Uvod
Inženirjem in strokovnjakom za kakovost, ki delajo z natančnimi merilnimi orodji - površinskimi ploščami, ravnimi robovi, kotnimi ploščami, V-bloki in podobnimi instrumenti - se mednarodna pokrajina meroslovnih standardov lahko zdi zapletena. Nemški standardi DIN, japonski standardi JIS, ameriški standardi ASME, britanski standardi BS in mednarodni standardi ISO obravnavajo podobne izdelke, vendar se razlikujejo po posebnih zahtevah, definicijah stopnje in izračunih tolerance.
Razumevanje teh standardov, njihovih skupnih točk in njihovih ključnih razlik je dragoceno za vse, ki določajo, nabavljajo ali uporabljajo natančna granitna merilna orodja v mednarodnem proizvodnem ali meroslovnem okolju.
Zakaj so standardi pomembni za natančna merilna orodja
Natančna površinska plošča služi kot referenčna točka za meritve in sestave, ki se izvajajo na njej. Njegova ravnost - največje odstopanje od popolne ravnine čez njegovo delovno površino - določa temeljno natančnost, ki jo lahko doseže katera koli meritev ali postopek sestavljanja. Toda brez standardizirane definicije, kako se ravnina meri in sporoča, številka na kalibracijskem certifikatu nima univerzalnega pomena.
Organi za standarde so se tega lotili z opredelitvijo: kako se definira in meri ravnost; katere merilne metode so sprejemljive za preverjanje; kakšne tolerance ravnosti veljajo za vsako stopnjo točnosti; okoljski pogoji (običajno 20 stopinj ± 2 stopinji), pod katerimi so meritve veljavne; ter zahteve glede označevanja in dokumentacije. Ko so ti parametri opredeljeni s priznanim standardom, ima certifikat o kalibraciji, ki se sklicuje na ta standard, natančen, mednarodno primerljiv pomen.
DIN 876: nemški standard
DIN 876 je standard nemškega inštituta za standardizacijo za precizne površinske plošče. Določa štiri stopnje točnosti. Stopnja 0 (Nullplatte) je najvišja, uporablja se kot kalibracijske reference za druge površinske plošče. Razred 1 je za prostore za natančne meritve in visoko{6}}natančno proizvodnjo. Stopnja 2 je za standardno kontrolo kakovosti proizvodnje. Stopnja 3 je stopnja delavnice za splošno proizvodno uporabo.
Tolerance ploskosti po DIN 876 so izražene kot funkcije diagonalne dolžine površinske plošče, kar omogoča toleranco glede na velikost plošče. Za ploščo razreda 0 z diagonalo 1000 mm je toleranca ravnosti običajno v območju 1,5–2,5 µm. Za ploščo stopnje 2 enake velikosti je toleranca približno 5–8-krat večja.
DIN 876 določa tudi zahteve za površinsko obdelavo, posnemanje robov in uporabo posebnih merilnih metod -, vključno s kalibriranimi ravnili in elektronskimi nivoji - za preverjanje. DIN 876 se široko uporablja v evropskih in mednarodno usmerjenih proizvodnih kontekstih in je vplival na razvoj standardov ISO.
JIS B 7513: Japonski standard
JIS B 7513 je japonska specifikacija industrijskih standardov za natančne površinske plošče. Tako kot DIN 876 opredeljuje več razredov in zagotavlja tolerance ravnosti kot funkcijo dimenzij plošče. Standard določa stopnjo 0, stopnjo 1 in stopnjo 2, pri čemer stopnja 0 predstavlja najvišjo natančnost.
Osnovna tolerančna formula v JIS B 7513 uporablja dimenzijo dolge stranice površinske plošče namesto diagonale, kar vodi do nekoliko drugačnih vrednosti tolerance za ne-kvadratne plošče v primerjavi z izračuni DIN. V praksi so razlike v zahtevah glede ravnosti med stopnjo 0 po JIS B 7513 in stopnjo 0 po DIN 876 razmeroma majhne in površinska plošča, preverjena po enem standardu pri najvišji stopnji, je na splošno skladna z enakovredno stopnjo druge.
JIS B 7513 je zahtevani standard za izdelke, ki se izvažajo strankam na Japonskem in v večjem delu vzhodne Azije - Japonska, Koreja, Tajvan in Kitajska se pogosto sklicujejo na standarde JIS.
ASME B89.3.7: Ameriški standard
V Združenih državah Amerike natančne površinske plošče ureja ASME B89.3.7. Združene države so se v preteklosti sklicevale tudi na starejšo zvezno specifikacijo GGG-P-463C, ki je definirala stopnjo A (laboratorij), stopnjo B (inšpekcija) in stopnjo C (orodjarnica). ASME B89.3.7 predstavlja trenutni ameriški standard s podobno tristopenjsko strukturo.
Pomembna razlika pristopa ASME je njegov poudarek na kvalifikaciji ponovljivosti in uporabi metode ponovnega odčitavanja za kalibracijo, poleg ravnosti. Standard tudi izrecno obravnava vpliv podpornih pogojev na meritve ravnosti - posebej uporabo Besselovih točk, matematično določenih podpornih lokacij, ki minimizirajo-upogibanje plošče lastne teže.
Ameriške stranke in podjetja, ki trgujejo z ameriškim trgom, običajno navedejo skladnost z ASME B89.3.7 v dokumentaciji o javnem naročilu.
Standardi ISO in mednarodna harmonizacija
Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO) razvija standarde za globalno sprejetje. ISO 8512 pokriva zahteve za precizne površinske plošče in je strukturiran podobno kot DIN 876 glede definicij razredov in filozofije toleranc.
V mnogih primerih nacionalni odbori za standarde sodelujejo pri razvoju standardov ISO, nacionalni standardi pa se lahko posodobijo, da se uskladijo z ustreznim standardom ISO. Ta postopek usklajevanja sčasoma zmanjša odstopanja med standardi, kar proizvajalcem in laboratorijem olajša zadovoljitev več strank z enim pristopom kalibracije.
Za podjetja, ki delujejo na svetovnih trgih, navedba skladnosti s standardom ISO 8512 zagotavlja najširše mednarodno priznanje, medtem ko dodatno navajanje skladnosti z DIN 876 ali JIS B 7513 obravnava posebne regionalne zahteve.
Standardi za druga granitna merilna orodja
Poleg površinskih plošč tudi druga granitna merilna orodja urejajo nacionalni in mednarodni standardi.
Granitne ravne robove pokrivata DIN 874 in JIS B 7514. Ti standardi določajo stopnje in tolerance ravnosti, podobne standardom za površinske plošče, prilagojene ustreznim dimenzijam.
Kotne plošče iz granita in natančni kotniki obravnavajo DIN 875 in enakovredni standardi JIS. Tolerance pravokotnosti so opredeljene kot funkcija dolžine kraka kvadrata.
Granitne bloke V- pokriva DIN 6321 in JIS B 7731. Zahteve glede kakovosti in tolerance odražajo posebno geometrijo aplikacij blokov V-.
Za vse te vrste orodij so osnovne merilne metode - z uporabo avtokolimatorjev, elektronskih nivojev in laserskih interferometrov - opredeljene v spremljevalnih standardih, ki zagotavljajo doslednost pri preverjanju skladnosti.
Sledljivost kalibracije med standardi
Ne glede na to, po katerem standardu je preverjeno natančno merilno orodje, mora biti kalibracija sledljiva do nacionalnih merilnih standardov. V Nemčiji je to Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). V Združenih državah Amerike Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo (NIST). Na Japonskem Nacionalni inštitut za meroslovje Japonske (NMIJ). V Združenem kraljestvu Nacionalni fizikalni laboratorij (NPL).
Ko dobavitelj zagotovi potrdilo o kalibraciji za natančno granitno površinsko ploščo, mora to potrdilo identificirati uporabljeni merilni standard, uporabljene instrumente in metode, okoljske pogoje med merjenjem, merilno negotovost in izrecno sledljivost do imenovanega nacionalnega ali mednarodnega standarda.
Praktične smernice za javna naročila
Za inženirje in strokovnjake za nabavo, ki izbirajo natančne granitne površinske plošče ali merilna orodja, iz razumevanja okolja standardov sledi več praktičnih premislekov.
Najprej v dokumentaciji v zvezi z oddajo javnega naročila jasno navedite veljavni standard in razred. Enostavna zahteva za površinsko ploščo »Razred A« je dvoumna - Razred A po GGG-P-463C in razred 0 po DIN 876 imata različne zahteve. Navedba "DIN 876 Grade 0" odpravi dvoumnost.
Drugič, zahtevajte potrdila o kalibraciji, ki poimenujejo merilni standard, uporabljene instrumente in verigo sledljivosti kalibracije. Certifikat, ki navaja le "izpolnjuje specifikacijo" brez teh podrobnosti, ne zagotavlja zadostnih informacij za oceno merilne negotovosti.
Tretjič, upoštevajte okolje končne-uporabe. Površinska plošča, ki se uporablja v kalibracijskem laboratoriju, akreditiranem s standardom ISO 17025, zahteva drugačno dokumentacijo in sledljivost kot tista, ki se uporablja v proizvodnem prostoru za vhodno kontrolo, tudi če je za obe določena enaka stopnja ravnosti.
Zaključek
Standardi, ki urejajo natančna granitna merilna orodja - DIN 876, JIS B 7513, ASME B89.3.7, ISO 8512, in njihovi spremljevalni standardi za druge vrste orodij - zagotavljajo okvir, ki naredi mednarodno trgovino s preciznimi instrumenti smiselno in zanesljivo. Razumevanje teh standardov, njihovih struktur stopenj, njihovih tolerančnih pristopov in njihovega odnosa do sledljivosti kalibracije pomaga inženirjem in strokovnjakom za kakovost sprejemati boljše-informirane odločitve o specifikacijah, nabavi in uporabi natančne merilne opreme.
Ker postajata proizvodnja in meroslovje vse bolj globalno povezani, je poznavanje glavnih mednarodnih okvirov standardov vse bolj dragocena kompetenca za tehnične strokovnjake na področju zagotavljanja kakovosti, natančne proizvodnje in meroslovja.