GPS-Matrix systemet

På denne side vil du kunne finde råd, vejledning, nyheder og synspunkter om Geometriske Produkt Specifikationer (GPS) og om GPS-matrix-systemet (eller kort GPS-systemet) .

GPS-systemet er den første gennemgribende opdatering og modernisering af den måde tolerancesætning af mekaniske emner skal foregå på.

GPS-systemet er den værktøjskasse, som du har til rådighed, når du skal tolerancesætte en tegning - eller, når du skal læse og forstå en tegnings tolerancekrav. GPS-systemet er et "sprog" i kodeform.

Har du bogen om GPS-matrix systemet - Værktøjskassen? Ellers kan du bestille den her

Du kan få et fuldstændigt overblik over standarderne i GPS-værktøjskassen i DS-Håndbog 114-serien (5 bøger i B5-format - ialt indeholder DS-Håndbog 114-serien mere end 130 standarder og mere end 2.500 sider).

Der er udkommet mange nye GPS standarder efter at DS-Håndbog 114-serien blev trykt. En liste over de nytilkomne GPS-standarder, der ikke er med i DS-håndbog 114-serien, findes nedenfor. En liste over de GPS-standarder, som endnu ikke er trykt af ISO, men som er eller har været offentliggjort til høring i Danmark findes også.

GPS-matrix systemet udvikles i øjeblikket hurtigt i den i 1996 nydannede Tekniske Komité i ISO: ISO/TC 213. GPS-systemet kan allerede nu - med fordel - anvendes i stedet for den tradditionelle og forældede måde at mål- og  tolerancesætte tegninger på. Se oversigt og forklaringer i DS/CEN/CR  ISO14638 og DS/CEN/CR ISO 14638 Dansk Tillæg.

Se også download siden!!

 

Tegner og tolerancesætter du stadig dine emnetegninger som min bedstefar gjorde det?

Ja! - sandsynligvis gør Du det  uanset om du gør det manuelt eller bruger CAD - for sådan har Du lært det "i skolen" - også selv om Du blev færdig med din uddannelse i går! For selv den undervisning, der sker i dag i tolerancesætning, er  i mange tilfælde som på bedstefars tid - forældet!! og utilstrækkelig til nutidens behov -  Det kan gøres meget bedre. Læs artiklen/orienteringen: Tolerancesætning på tegningen.

Den nye bog, "Geometriske Produkt Specifikationer (GPS)- Vejledning i anvendelse", som er udkommet i oktober 2002, kan opdatere din viden om tolerancesætning.

Kender du de nye GPS-standarder - der er udkommet?

På listen her kan du følge med i udgivelsen af nye GPS-standarder - Både fra ISO og fra DS. DS kan af praktiske og formelle grunde først trykke og udsende den dansksprogede version normalt ca. et halvt efter og sjældnere mere end et helt år efter at ISO har udsendt den engelsk- og den fransksprogede version. Ventetiden kan skyldes at CEN-godkendelsen (godkendelsen som Europæisk Standard) i nogle tilfælde tager lang tid, når proceduren her ikke er tilstækkelig godt koordineret med ISO.

Ved du hvilke nye GPS-standarder, der er på vej?

listen her kan du se hvilke ISO GPS-standard-forslag, der er - eller har været - offentliggjort til kommentering/høring i Danmark. Den normale høringsperiode er 2 - 3 måneder. Offentliggørelsen til høring i Danmark sker på et tidspunkt, der ligger ca. 1 år  før den endelige udgivelse af ISO's version.

Liste over udgivne ISO og DS GPS-standarder, der ikke findes i DS HB 114-serien

Denne liste medtager kun "nye" ISO og GPS-standarder, som ikke er gengivet i DS-håndbogsserie 114. Det forudsættes altså, at Du er i besiddelse af DS håndbogsserie 114  og de første 136 GPS-standarder - som basis.

ISO-standarder og (selvfølgelig) DS-standarder kan  - efter udgivelsen - købes hos DS. Der findes også abbonnements-ordninger, så nye standarder automatisk kommer ind ad døren hos dig, når de udkommer. Oplysninger om køb og abbonnementsordninger findes på DS's WEB-side.

Signaturforklaring til tabellen:

DS + nummer = Dansk standard uden nogen tilsvarende ISO-standard (der eksisterer kun ganske få DS GPS-standarder af nyere dato)

DS/ISO + nummer = Dansk Standard (normalt en oversættelse til dansk sprog) ækvivalent med tilsvarende ISO-standard med det samme nummer.

DS/EN ISO + nummer = Som DS/ISO, men nu også godkendt som en EN (Europæisk) standard. Det har den fordel, at du kan være HELT SIKKER på, at alle andre Europæiske lande har eksakt den samme standard - og dermed EKSAKT de samme regler for tolerancesætning og måling, som gælder her i Danmark. Vær opmærksom på, at ISO-standarder ikke automatisk indføres som nationale standarder i alle lande - i nogle lande sker det kun undtagelsesvis (f.eks. i USA). ISO standarder er "frivillige" for medlemslandene i ISO. EN-standarder er "tvungne" for medlemslandene i CEN.

OBS!! -  Listen nedenfor er endnu ikke komplet
ISO

dato

Systematisk

Betegnelse

DS

dato

Titel

Juli

1998

DS/EN ISO

8785

Okt

1999

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Overfladeufuldkommenhed - Termer, definitioner og parametre

Sept.

1998

DS/ISO

1119

Maj

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Konusser og konusvinkler

Sept.

1998

DS/ISO

2538

Maj

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Prismevinkler og prismehældninger

Nov.

1998

DS/EN ISO

13565-3

Juli

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Overfladebeskaffenhed, profilmetode - Overflader med niveaudelte funktionsegenskaber - Del 3: Højdekarakterisering ved anvendelse af materialesandsynlighedskurven

Nov

1998

DS/EN ISO

14253-1

Febr

1999

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Inspektion ved måling af emner og måleudstyr - Del 1: Regler for påvisning af overensstemmelse eller ikke-overensstemmelse med specifikation

Dec

1998

DS/EN ISO

3650

Febr.

1999

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Længdenormaler - Måleklodser

Dec

1998

DS/EN ISO

5458

Maj

1999

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Geometrisk tolerancesætning - Positionstolerancer

Okt.

1999

DS/EN ISO

14660-1

Dec

1999

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Geometriske elementer - Del 1: Generelle termer og definitioner

Okt.

1999

DS/EN ISO

14660-2

Dec

1999

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Geometriske elementer - Del 2: Ekstraheret midtlinje for en cylinder og en konus, ekstraheret medianflade, lokal størrelse af et ekstraheret element

Dec.

1999

DS/EN ISO/TS

14253-2

April

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Inspektion ved måling af emner og måleudstyr - Del 2 Vejledning til brug ved estimering af usikkerhed ved GPS-måling, ved kalibrering af måleudstyr og ved produktverifikation

Marts

2000

DS/EN ISO

5436-1

Maj

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Overfladebeskaffenhed: Profilmetode; Målenormaler - Del 1: Materialiserede mål

Marts

2000

DS/EN ISO

12179

Maj

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Overfladebeskaffenhed: Profilmetode - Kalibrering af tastsnitinstrumenter

Marts

2000

DS/EN ISO

10360-3

Maj

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Godkendelses- og reverifikationsprøvning for koordinatmålemaskiner (CMM) - Del 3: CMM’er med et rundbord’s akse som fjerde akse

Marts

2000

DS/EN ISO

10360-4

Maj

2000

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Godkendelses- og reverifikationsprøvning for koordinatmålemaskiner (CMM) - Del 4: CMM’er anvendt i skanning modus

Juni

2000

DS/ISO

13715

Dec

2001

Teknisk tegning - Emnekanter af udefineret facon - Terminologi og angivelse på tegninger

Nov

2000

DS/EN ISO

10360-1

Maj

2001

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Godkendelses- og reverifikationsprøvning for koordinatmålemaskiner (CMM) - Del 1: Termer og definitioner

Dec

2000

DS/EN ISO

10360-5

Juni

2001

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Godkendelses- og reverifikationsprøvning for koordinatmålemaskiner (CMM) - Del 5: Koordinatmålemaskiner anvendt med multitast antastningssystemer

Dec

2001

DS/EN ISO

10360-2

Aug

2002

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Godkendelses- og reverifikationsprøvning for koordinatmålemaskiner (CMM) - Del 2: CMM’er anvendt til måling af størrelse

Dec

2001

DS/EN ISO

10360-6

Juni

2002

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Godkendelses- og reverifikationsprøvning for koordinatmålemaskiner (CMM) - Del 6: Vurdering af fejl ved beregning af gaussisk associerede elementer

Dec

2001

DS/EN ISO

5436-2

Sept

2002

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Overfladebeskaffenhed: Profilmetode; Målenormaler - Del 2: Softwaremålenormaler. DS-udgaven er udgivet m. engelsk tekst - vil senere blive oversat til dansk

Febr.

2002

DS/EN ISO

1302

Sept

2002

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Angivelse af overfladetekstur i teknisk produktdokumentation. DS-udgaven er udgivet m. engelsk tekst - vil senere blive oversat til dansk

Juli

2002

DS/EN ISO

1

Sept

2002

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Standard referencetemperatur for geometriske produktspecifikationer og verifikationer. DS-udgaven er udgivet m. engelsk tekst - vil senere blive oversat til dansk

Okt

2002

ISO/TS

14253-3

 

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Inspektion ved måling af emner og måleudstyr - Del :3 Retningslinier for opnåelse af enighed om måleusikkerhedsangivelser

Endnu ikke udsendt af DS på dansk

Okt

2002

ISO

17450-2

 

Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Geometriske produktspecifikationer (GPS) - Generelle begreber - Del 2: Grundlæggende principper, specifikationer, operatorer og usikkerheder

Endnu ikke udsendt af DS på dansk



Liste over ISO GPS-standard-forslag, der er eller har været til høring i Danmark siden januar 1999 - og som endnu ikke er udgivet som standarder

Forslag til Dansk Standard - som nævnt nedenfor i tabellen - kan i høringsperioden (og normalt også bagefter) erhverves/købes hos DS, hvis Du er interesseret i at se indholdet og evt. har lyst til at give dine kommentarer.

Signaturforklaring til tabellen:

ISO/DIS + nummer = ISO-forslaget er på det niveau der hedder Draft International Standard, hvor der i en periode på 5 - 6 måneder indhentes kommentarer og en stemmeafgivelse (én stemme pr. medlemsland - uanset størrelse) fra medlemslandene - for eller imod. Hvis forslaget vedtages foretages der ændringer i henhold til de relevante kommentarer. Det ændrede forslag går som FDIS (Final DIS) ud til en sidste 2 måneders afstemning. Der kan nu ikke længere foretages rettelser - ud over rent redaktionelle.

OBS!! -  Listen nedenfor er endnu ikke komplet - Der er kun medtaget forslag offentliggjort fra omkring årsskiftet 1999/2000 - forslag offentliggjort i 1998 og 1999, som endnu ikke er blevet til færdige ISO og DS-standarder mangler

Dansk

Høringsperiode

Systematisk

betegnelse

Omtale

Titel

Jan.

2000

Febr.

2000

ISO/DIS

8062-1

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Dimensional and geometrical tolerances for mpulded parts - Part 1: Vocabulary

Jan.

2000

Febr.

2000

ISO/DIS

8062-2

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Dimensional and geometrical tolerances for moulded parts - Part 2: Dimensional and geometrical tolerances and machining allowances for castings

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12180-1

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Straightness - Part 1: Vocabulary

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12180-2

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Straightness - Part 2: Specification operators

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12181-1

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Roundness - Part 1: Vocabulary

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12181-2

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Roundness - Part 2: Specification operators

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12780-1

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Flatness - Part 1: Vocabulary

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12780-2

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Flatness - Part 2: Specification operators

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12781-1

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Cylindricity - Part 1: Vocabulary

Febr.

2000

Marts

2000

ISO/DIS

12781-2

  Geometrical Product Specifications (GPS) - Cylindricity - Part 2: Specification operators

Artikel/Orientering om konsekvenserne af ikke at anvende GPS-systemet - og hvad du tjener ved at anvende GPS-systemet



Tolerancesætningen på tegningen er - i de fleste tilfælde - årsag til den største usikkerhed i hele fremstillingsforløbet for mekaniske emner - en usikkerhed, der er langt større end måleusikkerheden

Viste du, at mangelfuld og/eller forkert tolerancesætning på arbejdstegninger - i forhold til den påtænkte funktion af emnet/produktet - er den største årsag til usikkerhed ved fremstilling af mekaniske emner og produkter. Jeg vil vove den påstand, at det er en sjældenhed, at en tegning har en tilstrækkelig og korrekt tolerancesætning. Så stort er problemet.

Denne form for usikkerhed , "specifikationsusikkerhed", er i mange tilfælde langt større end den måleusikkerhed, som - med store problemer og omkostninger for virksomheder - jagtes intensivt i kvalitetsstyringssystemer. Måleproblemer og måleusikkerhed er erkendt i en sådan grad, at der er et specielt afsnit i ISO 9001, 9002 og 9003 - nemlig afsnit 4.11.

Mangelfuld og/eller forkert tolerancesætning og den deraf følgende specifikationsusikkerhed er endnu ikke erkendt i brede kredse. Det på trods af, at det er et langt større og mere kostbart fænomen for virksomhederne. Problemet er heller ikke endnu erkendt i kvalitetsstyringssammenhæng. Denne manglende erkendelse er en direkte fejl i ISO 9000 standarderne. En fejl som bør og skal rettes.

Mangelfuld og forkert tolerancesætning er kostbar

Mangelfuld og/eller dårlig tolerancesætning tvinger konstruktøren til at anvende betydeligt mindre tolerancer, end det ellers var nødvendigt, for at sikre emnets/produktets funktion. Mindre tolerancer kan kun betyde højere fremstillingsomkostninger.

Erfaringsmæssigt er de mangelfuldt og/eller forkert tolerancesatte arbejdstegninger også årsag til en masse kostbare problemer og stridigheder mellem ordregiver og underleverandører.

Det mest utrolige er, at tolerancesætningen kun skal laves korrekt og tilstrækkelig én gang på tegningen. De ekstra omkostninger, der skyldes den dårlige tegning, løber på for hver eneste emne/produkt, der skal fremstilles. Der skal ikke store evner til at se, at det er dårlig økonomi at lave tegninger med mangelfuld og/eller forkert tolerancesætning.

GPS-systemet - fire forskellige geometriske toleranceværktøjer

Tolerancesætning af arbejdstegninger for mekaniske emner foregår med fire forskellige typer geometriske karakteristika og tilhørende tolerancer. De fire tolerancetyper er i dag integreret og koordineret i GPS-systemet (GPS - Geometriske Produktspecifikationer):

-  Dimensioner og dimensionstolerancer (lineære dimensioner og vinkel dimensioner)

-  Geometriske tolerancer (form, retning, beliggenhed og kast)

- Overfladebeskaffenhed (Ruhed (R-profil), Bølgethed (W-profil) og P-profil)

- Kanter og hjørners egenskaber

Årsager til mangelfuld og/eller forkert tolerancesætning

Der er to hovedårsager til den høje forekomst af tegninger med mangelfuld og/eller forkert tolerancesætning:

  • Konstruktøren har et utilstrækkeligt kendskab til de tolerancesætningsværktøjer, der eksisterer, i danske, europæiske og internationale standarder (som iøvrigt alle tre er identiske);
  • De tolerancesætningsværktøjer, der eksisterer, har ikke altid været tilstrækkelige og entydige.

Den sidstnævnte årsag er der blevet gjort meget ved i de sidste 10 år. Så meget, at det ikke længere er en gyldig undskyldning. GPS systemet udvikles og forbedres fortsat. Hovedårsagen, til mangelfulde og/eller forkerte tegninger, er altså kvalifikationerne hos de personer, som udfører tegningen og tolerancesætningen.

Der tolerancesættes i langt de fleste tilfælde på en meget gammeldags måde. Uden at anvende de nye og forbedrede muligheder, som er udviklet og udgivet i standarder de sidste tredive år eller mere. De fleste tegninger tolerancesættes udelukkende med symboler, som også eksisterede i midten af 1950'erne. Det er ikke holdbart mere!

Grunden, til at det er sådan, kan der kun gisnes om. En medvirkende årsag er, at hele det tekniske uddannelsessystem synes at negligere tolerancesætningen som et emne i undervisningen. Det gælder alle niveauer: Lærlinge-, tekniker- og ingeniøruddannelserne. En af de lærebøger, der er udkommet inden for de sidste år - skrevet af eksperter fra Teknisk Skole miljøet - har så mange fejl, at mere end 75% af bogens sideareal enten er rent vrøvl eller er direkte forkert. Bogen er kun korrekt, når der skrives direkte af efter en standard - og det kniber endda.

Sideantallet i de danske og internationale standarder (GPS-standarderne), som er grundlaget for tolerancesætningen på emne/produkttegninger, udgør i øjeblikket over 2000 sider, så det er ikke noget, der kan læres, på et par timer - det tager uger.

Der er i højeste grad brug for efteruddannelse af ingeniører, teknikere og operatører i industrien for at få hævet niveauet. Endnu vigtigere var det måske at uddannelsessystemet gjorde noget ved sagen. Lærergruppen og uddannelsesmaterialet trænger til opdatering. De færreste personer, der kommer ud af uddannelsessystemet i dag, er i stand til at læse og forstå en "moderne" arbejdstegning.

GPS matrix systemet og dets konsekvenser

GPS matrix systemet er i dag det officielle internationale værktøj til tolerancesætning. Mere end 50 lande har siden 1992 arbejdet sammen for at harmonisere, forny og forbedre de gamle systemer. GPS ideen er dansk. Danmark har da også lederskabet af den tekniske komité i ISO (ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product specifications and verification), der har fået denne opgave pålagt. GPS systemet er beskrevet i DS/EN/CR ISO 14638 m. dansk tillæg.

GPS systemet er populært sagt et symbolsprog, med hvilket man kan udtrykke krav til geometriske egenskaber i mekaniske emner - bredt taget. I GPS-matrix systemet er alle fire typer tolerancer nu integreret og (næsten) harmoniseret. En nyudvikling er i gang for at føje endnu et detaljeringslag på de allerede eksisterende muligheder - GPS sproget udvikles altså med endnu en række begreber og ord (symboler) - samt en større mængde ny "grammatik". Det nye GPS sprog bliver matematisk/geometrisk baseret, for at imødekomme den tekniske udvikling. Kontrolmåling, måleusikkerhed, accept og afvisning af emner i forhold til et tegningskrav er nu en integreret del af regelsættet i GPS-standarderne.

Nyhederne i GPS-systemet og konsekvenserne er:

  • Dimensionsmålsætning bør (må) ikke anvendes til andet end diametre og andre lignende emner/elementer!! - Dimensionsmålsætning er jo det de fleste udelukkende anvender til alt. Specifikationsusikkerheden er her meget stor og kan ikke nedsættes. Dimensionsmålsætning må betegnes som et totalt forældet værktøj, som ikke længere slår til, og som derfor er for dyrt at anvende.
  • Geometriske tolerancer skal være hovedmålsætningen , og skal anvendes til alt andet end diametre ol. - Alle standarder for geometriske tolerancer er allerede ændret eller vil blive ændret inden for ét til to år.
  • Overfladebeskaffenhed (Ruhed mv.) - Alle standarder er udskiftet - ingen af de gamle overlevede. Tolv (12) helt nye standarder blev færdige for mere end 2 år siden.
  • Måleusikkerhed er obligatorisk for at afgøre om et emne kan accepteres eller kan afvises. Måleusikkerheden (+ specifikationsusikkerheden) reducerer tolerancen, der findes på tegningen (med 2 × usikkerheden), til en mindre tolerance, der kan anvendes ved fremstillingen.

For at kunne lave en entydig tegning - eller for at kunne læse og forstå den - skal man altså ikke kun kunne GPS-sproget, dvs. kende alle symbolerne og deres detaljerede betydning, men tegningens tolerancesætning skal også bygges op på en helt ny og anderledes måde. Dette sidste har medført følgende anbefaling:

Den nye måde at tolerancesætte på - i GPS-matrix-systemet

Opbygningen af en tegnings mål- og tolerancesætning, der udnytter alle muligheder i det nuværende ISO GPS-matrix system, kan kort forklares med følgende sekvensliste:

Fremstil selve tegningsbilledet og:

  1. Fastlæg et funktionsmæssigt begrundet referencesystem (koordinatsystem) i emnet (efter DS/ISO 5459). Referencer skal primært være mekaniske interface-elementer, som prioriteret (efter det antal frihedsgrader de låser) danner den funktionsmæssige mekaniske kobling til naboemner i produktet i overensstemmelse med den måde det aktuelle emne skal monteres.

  2. Alle størrelse elementer (og kun dem! - dvs. diametre ol. der kan/skal indgå i pasninger) mål- og tolerancesættes med dimension (efter DS/ISO 286-1)

  3. Mål- og tolerancesæt alle andre elementer og relationer mellem elementer med Geometriske Tolerancer (Geometriske Tolerancer: Form, retning, beliggenhed og kast). Hvor det er relevant: Fastlæg flere (nye) referencer eller under-referencesystemer. Hvor tidligere anvendtes afstand anvendes nu position med reference (efter DS/ISO 5459). Hvor tidligere anvendtes radius anvendes nu Profilform og Fladeform (efter DS/ISO 1101 og DS/ISO 1660) evt. med reference (efter DS/ISO 5459) og på kanter anvendes den nye kodeangivelse for Kanter (efter (DS/ISO 13715). Hvor tidligere anvendtes vinkel anvendes nu Retning (efter DS/ISO 1101) med reference (efter DS/ISO 5459), med mindre der funktionsmæssigt er et behov for en proportional vinkeltolerance.

  4. Mål og tolerancesæt overflader med overfladebeskaffenhed (ruhed, bølgethed, overflade ufuldkommenhed) - efter DS 58:1998, DS/ISO 4287, DS/ISO 8785, mv. (ialt 12 standarder)

  5. Mål- og tolerancesæt emnekanter - indvendige og udvendige - m. "Kanter" (efter DS/ISO 13715), hvis der ikke er en særlig funktion, og m. profilform og fladeform (efter DS/ISO 1101, 1660, 5459, mv.), hvis kanten har en særlig funktion.

Den her beskrevne nye metode "sparer" en meget stor del af toleranceforbruget i en konstruktion i forhold til den traditionelle opbygning af mål- og tolerancesætningen, hvor der primært mål- og tolerancesættes med dimension (størrelse, afstand, radius og vinkel), og hvor der (kun) suppleres med Geometriske Tolerancer "efter behov".

Denne side er sidst opdateret november 2002