Podstawy metrologii i inżynierii jakości dla mechaników Ćwiczenia praktyczne

Podręcznik jest praktycznym uzupełnieniem treści wykładów z metrologii, prowadzonych głównie na wydziałach mechanicznych uczelni technicznych. Składa się z dwóch części.

Część pierwsza obejmuje osiem ćwiczeń dotyczących budowy narzędzi pomiarowych, metod pomiarowych, błędów przypadkowych i systematycznych w pomiarach bezpośrednich, określania i badań porównawczych właściwości narzędzi pomiarowych oraz wyznaczania charakterystyk przetwornika pomiarowego.

Część druga zawiera sześć ćwiczeń poświęconych systemom niezawodnościowym w budowie maszyn, projektowaniu kart kontrolnych Shewharta, sprawdzaniu, powtarzalności i odtwarzalności narzędzi pomiarowych, polityce jakości i organizacji firmy, procedurom systemowym, wzorcowaniu wyposażenia pomiarowego i badawczego oraz auditowi systemu jakości.

Poszczególne ćwiczenia są starannie przemyślane i opracowane. Dotyczą najbardziej istotnych zagadnień z zakresu metrologii ogólnej, metrologii technicznej i inżynierii jakości. Zawierają niezbędny materiał teoretyczny, opis stanowisk pomiarowych oraz sposób wykonania ćwiczenia i opracowania wyników. Są stosunkowo łatwe do zorganizowania w większości krajowych uczelni i na ogół nie wymagają posiadania kosztownej aparatury.

Jest polecany studentom wydziałów mechanicznych kierunków: mechanika, budowa i eksploatacja maszyn, mechatronika, zarządzanie i inżynieria produkcji, a także studiów podyplomowych z zakresu metrologii i inżynierii jakości. Może być również przydatny dla pracowników zatrudnionych w kontroli i nadzorowaniu jakości wyrobów w przedsiębiorstwach produkcyjnych.

Rozdziały:

Część  I. PODSTAWY METROLOGII
 
ĆWICZENIE 1. BUDOWA i CZĘŚCI SKŁADOWE NARZĘDZI POMIAROWYCH
1.1. Wprowadzenie               
1.2. Opis stanowiska pomiarowego
1.3. Zadania metrologiczne
1.4. Opracowanie wyników pomiarów

ĆWICZENIE 2. METODY POMIAROWE
2.1. Pojęcia podstawowe
2.2. Klasyfikacja metod pomiarowych
2.2.1. Metody pomiarowe pośrednie               
2.2.2. Metody pomiarowe bezpośrednie
2.2.3. Metody pomiarowe porównawcze
2.2.4. Metody pomiarowe bezpośredniego porównania
2.3. Opis stanowiska pomiarowego
2.4. Zadania metrologiczne
2.4.1. Pomiar masy metodami porównawczymi
2.4.1.1. Pomiar metodą wychyleniową
2.4.1.2. Pomiar metodą różnicową zerową
2.4.2. Pomiar masy metodami bezpośredniego porównania
2.4.2.1. Pomiar metodą klasyczną (proporcjonalną)
2.4.2.2. Pomiar metodą podstawienia
2.4.2.3. Pomiar metodą przestawienia
2.5. Opracowanie wyników pomiarów

ĆWICZENIE 3. POMIARY BEZPOŚREDNIE - OCENA BŁĘDÓW PRZYPADKOWYCH
3.1. Wprowadzenie               
3.1.1. Podstawowe wiadomości z rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej
3.1.2. Rozkład normalny (Gaussa)
3.1.3. Szacowanie parametrów rozkładu teoretycznego na podstawie próby
3.1.4. Błędy przypadkowe w pomiarach bezpośrednich równej dokładności
3.1.5. Histogram
3.1.6. Sprawdzenie normalności rozkładu
3.2. Opis stanowiska pomiarowego
3.3. Zadania metrologiczne
3.4. Opracowanie wyników pomiarów

ĆWICZENIE 4. POMIARY POŚREDNIE - OCENA BŁĘDÓW PRZYPADKOWYCH
4.1. Wprowadzenie               
4.1.1. Pomiary pośrednie
4.1.2. Błędy przypadkowe w pomiarach wykonywanych metodą pośrednią
4.1.2.1. Metoda błędu średniego kwadratowego
4.1.2.2. Metoda różniczki zupełnej
4.1.3. Wyznaczanie niepewności pomiaru metodami statystycznymi
4.1.4. Pomiar pośredni kąta klina za pomocą liniału sinusowego
4.1.5. Pomiar pośredni promienia łuku za pomocą wałeczków pomiarowych
4.2. Opis stanowisk pomiarowych
4.3. Zadania metrologiczne
4.4. Opracowanie wyników pomiarów

ĆWICZENIE 5. POMIARY STYKOWE - OCENA BŁĘDÓW SYSTEMATYCZNYCH I PRZYPADKOWYCH
5.1. Wprowadzenie               
5.1.1. Klasyfikacja błędów
5.1.2. Kompleksowa analiza błędów pomiaru średnicy wałka metodą różnicową
5.1.3. Analiza błędów pomiaru średnicy podziałowej gwintu za pomocą wałeczków pomiarowych
5.2. Opis stanowiska pomiarowego
5.3. Zadania metrologiczne
5.4. Opracowanie wyników pomiarów

ĆWICZENIE 6. OCENA DOKŁADNOŚCI NARZĘDZI POMIAROWYCH
6.1. Wprowadzenie               
6.1.1. Poprawność narzędzia pomiarowego
6.1.2. Wierność narzędzia pomiarowego
6.1.3. Dokładność narzędzia pomiarowego
6.1.4. Klasa dokładności narzędzia pomiarowego
6.2. Opis stanowiska pomiarowego
6.3. Zadania metrologiczne
6.4. Opracowanie wyników pomiarów

ĆWICZENIE 7. TESTOWANIE STATYSTYCZNE W OCENIE BŁĘDÓW PRZYPADKOWYCH  I  SYSTEMATYCZNYCH
7.1. Wprowadzenie               
7.1.1. Porównywanie wartości średnich w dwóch populacjach
7.1.2. Porównywanie wariancji w dwóch populacjach o rozkładach normalnych
7.2. Opis stanowisk pomiarowych
7.3. Zadania metrologiczne
7.4. Opracowanie wyników pomiarów

ĆWICZENIE 8. PRZYRZĄDY POMIAROWE - USTALANIE CHARAKTERYSTYKI STATYCZNEJ
8.1. Wprowadzenie               
8.1.1. Parametry określające charakterystykę statyczną
8.1.2. Doświadczalne wyznaczenie charakterystyki statycznej              
8.1.2.1. Metoda naciągniętej nici (metoda „na oko")
8.1.2.2. Metoda średniej
8.1.2.3. Metoda najmniejszych kwadratów
8.2. Opis stanowiska pomiarowego
8.3. Zadania metrologiczne
8.4. Opracowanie wyników pomiarów
LITERATURA
TABLICE

CZEŚĆ II PODSTAWY INŻYNIERII JAKOŚCI

ĆWICZENIE 9. SYSTEMY NIEZAWODNOŚCIOWE
9.1. Wprowadzenie
9.1.1. Pojęcie niezawodności
9.1.1.1. Niezawodność w sensie wartościującym
9.1.1.2. Niezawodność optymalna
9.1.1.3. Niezawodność a jakość
9.1.2. Niezawodność a struktura obiektu
9.1.2.1. Typy struktur
9.1.2.2. Niezawodność  Rn,k
9.1.3. Ilościowe charakterystyki niezawodności
9.1.3.1. Kryteria i ilościowe charakterystyki niezawodności
9.1.3.2. Kryteria niezawodności nieodnawialnych obiektów
9.2. Zadania
9.2.1. Zadania do wykonania
9.2.2. Opracowanie sprawozdania
9.2.3. Wnioski
9.3. Wyposażenie stanowiska do ćwiczenia
9.4. Przykład ćwiczenia

ĆWICZENIE 10. PROJEKTOWANIE KART KONTROLNYCH SHEWHARTA
10. Wprowadzenie
10.1.1. Karty kontrolne - słowniczek pojęć
10.1.2. Rejestracja wyników badań
10.1.3. Parametry statystyczne stosowane przy prowadzeniu kart kontrolnych
10.1.4. Zasady projektowania kart kontrolnych
10.4.1. Obliczanie kart kontrolnych bez zadanych wartości normatywnych
10.4.2. Obliczanie kart kontrolnych z zadanymi wartościami normatywnymi
10.4.3. Obliczanie kart kontrolnych dla metod alternatywnych
10.2. Zadanie
10.3. Wyposażenie stanowiska do ćwiczenia

ĆWICZENIE 11. SPRAWDZANIE POWTARZALNOŚCI i ODTWARZALNOŚCI PRZYRZĄDÓW POMIAROWYCH
11.1. Wprowadzenie
11.1.1. Pojęcia podstawowe
11.1.2. Metody wyznaczania współczynników R&R
11.1.2.1. Wyznaczanie współczynników R&R metodą rozstępów R
11.1.2.2. Wyznaczanie współczynników R&R metodą średniej i rozstępu (x-R)
11.2. Zadanie
11.3. Wyposażenie stanowiska do ćwiczenia

ĆWICZENIE 12. POLITYKA JAKOŚCI ORAZ ORGANIZACJA FIRMY
12.1. Wprowadzenie
12.1.1. Polityka jakości
12.1.2. Organizacja firmy
12.1.2.1. Odpowiedzialność i uprawnienia
12.1.2.2. Zasoby
12.1.2.3. Przedstawiciel kierownictwa
12.1.2.4. Przegląd zarządzania wykonywany przez kierownictwo
12.2. Zadanie
12.3. Wyposażenie stanowiska do ćwiczenia
12.4. Przykład ćwiczenia

ĆWICZENIE 13. PROCEDURY SYSTEMOWE
13.1. Wprowadzenie               
13.1.1. Termin procedura
13.1.2. Treść każdej procedury
13.1.3. Własności procedury
13.1.4. Tworzenie procedury
13.2. Zadanie
13.3. Wyposażenie stanowiska do ćwiczenia
13.4. Przykład ćwiczenia

ĆWICZENIE 14. GOSPODAROWANIE WYPOSAŻENIEM POMIAROWYM  I  BADAWCZYM ORAZ JEGO WZORCOWANIE
14.1. Wprowadzenie               
14.1.1. Wymagania normy PN-ISO 9001:2009/AC :2009 w zakresie nadzoru nad wyposażeniem do monitorowania i pomiaru
14.1.2. Pojęcia podstawowe
14.1.3. Kontrola metrologiczna
14.1.4. Wzorcowanie
14.1.5. Porównanie wzorcowania i legalizacji
14.1.6. Instrukcja wzorcowania wybranego przyrządu pomiarowego - suwmiarki
14.2. Zadanie
14.3. Wyposażenie stanowiska do ćwiczenia
14.4. Przykład ćwiczenia

ĆWICZENIE 15. AUDIT SYSTEMU JAKOŚCI
15.1. Wprowadzenie
15.1.1. Norma auditu i podstawowe definicje
15.1.2. Zasady auditowania
15.1.3. Zarządzanie programem auditów
15.1.4. Działania auditowe
15.1.5. Kompetencje auditorów
15.1.6. Podsumowanie              
15.2. Zadanie
15.3. Wyposażenie stanowiska do ćwiczenia
15.4. Przykład ćwiczenia