一、量測儀器校正實務(wù)之知識及技巧
(一)測定的概念
　　不管是如何優(yōu)秀的技能與如何優(yōu)秀的工作機械，如果所使用的測定器具與使用方法不當(dāng)，他的結(jié)果就會變成不合格，當(dāng)我們看到工作圖(圖面)，最初始應(yīng)該考慮的就是這個零件使用于何處? 作用如何? 品管專責(zé)檢驗與測試，檢驗可分為目視檢驗與量測，測試可分為物理性測試與化學(xué)性測試兩種，在實際的加工前準(zhǔn)備，應(yīng)該慎思決定如何使用測定器具與測定技術(shù)，ISO 9001 7.6監(jiān)視和測量設(shè)備的控制，說明了組織應(yīng)確定需實施的監(jiān)視和測量以及所需的監(jiān)視和測量設(shè)備，為了產(chǎn)品符合確定的要求提供證據(jù)。

　　在實際的加工前準(zhǔn)備，審查工作圖(圖面)慎思使用的測定器具與測定技術(shù)，如下【圖一】說明:

　　如上【圖一】、【表一】~【表二】說明，品管員在量測的作業(yè)中，最難量測且牽涉到又精又準(zhǔn)的要求當(dāng)屬幾何公差，這些形狀公差，除了選擇合適的測定器具之外，要求加工技術(shù)及加工設(shè)備需能滿足且符合幾何公差極小公差範(fàn)圍的要求，量測器具也要添購高精密數(shù)位顯示功能的高端量測儀器，但買了高端數(shù)控電腦工具機設(shè)備及量測器具，又要面臨校準(zhǔn)及設(shè)備保養(yǎng)維護的定期費用支出，企業(yè)主心中會有捨不得發(fā)費這些檢驗、測試、校準(zhǔn)維護的成本支出，這心態(tài)可以理解，但省了小錢，卻要發(fā)費更大的物料損耗、良品率不高、全檢措施等，這是很得不償失的作法，倒不如冷靜思考，那些關(guān)鍵過程的品質(zhì)特性之幾何公差，需要重點添購高端科技量測儀器，選擇性的添購，訓(xùn)練招募優(yōu)秀的品管人員，現(xiàn)場操作員的品質(zhì)意識強化，則可以讓整個量測系統(tǒng)變得更有效率與價值產(chǎn)出。

 

(二)正確的量測概念
　　尺寸測量係指決定機件或其特定外型之直線或角度大小的過程，測量結(jié)果以長度和角度的標(biāo)準(zhǔn)單位表示；量測基本目的: ?在保證和證實產(chǎn)品與設(shè)計規(guī)格相吻合?，工廠內(nèi)各單位人員透過尺寸測量方式，對產(chǎn)品的品質(zhì)才能有一個共同認定的標(biāo)準(zhǔn)。

(三)幾何公差延伸管理
　　幾何公差影響到生產(chǎn)製造的產(chǎn)能與產(chǎn)出良品率，對于幾何公差需要審慎思考因應(yīng)之道，如此才能將幾何公差精度要求達到，在製品良率提高，品質(zhì)管制作業(yè)更符合實際要求，如【圖二】說明:

(四)儀器校正追溯流程
　　透過不斷的比較鏈，使量測、校正結(jié)果能夠與國家或國際量測機構(gòu)等聯(lián)繫起來的追溯流程，如【圖三】儀器校正流程圖說明:

二、儀器校正種類
(一)儀器校正分為兩種類別，如下【表三】說明:

三、認識標(biāo)準(zhǔn)件
　　塊規(guī)是最常被拿來當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)件的基準(zhǔn)，也是長度的計量標(biāo)準(zhǔn)，選用優(yōu)質(zhì)合金鋼製造不易生鏽經(jīng)特殊處理其膨脹係數(shù)在(11.5±1)X 10-6/℃和檢測標(biāo)準(zhǔn)溫度在20℃下、HRC 65°等要求，提高了測量的準(zhǔn)確度，符合國際標(biāo)準(zhǔn)公制規(guī)矩塊測量基準(zhǔn) ISO 3650:1998精度規(guī)範(fàn)要求。
(一)塊規(guī)等級與用途:
　　塊規(guī)可分為參照用、標(biāo)準(zhǔn)用、檢查用、工作用等用途，對作業(yè)要求愈嚴謹?shù)臍w零校準(zhǔn)，愈要使用等級高的塊規(guī)，如下【表四】說明:

(二)造成塊規(guī)精度破壞的因素(使用時應(yīng)注意事項):

• 塊規(guī)材質(zhì)的不穩(wěn)定: 鋼料或碳化物經(jīng)過熱處理后，雖保有最小的尺寸改變量，但經(jīng)過時間消長與經(jīng)常使用，環(huán)境因素等給予的影響仍然會使材料發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象；
• 正常外形接觸之磨損: 塊規(guī)于扭合密結(jié)時，由于使用次數(shù)多后，對外形的接觸面所造成的磨損；
• 外在環(huán)境造成的損害: 由于存放或現(xiàn)場環(huán)境溫度的變化造成的損害，如微小落塵、刮痕、腐蝕、不適當(dāng)?shù)臏貪穸鹊龋?/li>
• 塊規(guī)的精度影響校正的準(zhǔn)確度:必須每隔一段時間進行一次校準(zhǔn)。

(三)塊規(guī)的內(nèi)部校驗實務(wù)說明
塊規(guī)校驗實務(wù)作法如下說明:
塊規(guī)的擦拭清潔；

•  以放大鏡觀察表面有無刮傷及毛邊；
• 利用磁通器檢查塊規(guī)是否有殘留磁性，如果有則利用消磁器去除；
• 塊規(guī)需放置在恆溫臺上(溫度保持在20±1℃;45%RH±5%)每增加25mm則需增加1H恆溫時間；
• 在標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)表面取多點，每一點量測3次，取其平均值。

(四)塊規(guī)標(biāo)準(zhǔn)建校正實務(wù)(舉工廠品管作業(yè)實務(wù)作法)

• 塊規(guī)最大的目的是長度校正，塊規(guī)最大長度 1000mm (1.0005mm~1000mm) 是否需要購買塊規(guī)組?
• 需要的長度校正尺寸塊規(guī)才購買，一般會買5mm 、25mm 、50mm 、75mm 、100mm…等『A級』 基本長度塊規(guī)。
• 將這些『A級』標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)妥善保管。
• 定期「外校」由二級實驗室校正。
• 延伸作法:  可以利用『A級』標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)校正高精密量測儀器如「三次元座標(biāo)量測儀」；「千分分釐卡」等；切記不能低階高校，校正其它標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)與高精密量測器具之校準(zhǔn)作業(yè)。

(五)企業(yè)內(nèi)可執(zhí)行量測、校正高精度儀器，如下【表五】說明:

三、標(biāo)準(zhǔn)件自製與校正實務(wù)說明
　　在目前企業(yè)中內(nèi)部實施量儀規(guī)校驗時，除了參照外部顧問或教育訓(xùn)練機構(gòu)教導(dǎo)的知識與技巧外，另外一個值得考慮的，則是標(biāo)準(zhǔn)件的建立。標(biāo)準(zhǔn)件的建立需考慮企業(yè)本身的實際需求，因為標(biāo)準(zhǔn)件價格昂貴，動輒上千、上萬或上百萬都有可能，有些標(biāo)準(zhǔn)件取得不易，需客製化訂製。標(biāo)準(zhǔn)件除了外購?fù)?，可以自己製作嗎? 這是一般從事企業(yè)內(nèi)部校驗作業(yè)的我們，一直想問的一個答案，標(biāo)準(zhǔn)件一定要每年送二級實驗室校驗嗎? 標(biāo)準(zhǔn)件可以複製嗎?
 
　　標(biāo)準(zhǔn)件的建立以企業(yè)的需求及成本考量，如企業(yè)經(jīng)常使用的游標(biāo)卡尺及分釐卡，因?qū)俳?jīng)常使用有必要為了成本、時間與校驗符合性著想，購買A級標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)數(shù)塊；或考量使用範(fàn)圍，購買一整組塊規(guī)。標(biāo)準(zhǔn)建購入后，需要定期支出校驗維護費，否則此 A級標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)，失去標(biāo)準(zhǔn)件追溯體系與時效性，很容易發(fā)生失效的可能性，必須規(guī)定一個週期，全盤考慮當(dāng)初購買時的塊規(guī)優(yōu)/劣、使用頻率、穩(wěn)定性等。由上述這些情報，讓身為企業(yè)內(nèi)部儀器校驗的人員，可以制定一個最佳符合經(jīng)濟平衡點的標(biāo)準(zhǔn)件鑒定成本；【圖五】說明標(biāo)準(zhǔn)件的優(yōu)劣，攸關(guān)穩(wěn)定性與校正維護成本有極密切的相關(guān)性。

(一)標(biāo)準(zhǔn)件的自製:
　　有時我們會遇到一個問題，這個量測器具或設(shè)備，沒有一個符合它需求的標(biāo)準(zhǔn)件時，怎幺去自己創(chuàng)造一個標(biāo)準(zhǔn)件? 設(shè)備商(貿(mào)易商)提供的標(biāo)準(zhǔn)件，可以信任嗎? 標(biāo)準(zhǔn)件并不需要在其全新狀態(tài)時即有高度之精密性，應(yīng)盡量使其保存一較長之時間，以便具備持久性之尺寸與抗磨性；淬硬之鋼料均有改變其體積的趨勢，因而有害于尺寸之持久性。

　　機械設(shè)備能夠製作精度在0.002μm的精度或更精細的要求；且表面粗度符合4個加工符號要求。圓形的標(biāo)準(zhǔn)件，不管是外徑或內(nèi)徑，加工精度在0.002μm 內(nèi)、表面粗度符合4個加工符號；且同心度、垂直度、同軸度都在極精準(zhǔn)的要求內(nèi)符合上述這些加工精度與幾何公差要求者，可以考慮自製標(biāo)準(zhǔn)件。

(二)標(biāo)準(zhǔn)件的材質(zhì)要求:

(三)標(biāo)準(zhǔn)件的校正
　　自製的標(biāo)準(zhǔn)件，不能捨去追溯到二級實驗室校驗的要求，否則這標(biāo)準(zhǔn)件不算是標(biāo)準(zhǔn)件，只能作為企業(yè)內(nèi)部工作比對件；送往二級實驗室校準(zhǔn)后的標(biāo)準(zhǔn)件，經(jīng)過內(nèi)部校驗允收后，則可以成為企業(yè)的校驗標(biāo)準(zhǔn)件，自製的標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)力求與一般認知的標(biāo)準(zhǔn)件有相同與期待之水準(zhǔn)要求。

Q&A:
1. 如何選擇量測器具及定義適合的允收準(zhǔn)則
(1) 校正標(biāo)準(zhǔn)件之選擇:依現(xiàn)有設(shè)備準(zhǔn)確度評估—循 10：4：1準(zhǔn)則選擇合適標(biāo)準(zhǔn)件?！纠繑?shù)位游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確度為0.01mm，標(biāo)準(zhǔn)件-A級塊規(guī)要求之準(zhǔn)確度為(0.01*1/10)0.001mm～ (0.01*1/4)0.0025mm才能滿足需求。
(2) 儀器校驗精度允許範(fàn)圍:儀器校驗精度最佳狀況是能達到檢驗規(guī)格公差之1/10～1/4倍。
【例】游標(biāo)卡尺最小刻度為0.01mm，使用于量測鋼板、鋼捲尺寸，而尺寸之合格公差範(fàn)圍為±0.16mm ，故此卡尺校驗合格精度範(fàn)圍為多少?
【解答】
1  計算式為 0.16mm×(1/10) ~ 0.16mm× (1/4)
2 允許範(fàn)圍: 0.016mm ～ 0.040mm
3 可以視實際需求、產(chǎn)品重要性而制定精度允許範(fàn)圍。
4 允收準(zhǔn)則:

• 參照國際標(biāo)準(zhǔn)
• 同業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
• 實驗室建議準(zhǔn)則
• 量測器具設(shè)備商建議基準(zhǔn)

　　內(nèi)部自訂允收基準(zhǔn)，建議往較嚴苛的基準(zhǔn)建立，如對品質(zhì)、工安、職安、環(huán)安等很重要，則須以較嚴謹?shù)膽B(tài)度，審慎訂定允收準(zhǔn)則，當(dāng)然零誤差最好。

2. 工作標(biāo)準(zhǔn)件已經(jīng)使用多年，近期有購入一個新的檢測器具，是要以新的儀器為主，當(dāng)做是工作標(biāo)準(zhǔn)件；還是以舊有使用多時的工作標(biāo)準(zhǔn)件為主?
建議方式:
(1) 進行量測分析，可以進行多次量測，驗證儀器的重複精度，計算其準(zhǔn)確度Ca。
(2) 量測分析計算儀器的精密度Cp。
(3) 由這兩個指數(shù)的優(yōu)劣，酌情做一判定。

四、結(jié)論
　　量測器具與標(biāo)準(zhǔn)件校正實務(wù)經(jīng)驗，可透過學(xué)習(xí)成長，累積實作技巧經(jīng)驗，先由小案例及可執(zhí)行的校正設(shè)備著手，按照計畫逐步完成，將會創(chuàng)造無窮盡的能量。

參考書籍:
1. 詹世良，2001，車床能力本位訓(xùn)練教材-認識幾何公差符號，行政院勞工委員會職業(yè)訓(xùn)練局，臺北。