako majhna, da ga še vedno lahko

uporabljamo kot izhodišče za merjenje odstopanj lege drugih elementov. Če splošne tolerance

za obliko referenčnih elementov ne zadoščajo, je potrebno ožje tolerance posebej pripisati.

Maksimalna materialna mera je tista od obeh mejnih mer, ki daje maksimalni volumen

materiala. Pri gredi je to najvišja mera, pri luknji pa najnižja mera.

Minimalna materialna mera je tista od obeh mejnih mer, ki daje minimalni volumen

materiala. Pri gredi je to najnižja mera, pri luknji pa najvišja mera.

Teoretično točna mera podaja na risbi idealni geometrijski položaj tolerančne cone za

odstopanje lege. Je absolutno točna in jo vedno uporabljamo skupaj z navedbo tolerance lege.

[1, 12, 4]

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo

2.3 Toleriranje odstopanj oblike in lege ter zapisi na risbah

Odstopanje oblike in lege opisuje ISO 1101 : 2004. Simbole toleriranih veli

preglednica.

Preglednica 2.1: Tolerance oblike in lege in njihovi zapisi po ISO 1101 : 2004

Zapis na risbah se nahaja v dvo

določeno, veljajo opisne tolerance za celoten oblikovni el

osne linije (npr. oznake premera gredi), se navede tolerance nanašajo na os ali srednjo ravnino

tega geometrijskega elementa.

Fakulteta za strojništvo

- 7 -

Toleriranje odstopanj oblike in lege ter zapisi na risbah

Odstopanje oblike in lege opisuje ISO 1101 : 2004. Simbole toleriranih veli

: Tolerance oblike in lege in njihovi zapisi po ISO 1101 : 2004

Zapis na risbah se nahaja v dvo- ali tridelnem tolerančnem okvirju s puš

eno, veljajo opisne tolerance za celoten oblikovni element. Če je puš


tega geometrijskega elementa.

Diplomsko delo

Toleriranje odstopanj oblike in lege ter zapisi na risbah

Odstopanje oblike in lege opisuje ISO 1101 : 2004. Simbole toleriranih veličin podaja spodnja

: Tolerance oblike in lege in njihovi zapisi po ISO 1101 : 2004 [2]

nem okvirju s puščico. Če ni drugače

Če je puščica v podaljšku



Slika 2.1

Referenčni trikotnik se uporablja za ozna

toleranc. Lahko je direktno povezan s toleran

v okviru. Dopustno prekora

označimo z veliko črko M v krogu. Velika

kot ovojni pogoj. Projicirano toleran


- 8 -

1: Označevanje toleranc oblike in lege na risbi

ni trikotnik se uporablja za označbo referenčnega elementa pri navedbi položajnih

toleranc. Lahko je direktno povezan s tolerančnim okvirjem. Teoretično to

v okviru. Dopustno prekoračitev tolerance pri navedbi maksimalnega materialnega pogoja

rko M v krogu. Velika črka E v krogu za mersko toleranco pove, da služi

kot ovojni pogoj. Projicirano tolerančno cono označimo z veliko črko P v krogu.

Diplomsko delo

na risbi [2]

nega elementa pri navedbi položajnih

čno točna mera je podana

lnega materialnega pogoja

rka E v krogu za mersko toleranco pove, da služi

rko P v krogu. [1]


Preglednica

Delimo jih na:

• Tolerance lege, ki jih uporabljamo samo v povezavi s teoreti

Označujejo toleranč

• Tolerance teka, ki omejujejo dopustne odstopke lege

referenčne osi. Podana toleranca teka velja samo na dolo

• Zbirne tolerance teka, ki veljajo za celotne površine elementov (npr. plaš

plašči stožcev, čelne površine valjev).

Tolerance veljajo vedno za eno mero in so neodvisne od drugih mer ter merskih, položajnih in

oblikovnih odstopanj. To imenujemo na

in lege. Vsaka toleranca velja za tolerirano mero ali za tolerirane zna

neodvisno od dejanskih vrednosti ali odstopanj, ki jih ugotovimo pri kontroli oz. merjenju. Pri


- 9 -

Preglednica 2.2: Oblikovne tolerance [2]

Tolerance lege, ki jih uporabljamo samo v povezavi s teoreti

ujejo tolerančno cono, ki leži simetrično okrog teoretične mere.

Tolerance teka, ki omejujejo dopustne odstopke lege pri vrtenju obdelovanca okrog

ne osi. Podana toleranca teka velja samo na določenem merilnem mestu.

Zbirne tolerance teka, ki veljajo za celotne površine elementov (npr. plaš

čelne površine valjev).

no za eno mero in so neodvisne od drugih mer ter merskih, položajnih in

oblikovnih odstopanj. To imenujemo načelo neodvisnosti, ki pa ne omejuje odstopanj oblike

in lege. Vsaka toleranca velja za tolerirano mero ali za tolerirane zna

dvisno od dejanskih vrednosti ali odstopanj, ki jih ugotovimo pri kontroli oz. merjenju. Pri

Diplomsko delo

Tolerance lege, ki jih uporabljamo samo v povezavi s teoretično natančno mero.

čne mere.

pri vrtenju obdelovanca okrog

enem merilnem mestu.

Zbirne tolerance teka, ki veljajo za celotne površine elementov (npr. plašči valjev,

no za eno mero in so neodvisne od drugih mer ter merskih, položajnih in

elo neodvisnosti, ki pa ne omejuje odstopanj oblike

in lege. Vsaka toleranca velja za tolerirano mero ali za tolerirane značilnosti elementov,

dvisno od dejanskih vrednosti ali odstopanj, ki jih ugotovimo pri kontroli oz. merjenju. Pri


- 10 -

ocenjevanju možnosti parjenja posameznih delov med seboj to ne zadostuje, ampak moramo

upoštevati dejanske mere ter odstopanja oblike in lege.

Preglednica 2.3: Tolerance lege [2]

Dopuščanje presežka ene tolerance za toliko, za kolikor druga ostaja neizkoriščena,

imenujemo maksimalni materialni pogoj in ga označujemo z veliko črko M v krogu pri

navedbi tolerance.

Ovojni pogoj po ISO 1101 : 2004, ki ga označujemo z veliko črko E v krogu pri oznaki

tolerance, pove, da dejanska mera v nobenem primeru ne sme nikjer segati skozi geometrijsko

idealno ovojno površino z maksimalno materialno mero. V tem primeru omejuje podana

mejna mera tudi oblikovna odstopanja. Ta omejitev velja pri izvrtinah samo za spodnjo mejno

mero, pri gredeh pa samo za zgornjo mero premera.


- 11 -

V posebni primerih lahko tolerančno cono premaknemo (projiciramo) v smeri nasprotnega

dela v ujemu. Dolžino in položaj projicirane tolerančne cone na risbi navedemo z veliko črko

P v krogu.

Tolerance oblike in lege skupaj z merskimi tolerancami zagotavljajo funkcionalnost in

možnost ujemanja elementov. Pri tem mora biti izpolnjeno načelo neodvisnosti vseh, na

dokumentu navedenih, toleranc in splošnih toleranc po DIN 7168 : 1991. Odstopanja

nastopajo neodvisno od imenske mere tudi takrat, kadar oblika elementa preseže maksimalno

materialno mero. [1, 2, 24, 25, 17]


- 12 -

3. Merjenje oblike

Veljavni standardi ne predpisujejo uporabe določenih merilnih postopkov za določanje

odstopanj dimenzije, oblike in lege. Meritev mora biti izvedena tako, da zagotavlja

funkcionalnost obdelovanca. Na negotovost določanja vplivajo izbor, izvedba in mersko-

tehnične značilnosti primerjalnih elementov. V ISO 1101 : 2004 je definiran minimalni pogoj

mejne linje in površine za določanje odstopanj.

3.1 Načelo minimuma

Pri merjenju oblikovnih odstopanj elementov lahko linije in površine, med katerimi mora

ležati merjena oblika elementa, različno določamo. Pri elementu, ki je prikazan na Sliki

3.1, lahko mejne linije za ugotavljanje odstopanj premočrtno postavimo tako, da dobimo npr.

dve razdalji �� in ��, pri čemer je �� ˂ ��. Pri krogu, predstavljenem na 3.1 lahko merjeni

element omejimo s krogi različnih premerov, pri čemer dobimo razliki polmerov ∆�� in ∆��

(∆�� ˂ ∆��).

Načelo minimuma (ISO 1101 : 2004):

»Pri merjenju oblikovnih odstopanj moramo mejne linije oz. površine položiti na dejansko

obliko tako, da dobimo najmanjše možne oblikovna odstopanja.«

Obdelovanec je pri merjenju torej nastavljen tako, da je največji razmak mejne linije oz.

površine geometrijsko idealne oblike od poljubne točke merjene površine minimalen.

To načelo minimuma velja tudi za referenčne elemente pri merjenju odstopanj lege.

Oblikovna in položajna odstopanja pogosto merimo s srednjim prilegajočim se geometričnim

idealnim oblikovnim elementom. Izračunamo ga iz izmerjenih točk površine s pomočjo

kriterija vsote najmanjših kvadratov odstopanj. [1]


Slika 3.1: Razlaga na

Bazni element in sistemi baz

Izbor baznega elementa dolo

(baza) je geometrijsko idealni element, ki predstavlja idealizirano obliko izmerjenega

dejanskega baznega elementa ali

dejanskih baznih elementov (npr. baza je definiran kot os skozi središ

izvrtin). Dejanski bazni element (ali na kratko bazni element), ki se nahaja na obdelovancu, se

razlikuje od baze. To privede do merskih negotovosti, kadar pri ponavljajo

uporabljamo različne dele baznih elementov. Zato moramo že na risbah nedvoumno definirati

točko baznega elementa, ki jo bomo uporabljali kot primerjalno mesto. [2]

3.2 Merjenje oblike in položaja

Meritve odstopanj dimenzije, oblike in lege neke površine lahko izvajamo s to

tipanjem. Koordinate tipalnih to

tesnejša je mreža in tem manjše so razdalje med posameznimi to


- 13 -

: Razlaga načela minimuma na primeru premice in kroga

Bazni element in sistemi baz

Izbor baznega elementa določajo funkcionalne zahteve obdelovanca. Imenski bazni element


dejanskega baznega elementa ali izračuni idealni geometrijski element skozi ve

dejanskih baznih elementov (npr. baza je definiran kot os skozi središ


baze. To privede do merskih negotovosti, kadar pri ponavljajo

ne dele baznih elementov. Zato moramo že na risbah nedvoumno definirati

ko baznega elementa, ki jo bomo uporabljali kot primerjalno mesto. [2]

e in položaja

Meritve odstopanj dimenzije, oblike in lege neke površine lahko izvajamo s to

tipanjem. Koordinate tipalnih točk nato primerjamo z etalonom. Čim več

tesnejša je mreža in tem manjše so razdalje med posameznimi točkami, kar pove

Diplomsko delo

premice in kroga

ajo funkcionalne zahteve obdelovanca. Imenski bazni element


uni idealni geometrijski element skozi več izmerjenih

dejanskih baznih elementov (npr. baza je definiran kot os skozi središči dveh izmerjenih


baze. To privede do merskih negotovosti, kadar pri ponavljajočih se meritvah

ne dele baznih elementov. Zato moramo že na risbah nedvoumno definirati

ko baznega elementa, ki jo bomo uporabljali kot primerjalno mesto. [2]

Meritve odstopanj dimenzije, oblike in lege neke površine lahko izvajamo s točkovnim

im večje je število točk, tem

kami, kar povečuje točnost


- 14 -

postopka. Položaj točk je lahko tudi linijski. Pogosto izberemo preproste geometrijske oblike.

Takšne prereze označimo kot profilne prereze. Linije prereza kot profilne linije. [2]

Kot primer lahko vzamemo krožni valj. Pri aksialnem prerezu sta profilni liniji dve liniji

plašča, pri radialnem pa je profilna linija krog. Pri poševni ravnini prereza dobimo kot

profilno linijo en del ali celo elipso. Pri prerezu krogle je profilna linija vedno v obliki kroga.

Mero, obliko in položaj profilnih linij oz. položaj površinskih točk uporabljamo za presojo

geometrijskih elementov.

Pri merjenju določimo vrednost merjene točke z ozirom na koordinatni sistem obdelovanca. S

temi vrednostmi lahko določamo mero in položaj posameznih geometrijskih elementov. Z

zadostnim številom tipalnih točk lahko ocenjujemo tudi oblikovna odstopanja elementov. Pri

tem moramo izbrisati ustrezen način primerjave izmerjenih točk z geometrijskim elementom

(načelo minimuma ali izravnalni element). [1]


- 15 -

4. Postopki za merjenje oblikovnih odstopanj

Vsi postopki temeljijo na primerjavi z etalonom. Etalon je lahko opredmeten (npr. kontrolni

valj, vodilna proga, tuširna plošča) ali neopredmeten (npr. svetlobni žarek).

4.1 Premost

Premočrtne profilne linije lahko tečejo preko ravnine, ali pa so sestavljene iz plaščnih linij

valja ali stožca oz. iz robov, ki ločujejo dve ravninski površini. Pogosto merimo tudi premost

neopredmetenih linij kot so npr. simetrale, središčnice in rotacijske osi. Ravnost površine v

osnovi ugotavljamo z merjenjem premosti več profilnih linij. Iz tega sledi, da lahko vse

postopke za merjenje premosti uporabljamo tudi za merjenje ravnosti.

Matematično je premica definirana kot najkrajša povezava dveh točk. Ravnina je definirana s

tremi točkami, ki ne ležijo na isti premici. Ti dve definiciji ne vsebujeta nobenih mer. Za

navedbo položaja premice ali ravnine pa potrebujemo določene mere (npr. koordinatne mere

točk). Premost profilnih linij opazujemo v ravnini profilnega prereza. Oblikovana odstopanja

ravnine opazujemo vedno v smeri normale.

Rezultate merjenja premosti podajamo navadno v povečanem merilu v dveh med seboj

pravokotnih smereh. Odstopanja od ravnosti pa pogosto podajamo topografsko.

Najpomembnejša merilna postopka sta merjenje razdalje do opredmetene ali optične premice

oz. ravnine, ali merjenje nagiba proti premici.

Merjenje razdalje do opredmetene premice in ravnine

Najpogosteje uporabljamo postopek s svetlobno režo. Kot opredmeteno premico uporabimo

lasno ravnilo, ki ga položimo na merjeno površino in opazujemo svetlobno režo. Velikost

odstopka od premosti določamo s širino svetlobne reže. Dober merilec lahko določa odstopke

med 1,5 µm in 8 µm z negotovostjo 1 µm do 2 µm. Pri merjenju premosti plaščne linije

krožnosti delov se lahko pojavi pogrešek zaradi možne nevzporednosti ravnila z osjo

kontroliranega dela. [1]


Slika 4.1: Določanje odstopanja premosti linije na plaš

Za merjenje premosti lahko uporabimo tudi ravnilo z dvema približno enako velikima

končnima meriloma, ki ga položimo preko kontrolirane profilne linije površine obdelovanca.

Premost linije preverjamo z merjenjem razdalje med površino obdelovanca in ravnilo

Merjenje vršimo s končnimi merili ali komparatorji. Postopek je uporaben do merilnih dolžin

približno enega metra. Merska negotovost je pod 1

Slika 4.2: Merjenje odstopanja premosti plaš

Kot etalon lahko uporabimo tudi vodila sani

velikih merilnih dolžinah, do 40 m, lahko merimo s pomo

kvarčna nit). Na 40 metrih merilne dolži

Pri osnih daljnogledih se kot opredmetena premica uporablja opti

kontrola premosti pri zelo velikih merilnih razdaljah. [1, 2]


- 16 -

anje odstopanja premosti linije na plašču valja z lasnim ravnilom


nima meriloma, ki ga položimo preko kontrolirane profilne linije površine obdelovanca.

Premost linije preverjamo z merjenjem razdalje med površino obdelovanca in ravnilo

čnimi merili ali komparatorji. Postopek je uporaben do merilnih dolžin

približno enega metra. Merska negotovost je pod 1 µm.

: Merjenje odstopanja premosti plaščne linije na merilni mizi s komparatorjem

Kot etalon lahko uporabimo tudi vodila sani, kot na primeru merilnega mikroskopa. Pri zelo

velikih merilnih dolžinah, do 40 m, lahko merimo s pomočjo napete žice (klavirska struna,

na nit). Na 40 metrih merilne dolžine je mogoče negotovost do 20

Pri osnih daljnogledih se kot opredmetena premica uporablja optična os. Z njim je možna

kontrola premosti pri zelo velikih merilnih razdaljah. [1, 2]

Diplomsko delo

u valja z lasnim ravnilom [2]


nima meriloma, ki ga položimo preko kontrolirane profilne linije površine obdelovanca.

Premost linije preverjamo z merjenjem razdalje med površino obdelovanca in ravnilom.

nimi merili ali komparatorji. Postopek je uporaben do merilnih dolžin

merilni mizi s komparatorjem [1]

merilnega mikroskopa. Pri zelo

jo napete žice (klavirska struna,

e negotovost do 20 µm.

čna os. Z njim je možna


Slika 4.3: Merjenje

Kot etalon premice lahko uporabimo tudi svetlobni žarek. Najpogosteje je to laserski žarek.

Oba postopka omogočata avtomatizacijo merilnega postopka. Omogo

30m in negotovost od 0,5 do 1,5

Merjenje nagiba do opredmetene premice

S tem postopkom merimo kot med to

ležeči profilni liniji lahko odstopanja od premosti merimo z libelo.

Slika 4.4: Merjenje odstopanj od premosti v vertikalni smeri z libelo

Avtokolimacijski daljnogled omogo

profilne linije.

Slika 4.5: Ugotavljanje odstopanj premosti z merjenjem kotnih odstopanj od referen


- 17 -

: Merjenje odstopanj premosti z daljnogledom s ciljno ozna


ata avtomatizacijo merilnega postopka. Omogočata merilne dolžine do

0,5 do 1,5 µm na meter merilne dolžine.

Merjenje nagiba do opredmetene premice

S tem postopkom merimo kot med točkami profilne in referenčne linije. Pri horizontalno

i profilni liniji lahko odstopanja od premosti merimo z libelo.

: Merjenje odstopanj od premosti v vertikalni smeri z libelo

Avtokolimacijski daljnogled omogoča merjenje odstopanj od premosti pri poljubni legi

: Ugotavljanje odstopanj premosti z merjenjem kotnih odstopanj od referen[1]

Diplomsko delo

odstopanj premosti z daljnogledom s ciljno označbo [1]


ata avtomatizacijo merilnega postopka. Omogočata merilne dolžine do

ne linije. Pri horizontalno

: Merjenje odstopanj od premosti v vertikalni smeri z libelo [1]

a merjenje odstopanj od premosti pri poljubni legi

: Ugotavljanje odstopanj premosti z merjenjem kotnih odstopanj od referenčne linije


Nagibe lahko merimo s posebno izvedbo komparatorja, ki je na sliki.

Slika

Premosti robov ne moremo meriti

površini, ki tvorita rob. Premost merimo v dveh

pravokotno na rob). Premost središ

točke v posameznih prerezih in jin nato povežemo.

Slika 4.7: Merjenje odstopanja premosti osi na


- 18 -

Nagibe lahko merimo s posebno izvedbo komparatorja, ki je na sliki.

Slika 4.6: Merjenje premosti s komparatorjem [1]

Premosti robov ne moremo meriti direktno. Potrebujemo posebni adapter

površini, ki tvorita rob. Premost merimo v dveh, med seboj pravokotnih

pravokotno na rob). Premost središčnice in osi lahko merimo samo tako, da iš

ke v posameznih prerezih in jin nato povežemo.

: Merjenje odstopanja premosti osi na merilni mizi s komparatorjem

Diplomsko delo

[1]

. Potrebujemo posebni adapter, ki ga položimo na

med seboj pravokotnih, smereh (obe ležita

nice in osi lahko merimo samo tako, da iščemo središčne

merilni mizi s komparatorjem [1]


4.2 Ravnost

Toleranca ravnosti je razdalja t dveh vzporednih ravnin, med katerima morajo ležati vse to

tolerirane ravnine (preglednica 2).

Odstopanja od ravnosti lahko merimo s površinskimi postopki (infrarde

interferenčni mikroskop, planparalelne steklene ploš

postopki (premočrtni etalon z induktivnim tipalnim etalonom, dva odjemalca poti brez

etalona, lasno ravnilo). Mnogo postopkov temelji na ve

položimo mrežo premic čez površino; posamezne profilne linije merimo in jih s pomo

računalnika medsebojno povežemo. Kot opredmeteno ravnino lahko

kontroli premosti – uporabimo ravnilo, žico, laserski žarek, natan

tekočine.

Slika 4.8: Ugotavljanje odstopanja ravnosti z merjenjem razdalj od referen

Za merjenje ravnih površin obdelovanca uporabljamo pogosteje kot premo

ravninske etalone (npr. merilna ploš

uporabljamo tudi gladino teko

obdelovanca. Merilne točke lahko ležijo na ravnih profilnih linijah, kar pa seveda ni nujno.

Postopek je zelo podoben postopku merjenja premosti.


- 19 -

Toleranca ravnosti je razdalja t dveh vzporednih ravnin, med katerima morajo ležati vse to

tolerirane ravnine (preglednica 2).

Odstopanja od ravnosti lahko merimo s površinskimi postopki (infrardeč

ni mikroskop, planparalelne steklene plošče, tuširne ploš

rtni etalon z induktivnim tipalnim etalonom, dva odjemalca poti brez

etalona, lasno ravnilo). Mnogo postopkov temelji na večkratnem merjenju pre

položimo mrežo premic čez površino; posamezne profilne linije merimo in jih s pomo

unalnika medsebojno povežemo. Kot opredmeteno ravnino lahko

uporabimo ravnilo, žico, laserski žarek, natančna vodil

: Ugotavljanje odstopanja ravnosti z merjenjem razdalj od referen

optičnega žarka [1]

Za merjenje ravnih površin obdelovanca uporabljamo pogosteje kot premo

ravninske etalone (npr. merilna plošča iz trdega kamna ali jekla). Pri zelo velikih površinah

uporabljamo tudi gladino tekočine. Merimo razdalje med površino etalona in pov

čke lahko ležijo na ravnih profilnih linijah, kar pa seveda ni nujno.

Postopek je zelo podoben postopku merjenja premosti.

Diplomsko delo

Toleranca ravnosti je razdalja t dveh vzporednih ravnin, med katerima morajo ležati vse točke

Odstopanja od ravnosti lahko merimo s površinskimi postopki (infrardeča kontrolna naprava,

e, tuširne plošče) ali z linijskimi

rtni etalon z induktivnim tipalnim etalonom, dva odjemalca poti brez

kratnem merjenju premosti. Tukaj

ez površino; posamezne profilne linije merimo in jih s pomočjo

unalnika medsebojno povežemo. Kot opredmeteno ravnino lahko – analogno kot pri

uporabimo ravnilo, žico, laserski žarek, natančna vodila ali gladino

: Ugotavljanje odstopanja ravnosti z merjenjem razdalj od referenčne linije –

Za merjenje ravnih površin obdelovanca uporabljamo pogosteje kot premočrtne etalone

a iz trdega kamna ali jekla). Pri zelo velikih površinah

ine. Merimo razdalje med površino etalona in površino

ke lahko ležijo na ravnih profilnih linijah, kar pa seveda ni nujno.


Slika 4.9: Ugotavljanje odstopanja ravnosti z merjenje

Pogosto se uporabljajo tudi tuširni in infrarde

ravnino premažemo s tuširno pasto. Preskušano površino položimo na primerjalno ravnino.

Privzdignjeni deli površine barvo pos

samo kvalitativno vrednotenje ravnosti površine.

Slika 4.10: : Merjenje odstopanja ravnosti z opti

Pri interferenčni postopkih uporabljamo materializirane in opti

kontrolo majhnih, fino obdelanih površin (do nekaj cm) pogosto uporabljamo planparalelne

steklene plošče (optične ravnine). Ko položimo ploš

interferenčne črte. Iz njihovega poteka dolo

znaša nekaj 10 nm. Z interferen

(2 µm).


- 20 -

: Ugotavljanje odstopanja ravnosti z merjenjem razdalj od referen

Pogosto se uporabljajo tudi tuširni in infrardeči postopki. Pri tuširnem postopku primerjalno


Privzdignjeni deli površine barvo posnamejo, poglobljeni pa ne. Na ta na

samo kvalitativno vrednotenje ravnosti površine.

: : Merjenje odstopanja ravnosti z optično ravnino

ni postopkih uporabljamo materializirane in optične primerjalne ravnine. Za


ne ravnine). Ko položimo ploščo na merjeno površino, s

rte. Iz njihovega poteka določamo odstopke od ravnosti. Merilna negotovost

znaša nekaj 10 nm. Z interferenčnimi mikroskopi lahko merimo samo zelo majhna odstopanja

Diplomsko delo

m razdalj od referenčne ravnine [1]

i postopki. Pri tuširnem postopku primerjalno


namejo, poglobljeni pa ne. Na ta način lahko vršimo

no ravnino [2]

ne primerjalne ravnine. Za


o na merjeno površino, se pojavijo

amo odstopke od ravnosti. Merilna negotovost

nimi mikroskopi lahko merimo samo zelo majhna odstopanja


4.3 Krožnost in valjnost

Odstopanja krožnosti merimo na sime

notranji in zunanji krožni cilinder, stožec. Krog je profilna linija radialnega prereza valja, zato

lahko z merjenjem krogov v razli

»krog« ima v nasprotju s premico eno mero in sicer premer. Za definicijo položaja kroga je ob

podani ravnini kroga potrebno podati še koordinate središ

lahko določimo položaj kroga tudi z drugimi navedbami, kot so to

Matematično je krožnica definirana kot množica to

središčne točke. Odstopanje od krožnosti je sprememba radija pri obhodu po liniji obsega

okrog središčne točke.

Standard ISO 1101:2004 definira toleranco kro

koncentričnih krogov, med katerima morajo ležati vse to

odstopanj izhaja standard iz najmanjšega o

najmanjšega včrtanega kroga pri izvrtinah

splošnem različne rezultate.

Slika 4.11: Najpogostejše oblike odstopanj krožnosti in daljnosti

Meritve krožnosti izvajamo z razli

na različnih mestih. To merjenje izhaja iz zna

središče kroga (premeri), enako dolge. To je dvoto

temelji na značilnosti, da je krivulja, definirana s tremi to

obseg konstanta. Naslednji postopek izkoriš

oddaljene od središča kroga. Za vse postopke velja,


- 21 -

Krožnost in valjnost

Odstopanja krožnosti merimo na simetričnih rotacijskih oblikovnih elementih kot npr. krogla,


lahko z merjenjem krogov v različnih prerezih kontroliramo tudi obliko valja. Profilna linija

g« ima v nasprotju s premico eno mero in sicer premer. Za definicijo položaja kroga je ob

podani ravnini kroga potrebno podati še koordinate središčne točke. V posameznih primerih

imo položaj kroga tudi z drugimi navedbami, kot so točke linije o

no je krožnica definirana kot množica točk, ki imajo enako oddaljenost (radij) od

ke. Odstopanje od krožnosti je sprememba radija pri obhodu po liniji obsega

Standard ISO 1101:2004 definira toleranco krožnosti z najmanjšo možno razdaljo dveh

nih krogov, med katerima morajo ležati vse točke profilne linije. Pri dolo

odstopanj izhaja standard iz najmanjšega očrtanega kroga (ovojni krog) pri gredeh, iz

rtanega kroga pri izvrtinah in iz srednjega kroga. Različ

ne rezultate. [1]

: Najpogostejše oblike odstopanj krožnosti in daljnosti

Meritve krožnosti izvajamo z različnimi postopki. Lahko jo preverjamo z merjenjem premera

nih mestih. To merjenje izhaja iz značilnosti kroga, da so vse tetive, ki gredo skozi

e kroga (premeri), enako dolge. To je dvotočkovno merjenje. Trit

ilnosti, da je krivulja, definirana s tremi točkami na obsegu kroga

obseg konstanta. Naslednji postopek izkorišča značilnost kroga, da so vse to

a kroga. Za vse postopke velja, da mora os vrtenja obdelovanca ležati

Diplomsko delo

nih rotacijskih oblikovnih elementih kot npr. krogla,


nih prerezih kontroliramo tudi obliko valja. Profilna linija

g« ima v nasprotju s premico eno mero in sicer premer. Za definicijo položaja kroga je ob

ke. V posameznih primerih

ke linije obsega.

imajo enako oddaljenost (radij) od

ke. Odstopanje od krožnosti je sprememba radija pri obhodu po liniji obsega

žnosti z najmanjšo možno razdaljo dveh

ke profilne linije. Pri določanju

rtanega kroga (ovojni krog) pri gredeh, iz

in iz srednjega kroga. Različna izhodišča dajo v

: Najpogostejše oblike odstopanj krožnosti in daljnosti [2]

nimi postopki. Lahko jo preverjamo z merjenjem premera

ilnosti kroga, da so vse tetive, ki gredo skozi

kovno merjenje. Tritočkovno merjenje

kami na obsegu kroga čez celotni

ilnost kroga, da so vse točke obsega enako

da mora os vrtenja obdelovanca ležati


pravokotno na merilno os. Č

(dobimo eliptično obliko).

Slika 4.12: Primeri razli

Dvotočkovno merjenje lahko pri izvrtinah izvajamo z notranjimi tipali, pri gredeh pa z

zevastimi kalibri ali pa so položeni na merilno ploš

in komparatorji. Oblikovna odstopanja s parnim številom

najpreprostejšem primeru n=2 dobimo elipsi podoben profil

lahko prikažemo v dvojni veli

prepoznavni. Pri tritočkovnem merjenju valjaste obdelov

V-prizme. Površini ležita pod kotom

vrtimo in z merilno uro merimo višino profilne linije. Višina navadno ni enaka odstopanju

krožnosti ��, temveč velja:

��

∗ ∆α

�� - odstopanje krožnosti

- faktor

α / ° - kot med površinama

kjer je faktor K odvisen od kota


- 22 -

pravokotno na merilno os. Če to ni izpolnjeno, se že pri idealnem krogu pojavijo odstopanja

: Primeri različnega vrednotenja odstopanj krožnosti

kovno merjenje lahko pri izvrtinah izvajamo z notranjimi tipali, pri gredeh pa z

zevastimi kalibri ali pa so položeni na merilno ploščo in merjenje izvajamo z merilnimi urami

in komparatorji. Oblikovna odstopanja s parnim številom grebenov in poglobitev

najpreprostejšem primeru n=2 dobimo elipsi podoben profil – so dobro prepoznavni in jih

lahko prikažemo v dvojni veličini. Oblikovna odstopanja z neparnim številom so slabo

kovnem merjenju valjaste obdelovance merimo v glavnem s pomo

prizme. Površini ležita pod kotom α in se tangencialno dotikata obdelovanca. Obdelovanec


velja:

odstopanje krožnosti

kot med površinama

odvisen od kota α kakor tudi od števila n grebenov profilne linije.

Diplomsko delo

se že pri idealnem krogu pojavijo odstopanja

panj krožnosti [2]

kovno merjenje lahko pri izvrtinah izvajamo z notranjimi tipali, pri gredeh pa z

o in merjenje izvajamo z merilnimi urami

grebenov in poglobitev - v

so dobro prepoznavni in jih

ini. Oblikovna odstopanja z neparnim številom so slabo

ance merimo v glavnem s pomočjo

in se tangencialno dotikata obdelovanca. Obdelovanec


(4.1)

števila n grebenov profilne linije.


Pri kotu α=60º se lahko zgodi, da se pri elipti

prikaže. Zato najprej določimo število n in šele nat

0 do 180º. Kot 180º daje dobre rezultate pri ve

Če ni poznano število n grebenov in

pomika kazalca ni mogoče dolo

in tritočkovno merjenje izvajamo z notranjimi merilnimi napravami.

Slika 4.13: Dvotoč

Za meritve krožnosti po principu spremembe radija so razvite specialne kontrolne naprave.

Primerne so za merjenje odstopanj na simetri

notranji in zunanji valji).


- 23 -

º se lahko zgodi, da se pri eliptični obliki odstopanje od krožnosti sploh ne

prikaže. Zato najprej določimo število n in šele nato izberemo ustrezen kot prizme v mejah od

0 do 180º. Kot 180º daje dobre rezultate pri večini odstopanj z neparnim številom grebenov.

e ni poznano število n grebenov in če prevladujejo neobičajni oblikovna odstopanja, iz

če določiti velikost odstopanja. Pri cilindričnih izvrtinah lahko dvo

kovno merjenje izvajamo z notranjimi merilnimi napravami.

: Dvotočkovno in tritočkovno merjenje odstopanj krožnosti

meritve krožnosti po principu spremembe radija so razvite specialne kontrolne naprave.

Primerne so za merjenje odstopanj na simetričnih rotacijskih elementih (stožec, krogla,

Diplomsko delo

ni obliki odstopanje od krožnosti sploh ne

o izberemo ustrezen kot prizme v mejah od

ini odstopanj z neparnim številom grebenov.

ajni oblikovna odstopanja, iz

čnih izvrtinah lahko dvo-

kovno merjenje odstopanj krožnosti [2]

meritve krožnosti po principu spremembe radija so razvite specialne kontrolne naprave.

nih rotacijskih elementih (stožec, krogla,


Slika 4.14: Ugotavljanje odstopanj krožnosti z merjenjem spremembe polmera na namenski

4.4 Linijske in površinske oblike

Poleg ravnih in krožnih profilnih prereznih linij, ravnin in cilindri

kontrolirati tudi linije in površ

zvezo ali s tabelo vrednosti, ki vsebuje koordinate vrednosti opornih to

uporabljamo tudi pri elementih kot so utorne gredi, utorna kolesa, zobniki vseh vrst, turbinske

lopatice.

K najpreprostejšim izvedbam meritve linijske oblike spada pomerjanje s šablono. Šablono

položimo preko površine in ocenjujemo svetlobno režo. Postopek omogo

oceno odstopanj. Pri natanč

pomočjo končnih meril, kalibrskih trnov, merilnih valj

kontrolirano profilno linijo potrebujemo posebno šablono.

Tipanje profilne linije ali površinskih to

natančno. S pomočjo merilnega mikroskopa in s pomikom obdelovanca v X

izvajamo dvodimenzionalne meritve.


- 24 -

: Ugotavljanje odstopanj krožnosti z merjenjem spremembe polmera na namenski merilni napravi [1]

Linijske in površinske oblike

Poleg ravnih in krožnih profilnih prereznih linij, ravnin in cilindrič

kontrolirati tudi linije in površine drugih oblik. Opis obrisa je možen npr. z matemati

zvezo ali s tabelo vrednosti, ki vsebuje koordinate vrednosti opornih to



položimo preko površine in ocenjujemo svetlobno režo. Postopek omogo

oceno odstopanj. Pri natančnejši kontroli merimo zrak med šablono in merjeno pov

nih meril, kalibrskih trnov, merilnih valjčkov ali komparatorjev. Za vsako

kontrolirano profilno linijo potrebujemo posebno šablono.

Tipanje profilne linije ali površinskih točk na obdelovancu s komparatorji ni posebej

jo merilnega mikroskopa in s pomikom obdelovanca v X

izvajamo dvodimenzionalne meritve.

Diplomsko delo

: Ugotavljanje odstopanj krožnosti z merjenjem spremembe polmera na namenski

Poleg ravnih in krožnih profilnih prereznih linij, ravnin in cilindričnih površin moramo

ine drugih oblik. Opis obrisa je možen npr. z matematično

zvezo ali s tabelo vrednosti, ki vsebuje koordinate vrednosti opornih točk. Posebne prikaze



položimo preko površine in ocenjujemo svetlobno režo. Postopek omogoča samo subjektivno

nejši kontroli merimo zrak med šablono in merjeno površino s

kov ali komparatorjev. Za vsako

k na obdelovancu s komparatorji ni posebej

jo merilnega mikroskopa in s pomikom obdelovanca v X-Y smeri lahko


Slika 4.15: Meritev linijskih odstopanj s svetlobnim prerezom

Splošno uporabni so profilni projektorj

merskimi oznakami, kar omogo

Odstopanja lahko opazujemo pri enaki pove

Pri postopku s svetlobnim prerezom osvetlimo površino obdelovanca z

progo, običajno pod kotom 45

primerjalno obliko. Svetlobno progo lahko tudi projiciramo na motno ploš

jo primerjamo z merskimi oznakami.

Za kontrolo oblike linij in površin se vedno ve

točkovno ali kontinuirano. [2]


- 25 -

: Meritev linijskih odstopanj s svetlobnim prerezom

Splošno uporabni so profilni projektorji. Sliko obdelovanca lahko primerjamo s pove

merskimi oznakami, kar omogoča kontrolo zelo majhnih oblikovnih odstopkov (

Odstopanja lahko opazujemo pri enaki povečavi kot mere.

Pri postopku s svetlobnim prerezom osvetlimo površino obdelovanca z

ajno pod kotom 45º. Odbito svetlobno progo optično opazujemo in jo primerjamo

primerjalno obliko. Svetlobno progo lahko tudi projiciramo na motno ploš

jo primerjamo z merskimi oznakami.

inij in površin se vedno več uporablja KMN. Tipanje se lahko vrši

[2]

Diplomsko delo

: Meritev linijskih odstopanj s svetlobnim prerezom [2]

i. Sliko obdelovanca lahko primerjamo s povečanimi

majhnih oblikovnih odstopkov (˃1µm).

Pri postopku s svetlobnim prerezom osvetlimo površino obdelovanca z zelo ozko svetlobno

no opazujemo in jo primerjamo

primerjalno obliko. Svetlobno progo lahko tudi projiciramo na motno ploščo, jo povečamo in

uporablja KMN. Tipanje se lahko vrši


5. Postopki za merjenje položaja

Ohranjanje tolerance lege lahko na

odstopanja lege vsebujejo tudi ob

ugotavljanje odstopanj lege neopredmetenih elementov kot so osi izvrtin.

Odstopanje lege v osnovi merimo v dveh korakih:

• ugotavljanje primerjalnih elementov in dolo

• merjenje odstopanj

5.1 Smer: vzporednost, pravokotnost, nagib

Vsa odstopanja od smeri lahko ugotavljamo z merjenjem oddaljenosti ali kota proti

primerjalnemu elementu oz. proti nadomestnemu primerjalnemu elementu. Uporabljamo

lahko večino postopkov za merjenje odstopanj premosti in ravnosti. Za merjenje

pravokotnosti in nagiba potrebujemo še dodatne opredmetene kote ali merilna sredstva.

Slika 5


- 26 -

Postopki za merjenje položaja

Ohranjanje tolerance lege lahko načeloma merimo brez ugotavljanja oblikovnih odstopanj,

odstopanja lege vsebujejo tudi oblikovna odstopanja. Poseben problem predstavlja


Odstopanje lege v osnovi merimo v dveh korakih:

ugotavljanje primerjalnih elementov in določanje njihovega položaja,

merjenje odstopanj lege toleriranih oblikovnih elementov. [2]

Smer: vzporednost, pravokotnost, nagib



ino postopkov za merjenje odstopanj premosti in ravnosti. Za merjenje

pravokotnosti in nagiba potrebujemo še dodatne opredmetene kote ali merilna sredstva.

5.1: Merjenje vzporednosti osi z bazno osjo [1]

Diplomsko delo

eloma merimo brez ugotavljanja oblikovnih odstopanj, če

likovna odstopanja. Poseben problem predstavlja


anje njihovega položaja,



ino postopkov za merjenje odstopanj premosti in ravnosti. Za merjenje

pravokotnosti in nagiba potrebujemo še dodatne opredmetene kote ali merilna sredstva. [2]

[1]


Slika 5.2: Merjenje nagiba osi izvrtine na bazno os z generatorjem kota in komparatorjem

Slika 5.3: Merjenje pravokotnosti osi na bazno

5.2 Položaj: pozicija, sosrednost, soosnost, somernost

S kalibri lahko določamo odstopanja, ki omogo

položaj ugotavljamo z merjenjem razdalje ali koordinat. Pogosto se uporablja KMN, kjer je

priporočljiva tudi uporaba ra

merjenje krožnosti. Merilne rezultate podajamo v polarnih diagramih. V dolo

možna tudi uporaba postopkov za merjenje odstopanj od krožnega gibanja. Za merjenje

somernosti najpogosteje uporabljamo KMN.


- 27 -

: Merjenje nagiba osi izvrtine na bazno os z generatorjem kota in komparatorjem

: Merjenje pravokotnosti osi na bazno ravnino

Položaj: pozicija, sosrednost, soosnost, somernost

amo odstopanja, ki omogočajo preskušanje z parjenjem. Poleg tega lahko


ljiva tudi uporaba računalnika. Sosrednost in soosnost lahko merim

merjenje krožnosti. Merilne rezultate podajamo v polarnih diagramih. V dolo


somernosti najpogosteje uporabljamo KMN. [2]

Diplomsko delo

: Merjenje nagiba osi izvrtine na bazno os z generatorjem kota in komparatorjem [1]

ravnino [1]

ajo preskušanje z parjenjem. Poleg tega lahko


unalnika. Sosrednost in soosnost lahko merimo z napravami za

merjenje krožnosti. Merilne rezultate podajamo v polarnih diagramih. V določenih primerih je



- 28 -

5.3 Tek: splošno, krožno, čelno, zbirno

Odstopanje teka preverjamo z merjenjem razdalje med fiksno točko in površino obdelovanca

med vrtenjem okrog podane osi. Obdelovanec ne sme biti aksialno premičen. Celotna

sprememba razdalje predstavlja gibalni odstopek. Če smer odstopka, ki je na risbi označena s

puščico, leži:

• pravokotno na vrtilno os, ga označimo kot odstopanje od krožnega teka;

• vzporedno z vrtilno osjo, ga označimo kot odstopanje od čelnega teka;

• pod določenim kotom na vrtilno os, ga označimo kot splošni odstopanje teka.

Upoštevati moramo, da odstopanja vležajenja povzročijo dodatna merska odstopanja. [2]


6. Merilni instrumenti za merjenje odstopanj oblike in lege

6.1 Premost in ravnost

V merilni tehniki predstavlja premica os simetri

stožčastega telesa, rob telesa ipd. Premica je dolo

idealne geometrijske oblike premice imenujemo odstopanje od premosti. Premost

s primerjavo merjenega telesa z referen

matematično premico. Referen

ravnilo), gladina tekočine, precizna vodila, svetlobni in laserski

Ravnina je definirana s tremi to

postopki (interferenčni mikroskop, tuširna ploš

(lasna ravnila, optična os, laserski žarek

Merjenje razdalj od referen

Laser

Laser je merilni instrument opremljen z opti

merjenje ravnosti, pravokotnosti ter vzporednosti.

računalniško obdelavo podatkov.

Na sliki 6.1 je prikazan laser proizvajalca Taylor Hobson.

dodatne opreme, ki laserju daje še dodatno vrednost in uporabnost. Laser služi kot genera

optične osi (glej poglavje 4

Slika 6.1: Slika prikazuje laser proizvajalca Taylor Hobson


- 29 -

Merilni instrumenti za merjenje odstopanj oblike in lege

Premost in ravnost

V merilni tehniki predstavlja premica os simetričnega telesa, linijo plaš

astega telesa, rob telesa ipd. Premica je določena z dvema točkama. Odstopanje od

idealne geometrijske oblike premice imenujemo odstopanje od premosti. Premost

s primerjavo merjenega telesa z referenčno premico ali površino, ki predstavlja idealno

no premico. Referenčno površino lahko predstavljajo trdna telesa (žica, struna,

ine, precizna vodila, svetlobni in laserski žarek ter opti

Ravnina je definirana s tremi točkami. Odstopanja od ravnosti merimo s površinskimi

ni mikroskop, tuširna plošča, steklene plošče …) ali z linijskimi postopki

na os, laserski žarek …).

Merjenje razdalj od referenčne premice:

Laser je merilni instrument opremljen z optično in elektronsko komponento za natan

merjenje ravnosti, pravokotnosti ter vzporednosti. Integrirana programska oprema omogo

unalniško obdelavo podatkov.

sliki 6.1 je prikazan laser proizvajalca Taylor Hobson. Proizvajalec ponuja širok izbor

dodatne opreme, ki laserju daje še dodatno vrednost in uporabnost. Laser služi kot genera

ne osi (glej poglavje 4.1 Premost).

: Slika prikazuje laser proizvajalca Taylor Hobson

Diplomsko delo

Merilni instrumenti za merjenje odstopanj oblike in lege

nega telesa, linijo plašča valjastega ali

ena z dvema točkama. Odstopanje od

idealne geometrijske oblike premice imenujemo odstopanje od premosti. Premost preverjamo

no premico ali površino, ki predstavlja idealno

no površino lahko predstavljajo trdna telesa (žica, struna,

žarek ter optični žarek.

kami. Odstopanja od ravnosti merimo s površinskimi

…) ali z linijskimi postopki

no in elektronsko komponento za natančno

programska oprema omogoča

Proizvajalec ponuja širok izbor

dodatne opreme, ki laserju daje še dodatno vrednost in uporabnost. Laser služi kot generator

: Slika prikazuje laser proizvajalca Taylor Hobson [26]


- 30 -

Tehnične lastnosti laserja proizvajalca Taylor Hobson:

• enostavna in kompaktna oblika,

• merilno območje: 5 mm x 5 mm,

• merilna razdalja: 0,1 m - 10 m,

• valovna dolžina: 630 nm - 670 nm (rdeča),

• temperaturno območje: 10 °C - 35 °C,

• ločljivost: 0,1 µm,

• obnovljivost: +/- 0,25 µm,

• programska oprema,

• digitalni izhod z grafičnim prikazom,

• brezžična tehnologija (Bluetooth),

• poganjajo ga zmogljive baterije (Li-ion, 7,2 V).

Laserski triangulacijski senzor Laserski triangulacijski senzorji omogočajo brez-dotično merjenje raznovrstnih izdelkov in

polizdelkov. Z uporabo referenčne površine, ali z uporabo dveh senzorjev, lahko merimo

širino ali višino. S pomikanjem ali rotiranjem senzorja ali merjenca, vzdolžno ali prečno,

lahko merimo tudi ravnost, premost, konturo, ekscentričnost, iztek, premer in soosnost.

Primeri merilnih aplikacij:

� en senzor: oddaljenost, vibracije,

� en senzor z uporabo mehanske reference: debelina, širina, višina, dolžina, premer,

� en senzor, merjenec v gibanju: kontura (profil), ekscentričnost, iztek, premost,

usločenost, zvitost,

� dva senzorja (diferencialni način): debelina, širina, višina, dolžina,

� en senzor in opredmetena referenčna premica (npr. vodilo): ravnost in premost.


- 31 -

Slika 6.2: Triangulacijski laser proizvajalca LAP (tip: Atlas) [7] Tehnične lastnosti triangulacijskega laserja proizvajalca LAP (tip: Atlas):

� merilna območja: 2 mm, 5 mm, 10 mm, 30 mm, 70 mm, 100 mm,

� frekvenca merjenja (hitrost): od 4 kHz do 10 kHz,

� linearnost / ponovljivost: od ± 2 µm / do ± 1,5 µm,

� izhod / vmesniki Analogni 4 - 20 mA, digitalni RS 485 / RS 232,

� laser tip, valovna dolžina: 670 nm (rdeč),

� električno napajanje: 24 VDC,

� stopnja zaščite: IP 65,

� dimenzije: 32 mm x 80 mm x 65 mm; teža: 250 g,

� okoljski pogoji: Temperaturno območje: 0 - 40 °C; relativna vlažnost: 35 - 85 %, brez

kondenzacije.

Optični teleskop

Optični teleskop služi za merjenje oddaljenosti od optične linije oz. opredmetene premice

(glej poglavje 4.1 Premost in sliko 4.3)

Slika 6.3 prikazuje optični teleskop proizvajalca Taylor Hobson. Prikazani merilni instrument,

je vsestranski in namenjen za več aplikacij. Zagotavlja točnost ob ohranjanju stabilnosti v

najbolj zahtevnih okoljih uporabe. Parametri vključujejo usklajevanje vzporednosti,

pravokotnosti in ravnosti. Samodejni izračun parametrov (X, Y), v rangu točnosti 0,05 mm,

na razdalji 30 m.


Slika 6.3: Slika prikazuje teleskop proizvajalca Taylor Hobson

Tehnične lastnosti teleskopa proizvajalca Taylor Hobson:

• merilna negotovost: 5

• merilno območje: 1 m

območje),

• ponovljivost: (boljša kot) 2

• jasen digitalni izhod (X,Y),

• ponovljivost meritev, ki jih omogo

• hitro izračunavanje rezultatov meritev, za hitro in enostavno oceno merjenja,

• sistem je možno povezati na ra

• vsestranski in prilagodljiv merilni instrument,

• omogoča natančno in zanesljivo meritev.

Laserski interfenometer

Laserski interferometri so zelo to

potrebne točnosti, ki jo zahteva proizvodnja. Uporabl

negotovostjo do 0,1 µm. Merilne rezultate lahko prikažemo digitalno (digitalne prikazovalne

naprave) ali analogno (risalnik).

Interferometrijske meritve spadajo med najbolj vsestranske postopke merilne teh

je bistveno prispeval razvoj laserja. Interferometrijske metode so uporabne za merjenje poti

oz. premikov daljših tudi od 50 m,


- 32 -

: Slika prikazuje teleskop proizvajalca Taylor Hobson

ne lastnosti teleskopa proizvajalca Taylor Hobson:

merilna negotovost: 5 µm nad 3 m in 50 µm nad 30 m,

je: 1 m-30 m (na posebno zahtevo možno manjš

ponovljivost: (boljša kot) 2 µm,

jasen digitalni izhod (X,Y),

ponovljivost meritev, ki jih omogoča CCD,

unavanje rezultatov meritev, za hitro in enostavno oceno merjenja,

sistem je možno povezati na računalnik,

transki in prilagodljiv merilni instrument,

čno in zanesljivo meritev.

Laserski interferometri so zelo točne naprave, saj je njihova točnost 10 do 100 krat višja od

nosti, ki jo zahteva proizvodnja. Uporabljamo jih za merjenje velikih dimenzij z

m. Merilne rezultate lahko prikažemo digitalno (digitalne prikazovalne

naprave) ali analogno (risalnik). [1]

Interferometrijske meritve spadajo med najbolj vsestranske postopke merilne teh


od 50 m, kakor tudi za mikropremike.

Diplomsko delo

: Slika prikazuje teleskop proizvajalca Taylor Hobson [26]

30 m (na posebno zahtevo možno manjše ali večje merilno

unavanje rezultatov meritev, za hitro in enostavno oceno merjenja,

nost 10 do 100 krat višja od

jamo jih za merjenje velikih dimenzij z

m. Merilne rezultate lahko prikažemo digitalno (digitalne prikazovalne

Interferometrijske meritve spadajo med najbolj vsestranske postopke merilne tehnike. K temu



- 33 -

V proizvodni merilni tehniki uporabljamo laserski interferometer za:

• preverjanje obdelovalnih strojev (pozicioniranje orodja, kotnost in premost gibanja

orodja, vzporednost in pravokotnost med osmi),

• kalibracijo trikoordinatnih merilnih naprav,

• kalibracijo merilnih sistemov na enokoordinatnih in dvokoordinatnih merilnih

napravah,

• kalibracijo ravnosti merilnih miz.

Slika 6.4: Laserski interfenometer XC-80, proizvajalca Renishaw [23]

Tehnične lastnosti laserskega interfenometra XC-80, proizvajalca Renishaw:

• merilna negotovost: 0,5 µm,

• v območju: temperatura: 0 °C – 40 °C; tlak: 650 mbar – 1150 mbar,

• razbirki sprejeti na 50 kHz,

• max. linearna hitrost: 4 m/s,

• linearna ločljivost: 1 nm,

• ohišje iz trdega aluminija (izredno lahek),

• primeren za merjenje dolgih razdalj,

• dobra ponovljivost in sledljivost meritev.

Služi kot generator optične premice (žarek) in merilnik oddaljenosti ter kota.


Ročni merilni instrumenti:

Razdalje od opredmetene referen

ročnimi merilnimi instrumenti kot so merilna urica,

Instrumenti so opisani v poglavju 6

Merjenje kotov od referen

Libela:

Libela je merilni instrument, ki spada med najbolj natan

primeren za vsestransko upor

meritev, stabilnost in ponovljivost meritev ter enostavna uporaba. Merimo lahko ravnost in

premost površin. Instrument lahko služi tudi za odkrivanje odstopanj od prednastavljene

mere. Za več podrobnosti glej poglavje 4

Slika 6.5: Elektronska libela Talyvel 5, proizvajalca Taylor Hobson

Tehnične lastnosti elektronske libele Talyvel 5:

• merilna negotovost: +/

• velik obseg meritev

• prikazovanje rezultatov v kotnih sekundah ali v arc sekundah

• RS232 za daljinsko povezavo

• dodatna program oprema


- 34 -

ni merilni instrumenti:

Razdalje od opredmetene referenčne premice (npr. vodilo, miza, žica) lahko merimo tudi z

nimi merilnimi instrumenti kot so merilna urica, tipalo, vijačno merilo in pomi

trumenti so opisani v poglavju 6.2 Krožnost.

Merjenje kotov od referenčne linije:

Libela je merilni instrument, ki spada med najbolj natančne merilnike majhnih nagibov in je

primeren za vsestransko uporabo. Združuje lastnosti kot so izjemno visoka natan



osti glej poglavje 4.1 Premost.

: Elektronska libela Talyvel 5, proizvajalca Taylor Hobson

ne lastnosti elektronske libele Talyvel 5:

erilna negotovost: +/- 0,2",

elik obseg meritev,

rikazovanje rezultatov v kotnih sekundah ali v arc sekundah,

RS232 za daljinsko povezavo,

odatna program oprema.

Diplomsko delo

ne premice (npr. vodilo, miza, žica) lahko merimo tudi z

no merilo in pomično merilo.

ne merilnike majhnih nagibov in je

abo. Združuje lastnosti kot so izjemno visoka natančnost



: Elektronska libela Talyvel 5, proizvajalca Taylor Hobson [26]


Na Sliki 6.6 je prikazana delavniška digitalna libela proizvajalca Taylor Hobson. Ta libela je

robustno izdelan merilni instrument, ki je na

ga preprosto odčitavanje in natan

strani in je enako natančen

uporabljamo skoraj v vsaki situaciji.

Slika 6.6: Delavniška digitalna libela proizvajalca Taylor Hobson

Tehnične lastnosti delavniške digitalne libele proizvajalca Taylor Hobson:

• merilna negotovost:

• velik obseg meritev

• neposredno odčitavanje do

Avtokolimatorji:

Avtokolimator meri kote s pomožnim ogledalom, ki ga postavimo na predmet, katerega kotne

zasuke bi radi merili. Naprava

zasuku predmeta se odbita slika odkloni, kar avtokolimator pretvori v kot zasuka predmeta.

sliki 6.7 je prikazan avtokolimator DA 20 proizvajalca Taylor Hobson.

20 je zelo precizen, vendar preprost za uporabo. Odlikujeta ga

(0,1") in resolucija, zaradi č

Zaradi enostavnosti uporabe in ponovljivosti je zelo primeren za industrijsko rabo.

se za merjenje kotov, ravnosti, pravokotnosti in vzporednosti. Kot dodatek se

instrumentu ponuja programska oprema, ki poskrbi za hitro obdelavo podatkov in grafi


- 35 -

6 je prikazana delavniška digitalna libela proizvajalca Taylor Hobson. Ta libela je

robustno izdelan merilni instrument, ki je namenjen za merjenje kotov oz. nagibov. Odlikuje

itavanje in natančnost na velikem območju. Omogoča merjenje kotov iz

n v vseh štirih kvadrantih. Poganjajo ga baterije, tako da ga lahko

ki situaciji.

: Delavniška digitalna libela proizvajalca Taylor Hobson

ne lastnosti delavniške digitalne libele proizvajalca Taylor Hobson:

: do 2 ',

meritev: +/- 45 °,

čitavanje do 4".


ke bi radi merili. Naprava na ogledalo projicira sliko in obenem meri njen odboj. Pri

zasuku predmeta se odbita slika odkloni, kar avtokolimator pretvori v kot zasuka predmeta.

an avtokolimator DA 20 proizvajalca Taylor Hobson.

precizen, vendar preprost za uporabo. Odlikujeta ga dobra merilna negotovost

) in resolucija, zaradi česar je eden najbolj natančnih instrumentov

Zaradi enostavnosti uporabe in ponovljivosti je zelo primeren za industrijsko rabo.

se za merjenje kotov, ravnosti, pravokotnosti in vzporednosti. Kot dodatek se

ponuja programska oprema, ki poskrbi za hitro obdelavo podatkov in grafi

Diplomsko delo

6 je prikazana delavniška digitalna libela proizvajalca Taylor Hobson. Ta libela je

menjen za merjenje kotov oz. nagibov. Odlikuje

ča merjenje kotov iz vseh

v vseh štirih kvadrantih. Poganjajo ga baterije, tako da ga lahko

: Delavniška digitalna libela proizvajalca Taylor Hobson [26]

ne lastnosti delavniške digitalne libele proizvajalca Taylor Hobson:


na ogledalo projicira sliko in obenem meri njen odboj. Pri

zasuku predmeta se odbita slika odkloni, kar avtokolimator pretvori v kot zasuka predmeta.Na

Merilni instrument Da

dobra merilna negotovost

nih instrumentov med avtokolimatorji.

Zaradi enostavnosti uporabe in ponovljivosti je zelo primeren za industrijsko rabo. Uporablja

se za merjenje kotov, ravnosti, pravokotnosti in vzporednosti. Kot dodatek se k merilnemu

ponuja programska oprema, ki poskrbi za hitro obdelavo podatkov in grafično


prikazovanje rezultatov. Služi za ugotavljanje odstopanj premosti z

odstopanj od referenčne linije.

Slika 6.7: Avtokolimator DA 20 proizvajalca Taylor Hobson

Tehnične lastnosti Avtokolimatorja DA 20 proizvajalca Taylor Hobson:

• ločljivost: na 0,1",

• okular,

• robustno ogrodje,

• enostavnost uporabe,

• široka paleta dodatne opreme (programska oprema

6.2 Krožnost

V merilni tehniki se krog uporablja kot linija prereza valja ali stožca za prikaz odstopanj od

imenske oblike. Odstopanje

krožnosti (glej poglavje 4.3 Krožnost in valjnost).

Dvotočkovno in tritočkovno merjenje premerov

Za dvotočkovno merjenje premerov najpogosteje uporabljamo merilne urice in tipala, v

določenih primerih, pri manj zahtevnih merit


- 36 -

prikazovanje rezultatov. Služi za ugotavljanje odstopanj premosti z

ne linije.

: Avtokolimator DA 20 proizvajalca Taylor Hobson

ne lastnosti Avtokolimatorja DA 20 proizvajalca Taylor Hobson:

enostavnost uporabe,

široka paleta dodatne opreme (programska oprema …).


imenske oblike. Odstopanje od geometrijsko idealne oblike imenujemo odstopan

.3 Krožnost in valjnost).

čkovno merjenje premerov

kovno merjenje premerov najpogosteje uporabljamo merilne urice in tipala, v

enih primerih, pri manj zahtevnih meritvah pa tudi vijačna in pomič

Diplomsko delo

prikazovanje rezultatov. Služi za ugotavljanje odstopanj premosti z merjenjem kotnih

: Avtokolimator DA 20 proizvajalca Taylor Hobson [26]

ne lastnosti Avtokolimatorja DA 20 proizvajalca Taylor Hobson:


like imenujemo odstopanje od

kovno merjenje premerov najpogosteje uporabljamo merilne urice in tipala, v

na in pomična merila.


Vijačno merilo:

Slika 6.8: Vija

Tehnični podatki za vijačno merilo proizvajalca Mitutoyo :

� merilno območje: 0-

� merilna negotovost: +/

ravnost: 0.3 µm,

vzporednost: 2 µm,

� ločljivost: 0.001 mm,

� LCD zaslon,

� maksimalna sila: 10 N.

Pomično merilo:

Slika 6.9: Digitalno pomi


- 37 -

: Vijačno merilo 227-201, proizvajalca Mitutoyo

čno merilo proizvajalca Mitutoyo :

-15 mm in 15-30 mm,

: +/- 2 µm,

µm,

: 0.001 mm,

maksimalna sila: 10 N.

: Digitalno pomično merilo proizvajalca Vogel

Diplomsko delo

201, proizvajalca Mitutoyo [14]

no merilo proizvajalca Vogel [27]


Tehnične lastnosti digitalnega pomi

� merilno območje: 150 mm,

� merilna negotovost: 20

� ločljivost: 0,01 mm (0,0005 in),

� hitrost meritev: ˃2 m/s,

� ponovljivost: 10 µm,

� možnost delovanje pri razli

� merilo odporno na vodo, emulzijo, maš

Elektronsko tipalo:

Elektronsko tipalo ima podobne meroslovne lastnosti kot mehanska merilna urica

predvsem za primerjalne meritve in za dolo

Tipično merilno območje je 0 mm do 10 mm,posebne izvedbe pa imajo tudi ve

območja.

Slika 6.10: Elektronsko tipalo 543, proizvajalca Mitutoyo

Tehnične lastnosti:

� merilno območje: 50,8 mm; 25,4 mm; 12,7 mm,

� merilna negotovost: 0,006 mm; 0,003 mm; 0,001 mm,

� sila pri merjenju: 2,3 N (ali manj); 2 N; 1,5 N,

� ločljivost: 0,0002 –

� modeli: ID-C150RB;


- 38 -

ne lastnosti digitalnega pomičnega merila proizvajalca Vogel:

je: 150 mm,

: 20 µm (do 100mm); 30 µm (nad 150 mm),

: 0,01 mm (0,0005 in),

˃2 m/s,

µm,

pri različnih temperaturah: od -10 °C do 50 °C,

vodo, emulzijo, maščobe in prah.

Elektronsko tipalo ima podobne meroslovne lastnosti kot mehanska merilna urica

predvsem za primerjalne meritve in za določanje relativnih odstopanj (krožni tek, krožnost).

čje je 0 mm do 10 mm,posebne izvedbe pa imajo tudi ve

: Elektronsko tipalo 543, proizvajalca Mitutoyo

je: 50,8 mm; 25,4 mm; 12,7 mm,

merilna negotovost: 0,006 mm; 0,003 mm; 0,001 mm,

sila pri merjenju: 2,3 N (ali manj); 2 N; 1,5 N,

1 mm,

C150RB; ID-C125RB; ID-C112RB,

Diplomsko delo

10 °C do 50 °C,

Elektronsko tipalo ima podobne meroslovne lastnosti kot mehanska merilna urica. Služi

lativnih odstopanj (krožni tek, krožnost).

je je 0 mm do 10 mm,posebne izvedbe pa imajo tudi večja merilna

: Elektronsko tipalo 543, proizvajalca Mitutoyo [14]


- 39 -

� LCD zaslon,

� maksimalna hitrost odziva: neomejeno,

� življenjska doba baterije: približno 1 leto (pri normalni uporabi),

� USB kabel (dolžine 2 m).

Slika 6.11: Elektronsko tipalo 543-492 B, proizvajalca Mitutoyo [14]

Merilna ura:

Tehnične lastnosti merilne ure MarCator 1088, proizvajalca Mahr:

� merilno območje: 12,5 mm; 25 mm; 50 mm,

� merilna negotovost: 0,005 mm: 0,005 mm; 0,008 mm,

� ločljivost: 0,001 mm,

� sila pri merjenju: 0,65-0,9 N; 0,65-1,15 N; 1,25-2,7 N,


Slika 6.12: Merilna ura MarCator 1088, proizvajalca Mahr

Merjenje razlike radijev

Z merjenjem razlike radiev dobimo najto

eksaktni definiciji krožnosti. Za mer

koordinatne naprave (3D).

Namenske naprave za merjenje krožnosti:

Pri določenih meritvah (npr. pri specifi

meritvah med obdelovalnim procesom itd.) je po

merilne naprave. Te naprave so

naslednjih straneh sta predstavljeni namenski merilni napravi za merjenje krožnosti (glej sliki

6.13 in 6.14).

Talyrond 395 Merilni instrument Talyrond 395 je vrhunsko izdelan in voden z inovativno programsko

opremo. S tem instrumentom lahko

okroglosti. Instrument je v celoti avtomatiziran in opremljen z


- 40 -

: Merilna ura MarCator 1088, proizvajalca Mahr

Merjenje razlike radijev

Z merjenjem razlike radiev dobimo najtočnejše podatke o odstopanju krožnosti, saj sledimo

eksaktni definiciji krožnosti. Za merjenje razlik radijev uporabljamo namenske naprave in

Namenske naprave za merjenje krožnosti:

enih meritvah (npr. pri specifičnih zahtevah glede točnosti, velikih dimenzijah,

med obdelovalnim procesom itd.) je potrebno uporabiti specialne oz. namenske

merilne naprave. Te naprave so tudi prilagojene zahtevam, ki nastopajo pri teh

predstavljeni namenski merilni napravi za merjenje krožnosti (glej sliki

Merilni instrument Talyrond 395 je vrhunsko izdelan in voden z inovativno programsko

instrumentom lahko dosegamo zelo natančno preciznost pri merjenju

okroglosti. Instrument je v celoti avtomatiziran in opremljen z različnimi motorji, da

Diplomsko delo

: Merilna ura MarCator 1088, proizvajalca Mahr [11]

nejše podatke o odstopanju krožnosti, saj sledimo

jenje razlik radijev uporabljamo namenske naprave in

sti, velikih dimenzijah,

trebno uporabiti specialne oz. namenske

zahtevam, ki nastopajo pri teh meritvah. Na

predstavljeni namenski merilni napravi za merjenje krožnosti (glej sliki

Merilni instrument Talyrond 395 je vrhunsko izdelan in voden z inovativno programsko

no preciznost pri merjenju

čnimi motorji, da dosega


visoko resolucijo. Inovacija

merjenje do nano ravni, medtem ko avtomatska roka zagotavlja dostop do najbolj zapletenih

delov. Sestavni deli Talyrond 395 so tudi aktivni proti vibracijski

zunanje motnje in tako omogo

podjetju Taylor Hobson razvijejo veliko koristnih inovacij in so tudi zaradi tega eni izmed

najboljših ponudnikov merilnih naprav.

Slika 6.13: Namenski merilni instrument Talyrond 395, proizvajalca Taylor Hobson

Tehnične značilnosti namenskega merilnega instrumenta Talyrond 395:

• popolnoma avtomatizirana roka / usmeritveni mehanizem,

• ločljivost: 1.2 nm,

• aktivno dušenje vibracij in okoljskih motenj,

• avtomatska kalibracijska roka in vreteno,

• merilna negotovost (zrak vreteno): +/

• vertikalni steber-ravnosti: 0,1

• horizontalni roka- ravnosti: 0,125

Talyrond 1600

Talyrond 1600 je najbolj natan

vretena na stisnjen zrak in vrtljivo roko je edinstven v svoji zmogljivosti ter natan


- 41 -

Inovacija Talymin 5, ki so jo razvili v podjetju Taylor Hobson,


delov. Sestavni deli Talyrond 395 so tudi aktivni proti vibracijski nosilci, ki odpravljajo

zunanje motnje in tako omogočajo merjenje bližje proizvodnega procesa.


najboljših ponudnikov merilnih naprav.

: Namenski merilni instrument Talyrond 395, proizvajalca Taylor Hobson

ilnosti namenskega merilnega instrumenta Talyrond 395:

popolnoma avtomatizirana roka / usmeritveni mehanizem,

aktivno dušenje vibracij in okoljskih motenj,

avtomatska kalibracijska roka in vreteno,

merilna negotovost (zrak vreteno): +/- 0,01µm,

ravnosti: 0,1 µm + 0,0002 µm/mm,

ravnosti: 0,125 µm + 0,000625 µm/mm.

Talyrond 1600 je najbolj natančen sistem/instrument v svojem rangu instrumentov. Z uporabo

vretena na stisnjen zrak in vrtljivo roko je edinstven v svoji zmogljivosti ter natan

Diplomsko delo

, ki so jo razvili v podjetju Taylor Hobson, omogoča


nosilci, ki odpravljajo

ajo merjenje bližje proizvodnega procesa. Poudariti velja, da v


: Namenski merilni instrument Talyrond 395, proizvajalca Taylor Hobson [26]

en sistem/instrument v svojem rangu instrumentov. Z uporabo

vretena na stisnjen zrak in vrtljivo roko je edinstven v svoji zmogljivosti ter natančnosti.


- 42 -

Merijo se lahko izdelki, ki dosegajo v premer 1600 mm in so 1000 kg težki. Vendar kljub

temu instrument ohranja natančnost laboratorijskega tipa instrumenta. Ta instrument je

idealen za podjetja, ki proizvajajo ležaje velikih premerov in velika orodja kot so turbine.

Tako kot za večino instrumentov podjetja Taylor Hobson velja tudi za Talyrond 1600, da je

bil oblikovan z uporabo končnih elementov in izdelan iz ogljikovih vlaken. Kljub velikosti

instrumenta je centriranje v celoti avtomatizirano, ostale nastavitve pa potekajo hitro in

enostavno.

Slika 6.14: Namenski merilni instrument Talyrond 1600, proizvajalca Taylor Hobson [26]

Tehnične značilnosti namenskega merilnega instrumenta Talyrond 1600:

• merilna negotovost: +/- 0,1 µm,

• nosilnost okvirja: do 1000 kg,

• merilno območje: do 1600 mm,

• popolnoma avtomatizirano centriranje z negotovostjo manj kot 0,8 µm.

Trikoordinatne merilne naprave

Na koordinatnih merilnih napravah lahko merimo odstopanja od krožnosti s tipanjem na

različnih mestih kroga. Postopek je lahko točkoven ali kontinuirni. Odstopanje izračunamo iz

merilnih točk. V tem primeru ni potrebno, da tipanje poteka v ravnem prerezu, ampak lahko

tipamo tudi po vijačni liniji. Če lahko merimo samo na delu oblikovnega elementa (npr.

polkroga, četrtino kroga, polovico cilindra) ali so cilindrične površine prekinjene z izvrtinami

oziroma utori, moramo uporabljati merilne naprave s priključenim računalnikom. [1]


KMN Hexagon Discovery ш

Koordinatni merilni stroj z inovativnim izgledom,

materialov. Opremljen je

naprave. Zagotavlja dobro

je tudi za uporabo v proizvodnji.

Slika 6.15: Trikoordinatna merilna naprava Discovery

Tehnični podatki merilne naprave Discovery

Merilno območje:

• X: 760 mm,

• Y: 1000 mm,

• Z: 600 mm.

Zmogljivost:

• MPEe: 5,0+L/200 µ

• MPEp: 4,5 µm (najve

• MPE thp/τ: 6,5/85 µ

• max. 3D hitrost: 430 mm/s,

• max. 3D pospešek: 1500 mm/s²,

• max. masa obdelovanca: 680 kg,


- 43 -

Discovery ш

z inovativnim izgledom, ki je narejen iz naprednih kompozitnih

je s trdnimi kolesi na dnu, kar omogoča enostavno premikanje

ponovljivost meritev, tudi pri slabših okoljskih

bo v proizvodnji.

: Trikoordinatna merilna naprava Discovery ш, proizvajalca Hexagon

ni podatki merilne naprave Discovery ш, proizvajalca Hexagon:

MPEe: 5,0+L/200 µm (največji dopustni pogreški pri merjenju dolžin

m (največji dopustni pogrešek sonde),

: 6,5/85 µm (največji dopustni pogrešek skenirne sonde),

max. 3D hitrost: 430 mm/s,

k: 1500 mm/s²,

obdelovanca: 680 kg,

Diplomsko delo

narejen iz naprednih kompozitnih

ča enostavno premikanje

okoljskih pogojih. Primeren

, proizvajalca Hexagon [5]

u dolžin),

sonde),


• območje delovne temperature: 15

• relativna vlažnost: 20

Dimenzije stroja:

• širina: 1525 mm,

• dolžina: 2076 mm,

• višina: 2594 mm.

KMN Zeiss CenterMax navigator CenterMax navigator je univerzalni koordinatni merilni stroj oz. instrument, ki je primeren za

laboratorije kot tudi za skoraj vse vrste proizvodenj. Ima neprimerljivo stabilnost in prav

zaradi tega ga lahko uporabljamo

kot so: nihanja temperatur, hrup, vibracije tal

merilnih rezultatov. Primeren je tudi za merjenje velikih obdelovancev (do 1000 kg).

Slika 6.16: Koordinatna merilna naprava CenterMax proizvajalca Zeiss


- 44 -

je delovne temperature: 15 °C do 40 °C,

relativna vlažnost: 20 % do 90 (brez kondenzacije).

KMN Zeiss CenterMax navigator

CenterMax navigator je univerzalni koordinatni merilni stroj oz. instrument, ki je primeren za


zaradi tega ga lahko uporabljamo v kateri koli proizvodnji. Prenese vse motnje v proizvodnji,

kot so: nihanja temperatur, hrup, vibracije tal ... Vse te okoljske motnje ne vplivajo na to


: Koordinatna merilna naprava CenterMax proizvajalca Zeiss

Diplomsko delo

CenterMax navigator je univerzalni koordinatni merilni stroj oz. instrument, ki je primeren za


se motnje v proizvodnji,

. Vse te okoljske motnje ne vplivajo na točnost


: Koordinatna merilna naprava CenterMax proizvajalca Zeiss [29]


Ključne lastnosti merilne naprave CenterMax, proizvajalca Zeiss:

• idealen za neposredno uporabo v proizvodnem okolju (ekstremna odpornost na

motnje),

• merilni center s tretjo generacijo visoke hitrosti skeniranja, predela veliko koli

podatkov naenkrat in podaja zelo zanesljive meritve,

• računalniško podprto odpravljanje napak pove

• robustna konstrukcija,

• aktivno dušenje vibracij odpravlja negati

meritev,

• povsem zaprte merilne osi z zra

umazaniji,

• okvir odporen na nihanje temperature in z izolacijo.

Slika 6.17: Merilni mizi, prva za natan

Merilno območje:

CenterMax navigator:

• X: 1100 mm,

• Y: 1200 mm,

• Z: 900 mm.

CenterMax navigator ultra:

• X: 900 mm,

• Y: 1200 mm,

• Z: 700 mm.


- 45 -

ne lastnosti merilne naprave CenterMax, proizvajalca Zeiss:

idealen za neposredno uporabo v proizvodnem okolju (ekstremna odpornost na

center s tretjo generacijo visoke hitrosti skeniranja, predela veliko koli

podatkov naenkrat in podaja zelo zanesljive meritve,

unalniško podprto odpravljanje napak poveča natančnost,

robustna konstrukcija,

aktivno dušenje vibracij odpravlja negativne učinke talnih vibracij na rezultate

povsem zaprte merilne osi z zračnimi ležaji za največjo natančnost in odpornost proti

okvir odporen na nihanje temperature in z izolacijo.

: Merilni mizi, prva za natančnejše meritve in druga granitna za proizvodne meritve[29]

CenterMax navigator ultra:

Diplomsko delo

idealen za neposredno uporabo v proizvodnem okolju (ekstremna odpornost na

center s tretjo generacijo visoke hitrosti skeniranja, predela veliko količino

inke talnih vibracij na rezultate

čnost in odpornost proti

nejše meritve in druga granitna za proizvodne meritve


Pri obeh modelih so na vol

6.18.

Slika 6.


- 46 -

Pri obeh modelih so na voljo različni sistemi senzorjev. Dva primera sta prikazana na sliki

.18: Senzorja Vast Gold, proizvajalca Zeiss [29]

Diplomsko delo

Dva primera sta prikazana na sliki

[29]


- 47 -

7. Prilagajanje merilnih instrumentov industrijskim

zahtevam

Tudi v meroslovju vsi stremijo k razvoju in k uvajanju invencij. Nenehno poteka boj na trgu

med proizvajalci merilnih instrumentov. Vsak želi doseči konkurenčno prednost oz. jo

obdržati, zato so vsi usmerjeni k razvijanju novih komponent, v želji doseči nekaj boljšega in

naprednejšega. Vplivi inoviranja so pozitivni in predvsem zaradi vedno novih inovacij

podjetja na trg ponudijo vedno boljše, zmogljivejše, točnejše ter okolju prijaznejše stroje oz.

merilne instrumente. Razvoj gre v smeri doseganja vedno bolj točnih merilnih rezultatov,

zmanjševanja vpliva okolja na rezultate meritev, enostavnosti uporabe oz. rokovanja z

instrumenti. Merilni instrumenti so izdelani iz najbolj naprednih materialov, tako da z njimi

lahko dosegamo optimalne rezultate meritev.

Industrijske zahteve po meritvah oblike in lege se nenehno spreminjajo na osnovi vse

zahtevnejših kriterijev po kakovosti izdelkov. Najpomembnejši parametri, ki definirajo

kakovost merilnih instrumentov, so naslednji:

• merilno območje,

• točnost (merilna negotovost),

• hitrost meritve,

• avtomatizacija,

• oblika merilnega rezultata (npr. komunikacija s CAD sistemi).


8. Inoviranje in opredelitev pojmov

Pojmi, povezani z inovacijami, s katerimi se sre

splošno veljavne definicije. Razli

podobne.

8.1 Ideja

Ideja je zamisel, ki se porodi inventorju sama od sebe ali ob nekem dogodku. Obi

hitro pojavi, vendar lahko tudi hitro izgine, zato ni najpomembnejši trenutek, ko nas nekaj

navdahne, temveč poznejši trenutek, ko se te ideje zavemo in postanemo nanjo pozorni.

(Trstenjak, 1981).

Ideja je rezultat najvišje umske dejavnosti, ki nakazuje uresni

zamisel. Ideja (še) ne rešuje problema

določenega problema. [19]


- 48 -

Inoviranje in opredelitev pojmov

povezani z inovacijami, s katerimi se srečujemo v razni literaturi

splošno veljavne definicije. Različni avtorji navajajo različne definicije, ki pa so si med seboj

Ideja je zamisel, ki se porodi inventorju sama od sebe ali ob nekem dogodku. Obi


poznejši trenutek, ko se te ideje zavemo in postanemo nanjo pozorni.

Ideja je rezultat najvišje umske dejavnosti, ki nakazuje uresničitev ali izvedbo

zamisel. Ideja (še) ne rešuje problema, niti ne pomeni, da je to pravi korak do rešitve

Slika 8.1: Življenjski cikel ideje [19]

Diplomsko delo

ujemo v razni literaturi, praviloma nimajo

ne definicije, ki pa so si med seboj

Ideja je zamisel, ki se porodi inventorju sama od sebe ali ob nekem dogodku. Običajno se


poznejši trenutek, ko se te ideje zavemo in postanemo nanjo pozorni.

čitev ali izvedbo česa. Je

to pravi korak do rešitve


- 49 -

8.2 Invencija

Pojma invencija in inovacija sta medsebojno povezana, zato ljudje velikokrat ne ločijo, kaj je

invencija in kaj inovacija. V razvitih in ustvarjalnih družbah se ta dva pojma velikokrat

omenjata in pojavljata. Njun pomen bomo najlažje razložili in predstavili na primeru. Po

podatkih revije Fortune iz marca 2000 je v teku 20. stoletja število prebivalcev ZDA zraslo za

štirikrat, bogastvo vsakega v povprečju za petkrat, a skupna teža celotnega izdelka ni porasla.

To je vpliv inoviranja. Za en kilogram računalniškega čipa Pentium III 800 MHz je

proizvajalec zaslužil več kot 225.000 krat toliko kot za kilogram vroče valjanega železa

(povzeto iz Mulej, Ženko; Dialektična teorija sistemov in invencijsko - inovacijski

management). Invencije so zamisli, ki nekaj obetajo, inovacije pa potem lahko iz njih

nastanejo. Invencija predstavlja novo zamisel, za katero mislimo, da se bo iz nje razvila neka

novost, ki bo uporabna in jo bodo kupci sprejeli in tudi kupili ter tako izdelovalcu oz.

prodajalcu omogočili zaslužek oz. ekonomsko korist. Ustvariti je potrebno veliko invencij, saj

se jih, statistično gledano, zelo malo kasneje razvije v inovacije. Z večjim številom invencij

imamo večjo možnost uspeti in le-te razviti v koristno inovacijo.

Nekatere definicije pojma invencija:

• Invencija predstavlja idejo, opis ali model za novo ali izboljšano sredstvo, proizvod,

proces ali sistem (Devetak, 1980, citirano Inoviranje).

• Invencija je nova zamisel, morda obetavna, morda vredna zaščite, celo patentiranja, ki

je ustvarjena s poklicnim ali nepoklicnim raziskovanjem, namenskim ali

slučajnostnim, tehnično-tehnološkim ali katerim koli drugim. O njej odločajo avtorji.

Načeloma se prodaja dokaj poceni, saj lastnik prevzame majhno tveganje. Potencialni

odjemalci so tisti, ki so voljni tvegati investicijo v razvoj, proizvodnjo in

komercializacijo ali tisti, kdor hoče zamisel odstraniti s trga (Mulej in Ženko 2004,

citirano v Management inoviranja).

• Iznajdba ali invencija je vnaprej zamišljena nova priprava, metoda, orodje ali

mehanizem (Pučko, 1996, str 28).

• Invencija je nov domislek, ko bo morda kdaj postal uporaben, koristen (Rebernik,

1997).


- 50 -

• Invencija predstavlja sposobnost odkrivanja novih aspektov ali odnosov med stvarmi,

pojavi ali pojmi, oziroma zmožnost, da se na podlagi poznanih elementov izdelajo

nove celote – sinteze. Ta sposobnost, ki je pri posameznikih različno razvita, prihaja

do izraza v znanosti in umetnosti, in sicer pri snovanju novih teorij, hipotez, sistemov,

pri odkrivanju dotlej neznanih zakonitosti, mehanizmov, naprav, postopkov.

(Enciklopedija leksikografskog zavoda, citirano v Inoviranje).

• Invencija je nova zamisel, ki je obetavna in rešuje problem ali nerešeno potrebo, ni pa

nujno, da se v prihodnosti izkaže kot uporabna. Je rezultat raziskovalnega dela.

Nanaša se lahko na nov proizvod, storitev, proces ali sistem. Možna je zaščita in

trženje pravice intelektualne lastnine, če je tehnično izvedljiva in funkcionalna. [19]

8.3 Inovacija

Inovacije izpeljemo iz invencij, predstavljajo pa le koristne novosti. Novost je lahko nek nov

proces, delovanje, program, nova lastnost izdelkov, nov način metode ali vodenja

organizacije. Inovacije, glede na nastanek, ločimo na novonastale, na kombinirane stare z

novimi in na kombinacije samih starih. Poudariti velja, da je pomembno, da inovacije ne

prinašajo zgolj ekonomske koristi, temveč morajo biti ekološko, etično, moralno in družbeno

sprejemljive, sicer bi v naš razvoj prinašale preveč negativnih posledic.

Današnji svet se deli na najbolj inovativne družbe, v katerih živi 20% človeštva in na

rutinerske družbe, v katerih živi ostalih 80% človeštva. Te družbe le deloma posnemajo

najbolj inovativne in razvite družbe, delno pa zavračajo inovacije ter s tem posledično

napredek. Inovativna družba se razlikuje od rutinerske po tem, da uporablja vse dosežke

razvoja svetovne civilizacije, hitro prevzema in uporablja lastne in tuje inovacije, z lastim

znanjem dograjuje tuje znanje, zato da bi razvijala in uspešno uporabljala proizvodno,

organizacijsko in drugo tehniko ter tehnologijo. Slovenija nikoli ni bila med inovativnimi,

vendar moramo sedaj, ko smo odprli naše meje in se vključili na globalni svetovni trg, to

postati. Nadoknaditi moramo zaostanek za inovativnimi družbami in napredovati, drugače se

nam lahko zgodi, da bomo postali njihova kolonija, ki bo živela slabo in nazadnjaško. Naučiti

se moramo hoteti in znati ustvariti ter izrabiti inovacijske priložnosti, druge poti ni. Poznamo

dvajset tipov inovacij. Merila (kot dialektični sistem) so: vsebina inovacij, posledica inovacij,

poklicna dolžnost inovirati. Te inovacije so razdeljene kot v prostoru, s tremi osmi. Prvi vidik

razlikuje 5 tipov, druga dva pa po dva tipa (5x2x2=20). Prva varianta je razlikovanje na

korenite in drobne inovacije, ki temeljijo na kakovosti sprememb, ki jih vnašajo. Druga


- 51 -

varianta temelji na razliki pravic avtorjev v odnosu do delodajalcev: inventorji in inovatorji

izven službene dolžnosti ter inventorji in inovatorji znotraj službene dolžnosti. Tretje merilo

razlikuje pet tipov inovacij po njihovi vsebini in sicer ločimo: [16, 17]

� programske inovacije,

� tehniško-tehnološke inovacije,

� organizacijske inovacije,

� upravljavske inovacije,

� metodološke inovacije.

Definicije pojma inovacija:

� Najprej nastane invencija, nato potencialna inovacija, ki pomeni uporaben, a ne še

nujno donosen ali kako drugače koristen nov domislek. Šele zadnji člen v invencijsko-

inovacijski verigi je inovacija, to je le dokazana koristna novost. Inovacije niso le

tehnično-tehnološke novosti, temveč so lahko tudi družbene, ne tehnološke narave, ni

pa inovacija katerakoli novost (Rebernik, 1997).

� OECD definira tehnično-tehnološke inovacije kot: prvo uporabno znanosti in

tehnologije za nov namen s komercialnim učinkom in kot tisto, kar vodi do ustvarjanja

novega proizvoda ali do znižanja proizvodnih stroškov za že znane proizvode

(Javornik, 1990).

� Inovacija nastane iz invencije, ko jo kdo razvije do uporabnosti in ko jo ob tem

odjemalci sprejmejo, kupijo in uporabijo ter omogočijo avtorju, izdelovalcu in

prodajalcu zaslužek, ker jo štejejo za koristno (OECD 1992 v Mulej in Ženko 2002,

citirano v Inovativnost in uspešnost gospodarskih družb).

� Stanovnik (1990, 31) pravi, da inovacija zajema dejavnosti, s katerimi v organizacijah

razvijajo ali izboljšujejo kakovost proizvodnih sredstev, postopkov ali storitev do

stopnje, ko se novost pokaže ekonomsko in tržno koristna. Za inovacije ni nujna

tehnološka novost. Tehnološke oziroma proizvodnje inovacije so pomembne in so

poglavitna značilnost prehoda v postindustrijsko družbo (Inovativnost in uspešnost

gospodarskih družb).

� Inovacija je nov izdelek, storitev ali postopek ali bistveno izboljšan izdelek, storitev

ali postopek, ki se pojavi na trgu (inovacija izdelka, storitve) ali uporabi v okviru

procesa (inovacija postopka). Inovacije zajemajo vrsto znanstvenih, tehnoloških,


organizacijskih, finan

v opazovanem obdobju uvedlo nov ali bistveno izboljšan proizvod ali postopek.

� Inovacija temelji na rezultatih novega tehnološkega razvoja, novih kombinacijah že

obstoječih tehnologij

� Inovacija je uporabna novost, katere koristnost se je potrdila na trgu. Prinaša novo,

večjo uporabnost v obliki dviga kakovosti, nižanja stroškov, dviganja ugleda podjetja,

omejevanja konkurence itn. Je rezultat razvojno

realizacijo na trgu potreben celovit poslovni pristop.

Slika 8.2: Slika prikazuje pot od problema do realizacije oz. pot od

8.4 Vplivi inoviranja

Učinkov inovacij ne moremo vedno meriti finan

učinke:

� z inoviranjem sledimo razvoju,

� odpiramo nova delovna mesta,


- 52 -

inančnih in gospodarskih aktivnosti. Inovativno podjetje je tisto, ki je


Inovacija temelji na rezultatih novega tehnološkega razvoja, novih kombinacijah že

ih tehnologij ali na uporabi drugega znanja, ki ga je pridobilo podjetje

Inovacija je uporabna novost, katere koristnost se je potrdila na trgu. Prinaša novo,

jo uporabnost v obliki dviga kakovosti, nižanja stroškov, dviganja ugleda podjetja,

ence itn. Je rezultat razvojno-raziskovalnega dela

realizacijo na trgu potreben celovit poslovni pristop. [19]

: Slika prikazuje pot od problema do realizacije oz. pot od invencije do inovacije

Vplivi inoviranja

inkov inovacij ne moremo vedno meriti finančno, zasledimo lahko razli

z inoviranjem sledimo razvoju,

odpiramo nova delovna mesta,

Diplomsko delo

nih in gospodarskih aktivnosti. Inovativno podjetje je tisto, ki je


Inovacija temelji na rezultatih novega tehnološkega razvoja, novih kombinacijah že

ali na uporabi drugega znanja, ki ga je pridobilo podjetje. [13]

Inovacija je uporabna novost, katere koristnost se je potrdila na trgu. Prinaša novo,

jo uporabnost v obliki dviga kakovosti, nižanja stroškov, dviganja ugleda podjetja,

raziskovalnega dela, pri katerem je za

invencije do inovacije [19]

no, zasledimo lahko različne pozitivne


- 53 -

� povečujemo varnost,

� prispevamo k varovanju okolja,

� dosegamo večjo fleksibilnost proizvodnje.

Vsa ta in še katera druga dejstva kažejo na pomembnost inoviranja, ki posledično prinaša tudi

razvoj neke družbe. Rezultati so dolgoročni in tudi dolgoročno prinašajo pozitivne ekonomske

rezultate.

Poudariti velja, da je inoviranje močno prisotno med svetovno znanimi proizvajalci merilnih

naprav in da temu področju posvečajo veliko časa ter denarja. Tako proizvajalci kot so Carl

Zeiss, Taylor Hobson, Mahr, Mitutoyo, Renishaw in še mnogi drugi vsako leto na trg

ponudijo nove merilne naprave, ali pa merilne naprave z izboljšanimi sestavnimi

komponentami. Razvojni timi, ki delujejo v razvojnih laboratorijih, imajo težko nalogo, saj

morajo nenehno slediti spremembam in razvijati nove ideje ter uvajati nove inovacije. Le tako

lahko zadovoljijo potrebam, ki vladajo na trgu. Tudi v času velike gospodarske krize so zgoraj

našteta podjetja sledila svojim razvojnim ciljem in strategijam, saj se zavedajo, da jim le to

prinaša dobiček ter trajnostni obstoj.


- 54 -

9. Sklep

Kot sem že v uvodu nakazal, je dandanes konkurenca na svetovnem trgu zelo ostra, veliko je

različnih in uspešnih proizvajalcev, ki imajo svoje vizije ter strategije trajnostnega razvoja.

Velika večina se jih še kako dobro zaveda, da brez nenehnih vlaganj v razvoj in brez

spodbujanja inovativnosti med zaposlenimi ni pogojev za dolgotrajni obstoj na trgu. Svetovni

globalni trg, na katerem so prisotni tudi vsi svetovno znani proizvajalci merilnih

instrumentov, ne dopušča ozkega oz. enostranskega razmišljanja, ampak zahteva celovito in

inovativno razmišljanje. Proizvajalci merilnih instrumentov se morajo osredotočiti na

inovacijske priložnosti in jih pravilno izrabiti, kajti le tako lahko obdržijo oz. pridobijo

konkurenčno prednost na trgu.

Med mojo spletno raziskavo proizvajalcev merilnih instrumentov in merilnih postopkov za

merjenje oblikovnih odstopanj sem spoznal veliko novih dejstev ter stvari, ki so mi bile prej

znane zgolj iz teorije. V raziskavi sem se osredotočil na tipična oblikovna odstopanja kot so

odstopanje od krožnosti, valjnosti, premosti in ravnosti. Poiskal sem različne merilne

instrumente različnih proizvajalcev, s katerimi je možno opravljati meritve in kar najbolje

ugotavljati merilna odstopanja. V obzir sem vzel tudi področje inoviranja in vplive inovacij,

ki jih uvajajo različni proizvajalci merilnih naprav. Proizvajalci vlagajo veliko sredstev v

razvoj in nenehno izboljšujejo svoje naprave in storitve. V to jih sili nenehni napredek na vseh

ostalih področjih tehnologije in znanosti, ne samo v meroslovju. Izdelki in naprave se iz

dneva v dan spreminjajo in izboljšujejo. Če želijo proizvajalci trgu ponujati merilne naprave,

ki omogočajo kakovostne in napredne meritve, morajo slediti spremembam ter poizkušati biti

v stiku z njimi.

Temeljne ugotovitve, do katerih sem prišel, so, da je pri določenih specifičnih meritvah

potrebno uporabljati tudi specialne merilne naprave in postopke, ki so dovolj kakovostni, da

zadostijo našim potrebam oz. zahtevam (npr. natančnost meritve, prikazovanje rezultatov,

nadaljnja obdelava rezultatov, hitrost meritve ter merilno območje). S pravilno izbiro merilne

naprave in postopka je moč doseči natančnejšo meritev in zmanjšati stroške. Z uvajanjem

inovacij proizvajalci merilne opreme izboljšujejo merilne naprave in poizkušajo dosegati

konkurenčno prednost na trgu.


- 55 -

10. Seznam virov

[1] Ačko Bojan. Osnove meroslovja in merjenje dolžin. Maribor : Fakulteta za

strojništvo, 2008.

[2] Ačko Bojan. Proizvodne meritve. Maribor : Fakulteta za strojništvo, 1999.

[3] Cerinšek Gregor. Inovativnost – miti, resničnost, kompetentnost. IRT 3000 (2007),

junij 9, letnik 2, str. 44-45.

[4] Drnovšek J., Bojkovski J., Geršak J., Pušnik I., Metrologija, študijska skripta.

Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2004.

[5] Hexagon Metrology [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.hexagonmetrology.com/ [20.8.2010].

[6] Howard P.. Redgrave F., Metrology in short. MKom Aps Denmark, 2003.

[7] Lap laser [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.lap-

laser.com/indexen.html [23.7.2010].

[8] Likar Borut. Inovacije za mlade. Koper: Visoka šola za management, 2001.

[9] Likar Borut. Inoviranje : Druga dopolnjena izdaja. Koper : Visoka šola za

management v Kopru, 2001.

[10] Likar Borut, Križaj Dejan, Fatur Peter. Management inoviranja. Koper : Fakulteta

za management Koper, 2006.

[11] Mahr Exactly [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.mahr.com/index.php?NodeID=341 [10.8.2010].

[12] Masing W., Handbuch Qualitätsmanagement. Carl Hanser Verlag. Muenchen,

1994.

[13] Medossic [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.medossic.eu/si/innovation/klasifikacija [6.8.2010].

[14] Mitutoyo U.S.A. [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.mitutoyo.com/

[6.8.2010].

[15] Mlakar F., Mednarodni slovar osnovnih in splošnih izrazov s področja metrologije.

Ljubljana, 1989.

[16] Mulej Matjaž, Ženko Zdenka. Dialektična teorija sistemov in invencijsko-

inovacijski management: Management forum. Maribor: Ekonomsko – poslovna

fakulteta, 2004.


- 56 -

[17] Mulej Matjaž. Dialektična teorija sistemov. Maribor: Visoka ekonomsko-

komercialna šola, 1985.

[18] Neuman H. J.,Koordinatenmesstecnik – Technologie und Anwendung, Verlag

moderne Industrie. Landsberg/Lech. 1992.

[19] Portal za inovativne, Imam idejo! [Svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.imamidejo.si/Inovativnost/Inovacijski-proces [5.8.2010].

[20] Puhar J., Tehnološke meritve-1del. Ljubljana, 1996.

[21] Puhar J., Tehnološke meritve-2del. Ljubljana, 1998.

[22] Rašič Katja, Markič Mirko. Inovativnost in uspešnost gospodarskih družb. Koper:

Fakulteta za management Koper, 2008.

[23] Renishaw [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.renishaw.com/en/xl-

80-laser-measurement-system--8267 [15.8.2010].

[24] Šostar A., Management kakovosti. Maribor: Tehniška fakulteta Maribor, 1996.

[25] Šostar A., Proizvodne meritve. Maribor: Tehniška fakulteta Maribor, 1995.

[26] Taylor Hobson Ltd [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.taylor-

hobson.com/ [10.8.2010].

[27] Vogel Germany [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.vogel-

germany.de/ [25.7.2010].

[28] Vuk Drago. Inovacijski procesi : zapiski predavanj. Kranj : Moderna organizacija,

1999.

[29] Zeiss: Industrial Metrology [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.zeiss.com/4125682000247242/Contents-

Frame/15E51E24F918AA1E85256B05005A2F17 [20.8.2010].

[30] Zelenika Ratko. Metodologija i tehnologija izrade znanstvenog i strčnog djela.

Rijeka: Ekonomski fakultet, 2000.

[31] Ženko Zdenka, Mulej Matjaž. Poučevanje teorije sistemov kot prispevek za pot v

inovativno družbo [svetovni splet]. Mednarodno inovativno poslovanje [svetovni

splet], 2009. Dostopno na WWW: http://journal-doba.renderspace.net/?aid=19

[28.7.2010].

Documents

MERILNE NAPRAVE IN POSTOPKI ZA MERJENJE OBLIKOVNIH … · UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Tomaž HODNIK MERILNE NAPRAVE IN POSTOPKI ZA MERJENJE OBLIKOVNIH ODSTOPANJ