Kumpas, mekanik imalat alanında en sık kullanılan ölçüm araçlarından biri olarak, kullanımı basittir
ve dış çap ölçümünde yaygın olarak uygulanır. Ancak, hala birçok doğal teknik sınırlaması vardır.
Modern imalattaki artan hassasiyet gereksinimleriyle birlikte, dış çapın kumpasla ölçülmesinin dezavantajları giderek belirginleşmiş, ölçüm sonuçlarının doğruluğunu ve
güvenilirliğini etkilemektedir. Standart bir verniyeli kumpasın ölçüm doğruluğu ±0,02 milimetredir, dijital bir kumpasınki ise ±0,01'e ulaşabilir
milimetre. Ancak, gerçek uygulamalarda, operasyonel beceriler, çevresel
koşullar ve iş parçacığının özellikleri gibi birçok faktörden etkilenir ve gerçek ölçüm hatası genellikle teorik
doğruluk aralığını aşar.I. Ölçüm doğruluğunun sınırlamasının temel nedeni1. İnsan kaynaklı operasyonel hatalar, kumpasların dış çap ölçümü için kullanılmasının temel dezavantajıdır.
Kontrol
ölçüm kuvveti
doğrudan ölçüm sonuçlarının doğruluğunu etkiler. Standart ölçüm kuvveti 8-12 Newton aralığında kontrol edilmelidir, ancak bunu korumak zordur
sabit bir ölçüm kuvveti gerçek operasyonda.
Ölçüm kuvvetinde 1 Newton'luk bir değişiklik, 0,005-0,01'lik bir ölçüm hatasına neden olabilir milimetre.
Özellikle ince cidarlı parçaları veya yumuşak malzemeleri ölçerken, aşırı ölçüm kuvveti neden olabilir
iş parçasının deforme olmasına, ölçüm doğruluğunu ciddi şekilde etkiler.2. Okuma hataları, verniyeli kumpasın doğal teknik kusurlarıdır. İnsan gözlerinin ölçek çizgilerini okurken öznel olması, tutarsız ölçüm sonuçlarına yol açar. Verniyenin minimum okuma değeri ilkesi 0,02
milimetredir, ancak gerçek okuma, ışık koşulları, gözlem açıları ve
operatörün görüşü gibi faktörlerden etkilenir. Farklı operatörler tarafından aynı boyut için okuma farkı
0,03 - 0,05 milimetreye ulaşabilir.Bu tür bir insan okuma hatası, hassas ölçümlerde kabul edilemez.
3. Temas alanının sınırlaması, ölçüm sonuçlarının yetersiz temsil edilebilirliğine yol açar. Kumpas çeneleri ile iş parçası arasındaki temas alanı genellikle sadece birkaç milimetre karedir.
Yüksek yüzeyli iş parçaları içinpürüzlülük veya yerel kusurlar, temas noktalarının konumunda küçük bir değişiklik farklı ölçüm sonuçlarına yol açabilir
sonuçlar. Dairesel
kesitli iş parçalarının gerçek yuvarlaklık hatası ve eliptiklik hatası, tek noktalı bir ölçümle doğru bir şekilde yansıtılamaz. Güvenilir geometrik parametreler elde etmek için çok noktalı
ölçüm gereklidir.II. Çevresel Koşulların Ölçüm Doğruluğu Üzerindeki Etkisi
1. Sıcaklık değişimi, kumpas ölçümlerinin doğruluğunu etkileyen önemli bir çevresel faktördür.
Metal malzemelerin termal genleşme katsayısı, boyutların sıcaklıkla değişmesine neden olur. Çelik doğrusal genleşme
katsayısı yaklaşık 11×10^-6/℃'dir. 10℃'lük bir sıcaklık
değişimi, 100 mm'lik bir
boyutta 0,011 mm'lik bir değişikliğe neden olur. Atölye
çevresindeki sıcaklık dalgalanmaları, operatörün el sıcaklığının transferi, ve artık
iş parçası işlemeden kaynaklanan ısı, ölçüm sonuçlarının doğruluğunu etkileyebilir. 2. Nem ve kirleticiler, özellikle zorlu üretim ortamlarında kumpasın ölçüm doğruluğu üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Metal kesme sıvıları ve soğutma sıvıları, iş parçasının yüzeyinde kalır, gerçek temas durumunu ve ölçüm referansını değiştiren bir sıvı film oluşturur.
0,01 ila 0,05 milimetre arasında değişen yüzey yağ filminin kalınlığı, doğrudan ölçüm sonucuna eklenir. Doğru elde etmek için ölçüm verileri, iş parçası yüzeyi tamamen temizlenmelidir.3. Titreşim ve şok, hassas ölçümlere müdahale edebilir. Üretim sahasında, makine aletlerinin çalışması ve ağır ekipmanların hareketi titreşimler oluşturabilir. Elde taşınan bir ölçüm aracı olarak kumpaslar, titreşim girişimine karşı özellikle hassastır.
Titreşim genliği 0,02 milimetreyi aştığında, okumanın kararlılığını önemli ölçüde etkileyecektir.
Ölçüm işlemi sırasında, operatörün elinin titremeleri ayrıca
ölçüm sonucuna iletilecek, ölçümün tekrarlanabilirliğini ve doğruluğunu etkileyecektir.III. İş Parçası Özelliklerinin Ölçüm Sonuçları Üzerindeki Kısıtlamaları
1. Yüzey kalitesindeki önemli farklılıklar, kumpas ölçümlerinin güvenilirliğini etkiler. Pürüzlü bir yüzeydeki tepeler ve vadiler, temas noktalarında belirsizliğe neden olur. Yüzey pürüzlülüğü Ra 1,6 mikrometreyi aştığında, yüzeydeki mikroskobik geometrik şeklin rastgeleliği,
ölçüm sonuçlarının dağılımını artırır.Döküm yüzeyleri, dövme yüzeyleri ve kaynak yüzeyleri gibi pürüzlü yüzeyler için ölçüm hatası ±0,1 milimetreye ulaşabilir, kumpasın nominal doğruluğunu aşmaktadır.
2. İş parçasının geometrik şeklinin karmaşıklığı, kumpasın uygulama kapsamını sınırlar. Standart olmayan
geometrik şekiller doğru bir şekilde ölçülemez. Eliptik kesitli, çokgen kesitli ve düzensiz kesitli iş parçaları, özel ölçüm
yöntemleri ve ekipmanları gerektirir. Kumpas sadece yerel boyutları ölçebilir, ancak geometrik doğruluğu kapsamlı bir şekilde değerlendiremez.
Yüksek geometrik doğruluk gereksinimleri olan parçalar için, kumpas ölçüm sonuçlarının temsil edilebilirliği yetersizdir.3. Malzemelerin sertliği ve elastik özellikleri, ölçüm sonuçlarının kararlılığını etkiler. Yumuşak malzemeler
ölçüm kuvvetinin etkisi altında elastik veya plastik deformasyona uğrar. Alüminyum alaşımı, plastik ve kauçuk gibi malzemelerin ölçümü, ölçüm kuvvetinin özel kontrolünü gerektirir. HB100'den daha düşük bir sertliğe sahip malzemeler için, ölçüm hatası
±0,05 milimetreyi aşabilir.
Yüksek elastik
malzemelerin geri tepme özellikleri, ölçüm sonuçlarının zamanla değişmesine neden olur, böylece ölçüm verilerinin tekrarlanabilirliğini etkiler.IV. Ölçüm Aralığı ve Esnekliğin Sınırlamaları
1. Ölçüm aralığı, kumpasın yapısal boyutları ile sınırlıdır ve aralık dışındaki büyük boyutlu iş parçalarını ölçemez. Standart kumpasların maksimum ölçüm aralığı genellikle
150-300 milimetredir. Büyük iş parçalarının dış çapını ölçmek için, özel büyük boyutlu kumpaslar veya diğer ölçüm
yöntemleri gereklidir.Derin deliklerin iç çapları, kör deliklerin taban çaplarıve olukların genişlikleri gibi özel konumların boyutları, sıradan kumpaslar kullanılarak doğrudan ölçülemez.
2. Ölçüm açıları ve konumları üzerindeki kısıtlamalar, belirli iş parçalarını ölçmenin uygulanabilirliğini etkiler. Kumpaslar, doğru sonuçlar elde etmek için ölçülen yüzeye dik olmalıdır.
Karmaşık şekilli iş parçaları için, bazı parçalar kumpaslar tarafından doğru bir şekilde konumlandırılamayabilir.
Dikey yönden 5 derece sapan bir ölçüm açısı, yaklaşık olarak %0,4'lük bir kosinüs hatasına neden olur.
Montaj koşullarındaki parçaların ölçümü genellikle alanla sınırlıdır ve ideal ölçüm koşullarına ulaşılamaz.3. Yetersiz dinamik ölçüm yeteneği, kumpasların otomatik
üretimde uygulanmasını kısıtlar, çevrimiçi ölçüm ve gerçek zamanlı izlemenin gerçekleştirilmesini engeller. Modern imalat
hızlı tespit ve geri bildirim gerektirir. Ancak, kumpaslar yavaş ölçüm hızlarına sahiptir ve
manuel operasyon gerektirir, böylece yüksek verimlilik için üretim ritmi gereksinimlerini karşılayamaz.
Otomatik üretim hatları entegre ölçüm sistemlerine ihtiyaç duyar. Kumpasların manuel doğası, üretim verimliliği için bir darboğaz haline gelir.
