Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Aparatura w systemach zapewnienia jakości

Koordynator przedmiotu:

dr inż. Jan Tomasik

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Mechatronika

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowe

Kod przedmiotu:

ASJ

Semestr nominalny:

7 / rok ak. 2018/2019

Liczba punktów ECTS:

4

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Wykład: 24h, Przygotowanie do egzaminu i egzamin: 18h, Laboratorium: 18h, Przygotowanie do ćwiczeń: 18h, Wykonanie sprawozdań: 22h, Razem 100h (4 ECTS).

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

Wykład: 24h, Laboratorium: 18h, Razem 42h (1,5 ECTS).

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

Laboratorium: 18h, Przygotowanie do ćwiczeń: 18h, Wykonanie sprawozdań: 22h, Razem 58h (2 ECTS).

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład24h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium18h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Wymagana jest znajomość treści zawartych w przedmiotach: Fizyka, Matematyka w zakresie probabilistyki i statystyki, Podstawy technik wytwarzania, Podstawy konstrukcji urządzeń precyzyjnych, Zarządzanie jakością, Grafika inżynierska, Podstawy metrologii, Metrologia techniczna, Informatyka w systemach pomiarowych

Limit liczby studentów:

Brak

Cel przedmiotu:

Pogłębienie wiedzy na temat czynników kształtujących poziom jakości wyrobów, zwłaszcza czynników kształtujących strukturę geometryczną powierzchni. Zapoznanie się z metodami pomiarowymi związanymi z kontrolą przebiegu procesów wytwarzania elementów maszynowych oraz nabycie umiejętności interpretacji wyników pomiaru w powiązaniu z parametrami procesów wytwarzania. Zdobycie wiedzy i umiejętności zakresu oprogramowania systemów do akwizycji danych w systemach pomiarowych.

Treści kształcenia:

Rola aparatury pomiarowej w systemach zapewnienia jakości. Wymagania dotyczące urządzeń stosowanych do kontroli geometrycznej wyrobów mechanicznych. Elementy geometryczne w normach PN-EN-ISO (integralne, pochodne, nominalne, rzeczywiste, zaobserwowane, skojarzone). Pojęcie wymiaru wirtualnego. Zasady zależnego specyfikowania tolerancji wymiarów i tolerancji geometrycznych. Wpływ układu baz na interpretację symboli specyfikacji – przykłady. Algorytmy obliczania elementów skojarzonych. Parametry odchyłek geometrycznych: symbolika, definicje, właściwości, zastosowanie. Metody pomiaru odchyłek kształtu powierzchni o krzywiźnie stałej o krzywiźnie zmiennej oraz powierzchni nominalnie płaskich. Analiza harmoniczna profili powierzchni – metoda obliczeń, interpretacja, zastosowania. Wykorzystanie wyników badania geometrii wyrobów do diagnostyki procesu technologicznego i prognozowania właściwości eksploatacyjnych wyrobów. Metody pomiaru odchyłek położenia i odchyłek kierunku, interpretacja wyników. Urządzenia do pomiaru odchyłek geometrycznych (FMM), ich klasyfikacja i podstawowe bloki funkcyjne. Porównanie właściwości maszyn z obrotową głowicą i z obrotowym stołem. Maszyny FMM a maszyny współrzędnościowe CMM. Przykłady uniwersalnych maszyn FMM – realizowane funkcje, zakresy pomiarowe, osiągane dokładności. Rozwiązania konstrukcyjne głównych zespołów konstrukcyjnych. Zasady obsługi. Sterowanie zespołami i przetwarzanie sygnałów pomiarowych. Filtry mechaniczne, analogowe i numeryczne. Geometria końcówki pomiarowej.. Wizualizacja i interpretacja wyników badań. Przykłady raportów. Źródła niepewności pomiarów odchyłek kształtu, położenia i kierunku. Wpływ pozycjonowania badanych elementów względem zespołów maszyny pomiarowej na dokładność pomiarów. Przyczyny powstawania chropowatości i falistości powierzchni. Parametry mikrogeometrii według norm PN-EN-ISO i ich związki z własnościami elementów maszynowych. Metody pomiaru. Przyrządy do pomiarów chropowatości i falistości powierzchni. Wpływ parametrów pomiarowych na wartość wyznaczanych parametrów profilu. Przykłady wyników pomiaru i ich interpretacja Aktywne pomiary chropowatości powierzchni. Ograniczenia występujące w dwuwymiarowych pomiarach chropowatości. Podstawy przestrzennego opisu chropowatości. Wybrane parametry powierzchniowe i ich związki z własnościami eksploatacyjnymi wyrobów. Standardowe porty komputera PC. Akwizycja danych pomiarowych. Sterowanie urządzeniami wykonawczymi typu mikrosilniki prądu stałego i skokowe z wykorzystaniem portu równoległego i szeregowego. Zastosowanie mikrokontrolerów do komunikacji pomiędzy urządzeniem pomiarowym a komputerem. Laboratorium: Pomiary za pomocą uniwersalnych cyfrowych maszyn pomiarowych FMM z obrotowym stołem. Wyznaczanie kształtu profili poprzecznych powierzchni obrotowych oraz odchyłki walcowości. Pomiary odchyłki prostoliniowości w przekrojach i w przestrzeni (linia środkowa powierzchni obrotowej). Wyznaczenie odchyłek kierunku i położenia. Analiza harmoniczna zarysów. Ocena zgodności elementów ze specyfikacją. Pomiary geometrii krzywek sterujących zaworami silnika na stanowisku do badania wałów rozrządu. Pomiary chropowatości powierzchni próbek wykonanych w wybranych procesach technologicznych przy użyciu profilometrów cyfrowych mierzących metodą stykową i bezstykową. Badania wpływu charakterystyki i pasma przenoszenia filtrów na kształt odwzorowania profili i wartość parametrów chropowatości. Pomiary bardzo gładkich powierzchni (Rt < 1µm) profilometrem interferencyjnym z komputerową analizą wyników. Akwizycja sygnałów binarnych na przykładzie obsługi klawiatury matrycowej i przetwornika inkrementalnego. Przesyłanie informacji w sposób szeregowy i równoległy. Wykorzystanie interfejsu szeregowego RS232. Programowanie mikrokontrolera w środowisku BASCOM - przykład zmiany postaci informacji.

Metody oceny:

Wykład: egzamin Laboratorium: sprawdzian z przygotowania do ćwiczeń ocena pracy w czasie laboratorium ocena wykonania sprawozdania

Egzamin:

tak

Literatura:

Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni. WNT, 2008. Arendarski J.: Niepewność pomiarów. Oficyna Wydawnicza PW, 2013. Baranowski. R.: Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce. Wyd. BTC 2005. Chromik R.: RS232 w przykładach na PC i AVR, Wydawnictwo BTC, 2010. Humienny Z. (red): Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Podręcznik europejski. WNT, 2004. Liubimov V., Oczoś K.: Struktura geometryczna powierzchni. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 2003. Malinowski J., Jakubiec W.: Metrologia wielkości geometrycznych. WNT, 2007 Metzger P. : Anatomia PC. Wyd. Helion 2002. Piotrowski, J., Kostyrko K.: Wzorcowanie aparatury pomiarowej. PWN, 2000. Tomasik J. (red.).: Sprawdzanie przyrządów do pomiaru długości i kąta. Oficyna Wydawnicza PW, 2009. Wieczorowski M., Cellary A., Chajda J.: Przewodnik po pomiarach nierówności powierzchni czyli o chropowatości i nie tylko. Wyd. Politechnika Poznańska, 2003. Żebrowska-Łucyk S.: Bezodniesieniowa metoda pomiaru makrogeometrii powierzchni elementów mechanicznych. Oficyna Wydawnicza PW, 2001. Normy PN-EN ISO: 1101, 3274, 8015, 12180-1, 12180-2, 12181-1, 12181-2, 12780-1, 12780-2, 12781-1, 12781-2, 14253-1, 14253-2, 14253-3, 14405-1,14405-2, 14406, 14660-2, 17450-1, 17450-2, 2692, 4287, 5436-1, 5436-2, 5458, 12179, 13565

Witryna www przedmiotu:

brak

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt ASJ_nst_W01

Rozumie pojęcia związane ze specyfikowaniem i sprawdzaniem struktury geometrycznej powierzchni w zakresie makro- i mikrogeometrii, z uwzględnieniem terminów i zaleceń wprowadzonych w najnowszych międzynarodowych dokumentach normalizacyjnych. Zna zależności matematyczne stosowane do analizy sygnałów odwzorowujących kształt powierzchni (w dziedzinie czasu i częstotliwości) oraz w procesie filtrowania tych sygnałów w celu wydzielenia składowych wpływających na badane właściwości powierzchni
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W10, K_W13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T2A_W02, T2A_W04, T1A_W03, T1A_W04

Efekt ASJ_nst_W02

Zna metody pomiaru chropowatości, falistości i odchyłek kształtu. Ma wiedzę na temat budowy, działania i dokładności nowoczesnych profilometrów, konturografów oraz maszyn do pomiaru odchyłek kształtu. Ma wiedzę na temat związków między parametrami procesu technologicznego, struktury geometrycznej powierzchni i wybranymi właściwościami eksploatacyjnymi wyrobów. Rozumie problemy techniczne związane z doskonaleniem jakości wyrobów.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W10, K_W12, K_W16, K_W17
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W04, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05

Efekt ASJ_nst_W03

Ma wiedzę na temat budowy i obsługi portu równoległego i szeregowego komputera PC. Wie jak wykorzystać porty komputera do akwizycji sygnałów binarnych i sterowania mikrosilnikami.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W05, K_W07, K_W08, K_W09
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02, T1A_W04, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W02, T1A_W02, T1A_W03

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt ASJ_nst_U01

Potrafi posługiwać się aparaturą do pomiaru mikro- i makrostruktury powierzchni elementów konstrukcyjnych, obejmującą profilometry, konturografy oraz uniwersalne maszyny do pomiaru odchyłek kształtu. Umie ustalić optymalną strategię pomiarową, przygotować elementy do pomiarów, dobrać właściwe nastawy przyrządu i parametry pomiaru. Wykazuje się sprawnością w interpretacji uzyskanych wyników, potrafi oszacować ich niepewność.
Weryfikacja: Ocena poprawności wykonania zadań w laboratorium i sprawozdań z ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U10, K_U11, K_U13, K_U15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U02, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U16, T1A_U09, T1A_U16

Efekt ASJ_nst_U02

Potrafi samodzielnie wykonać obliczenia wybranych elementów geometrycznych skojarzonych według kryterium Gaussa oraz wyznaczyć miary liczbowe niedokładności badanych powierzchni. Umie obliczyć składowe harmoniczne widma profilu i oszacować ich wpływ na pracę elementu w zmontowanym zespole. Na podstawie wyników pomiaru geometrii krzywek umie wyznaczyć chwilowe prędkości i przyspieszenia popychaczy. Potrafi dobrać odpowiednie formy graficzne do zilustrowania uzyskanych wyników pomiaru oraz oszacować niepewność pomiaru wyznaczonych parametrów.
Weryfikacja: Ocena poprawności wykonania zadań w laboratorium i jakości sprawozdań z ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U10, K_U11, K_U16, K_U22
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U02, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U07, T1A_U07, T1A_U15

Efekt ASJ_nst_U03

Potrafi wykorzystać porty komputera PC do akwizycji danych pomiarowych oraz zaprogramować mikrokontroler do transmisji sygnałów.
Weryfikacja: Sprawdzenie efektów funkcjonowania napisanego programu.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U10, K_U16, K_U18
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U07, T1A_U16

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt ASJ_nst_K01

Potrafi określić priorytety oraz rozstrzygać dylematy związane z realizacją zadań pomiarowych. Umie pracować w zespole, przyjmując w nim różne role.
Weryfikacja: Przebieg zajęć laboratoryjnych i dyskusja na temat uzyskanych wyników.
Powiązane efekty kierunkowe: K_K04, K_K05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03, T1A_K04, T1A_K05, T1A_K06

Efekt ASJ_nst_K02

Ma świadomość skutków działalności inżynierskiej w zakresie projektowania, wytwarzania oraz kontroli i rozumie jej wpływ na ekonomię i rozwój społeczny
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_K02, K_K03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K02, T1A_K02, T1A_K07