Prawdopodobnie najważniejszym elementem wymiarowania geometrycznego jest prawidłowe umiejscowienie baz przez konstruktora na rysunku oraz poprawne ich zdefiniowanie w interfejsie programu do obsługi WMP. Tylko poprawna definicja układu odniesienia pozwala uzyskać wyniki reprezentujące rzeczywisty sposób mocowania części. Istotne są zarówno elementy, które stanowią układ odniesienia jak i kolejność umieszczenia ich w ramce tolerancji. Na poniższym rysunku przedstawiono kolejność baz w ramce tolerancji.
a) baza pierwszorzędna (główna)
b) baza drugorzędna
c) baza trzeciorzędna
Rozpoczynając temat układów odniesienia należy najpierw omówić wymiary TED (ang. theoretically exact dimension), czyli wymiary teoretycznie dokładne. W normach ASME (normy amerykańskie), ten sposób oznaczania wymiarów nosi nazwę BASIC. Zawsze należy pamiętać, że elementy rzeczywiste różnią się od nominałów i nigdy nie są ich idealnym odzwierciedleniem. Wymiarów TED (często również używa się określenia nominał) stosowane są do określenia teoretycznie dokładnego rozmiaru, kształtu, orientacji lub położenia elementu. Dozwolone odchylenia od nominalnego położenia pokazane są w odpowiedniej ramce tolerancji. Wymiar ten zawsze przedstawia się jako wymiar w ramce.
Wymiary teoretycznie dokładne mogą definiować:
- względne położenie jednej cechy,
- długość projekcji obiektu,
- teoretycznie dokładną orientację lub lokalizację jednego elementu względem drugiego,
- nominalny kształt obiektu.
Bazy w dokumentacji technicznej oznacza się za pomocą wielkich liter, jak: A, B, C, AA, AB, etc., umieszczonych w specjalnych ramkach, których kształt narzuca sposób pomiaru elementu, który następnie ustalany jest jako baza. Kolejność nazwania elementów odniesienia literami nie ma wpływu na kolejność odbierania stopni swobody układu pomiarowego, a dopiero ich kolejność w ramce tolerancji definiuje, która z baz jest bazą główną, a która drugo- lub trzeciorzędną w odniesieniu tylko do rozpatrywanej tolerancji.
Układ bazowy jest kluczowym elementem dla pomiaru, ponieważ każda zmiana cechy będącej bazą zmienia wynik końcowy tolerancji geometrycznej. Sposób kalkulacji elementu zastępczego, na którym ustawiono układ współrzędnych zmienia położenie jego środka oraz orientację osi, względem których sprawdzany jest kierunek lub położenie cechy. Aby właściwie definiować elementy bazowe należy w pierwszej kolejności zastanowić się nad sensem stosowania wymiarowania geometrycznego. Taki sposób zapisu konstrukcji powinien odzwierciedlać sposób pracy części w złożeniu, aby za pomocą tolerancji sprawdzać czy cechy części pozwolą na prawidłową pracę z założonymi luzami. Elementy bazowe zawsze powinny być definiowane jako elementy styczne, czyli elementy opisane.
W świecie rzeczywistym powierzchnia zawsze oprze się wyłącznie na trzech skrajnych punktach. Oprogramowanie wielu współrzędnościowych maszyn pomiarowych pozwala jednak na zakłamanie rzeczywistości i budowę układu bazowego na tzw. elementach średnich (kalkulowanych metodą najmniejszych kwadratów). Symuluje to sytuację, w której powierzchnia bazowa miałaby przeniknąć się z elementem, z którym współpracuje. W świecie rzeczywistym taki montaż części nie jest możliwy, a zatem wszystkie cechy sprawdzane względem niego w rzeczywistym złożeniu będą przedstawiały inne położenia. Dodatkowym wyzwaniem, które norma stawia przed programistą współrzędnościowej maszyny pomiarowej jest orientacja baz względem siebie. Zastępcze elementy bazowe należy wyrównać względem siebie tak, aby bazy były prostopadłe. Stanowi to duże wyzwanie dla programisty, który musi wiedzieć jak w swoim specyficznym oprogramowaniu uzyskać taki stan elementów zastępczych.
Niewłaściwe bazowanie części jest często przyczyną różnic w wynikach jakie obserwuje się w czasie porównania wyników z różnych laboratoriów, czy to na etapie PPAP, czy w innych fazach projektu. Bez zrozumienia jak software bazuje się na elementach zastępczych dla wyznaczenia odchyłek tolerancji geometrycznych nie jest możliwe właściwe zestawienie wyników, co prowadzi często do frustracji inżynierów odpowiedzialnych za zatwierdzenie partii. Jeśli stoisz więc przed takim wyzwaniem, masz w rękach dwa raporty tego samego komponentu, ale dostarczone przez dwa laboratoria nie wahaj się zapytać w jaki sposób zbudowano układ współrzędnych oraz jak kalkulowane były elementy zastępcze. Kilka pytań o sposób zbierania punktów, ale i metody ich przeliczania na element geometryczny, może znacznie ułatwić proces zatwierdzania części.
