Chytré měření upínací síly

Požadavky na obráběcí stroje neustále rostou. Je požadována stále vyšší kvalita obrobených ploch, vyšší otáčky vřetena, delší životnost nástrojů a také pokud možno žádné prostoje obráběcího stroje. Aby výrobci obráběcích strojů mohli splnit uvedené požadavky, vyvíjejí neustále lepší vřetena s vynikajícími parametry obvodového házení umožňující dosažení stále vyšších řezných parametrů. Bezpodmínečně nutnou podmínkou zde však je, aby vřeteno stroje upnulo nástroj přesně definovanou upínací silou, která zůstane konstantní po celou dobu procesu. Pokud upínací síla poklesne, vzniká nebezpečí, že se změní obvodové házení nástroje a vedle horší kvality obrobené plochy se může nástroj v extrémním případě z vřetena úplně uvolnit. To může vést k úplnému zničení drahého vřetena a s tím spojeným vysokým nákladům na jeho opravu, nemluvě o prostoji obráběcího stroje a nespokojeném zákazníkovi.

Pro verifikaci upínací síly vyvinul systémový dodavatel Kelch již před 30 lety první systém Safecontrol a nechal si ho patentovat. Základní myšlenkou bylo, že pokud uživatel během provozu obráběcího stroje zjistí, že upínací síla ve vřetenu stroje poklesla, může kontaktovat výrobce stroje a vhodným preventivním zásahem zamezit případné poruše a následným škodám. První generace Safecontrol sestávala z vyhodnocovací jednotky, která byla kabelem spojena s odpovídajícím měřicím trnem. Dnes umožňuje elektronika minimalizaci zastavěného prostoru a maximální integraci mnoha užitečných funkcí. Nejnovější generace Safecontrol 4.0 vznikla na základě dlouholeté praxe vývojářů firmy Kelch podpořené četnými praktickými zkušenostmi z projektů u zákazníků.

„Safecontrol 4.0 je perfektní měřicí systém určený pro všechny uživatele obráběcích strojů. Abychom ještě více zvýšili ergonomičnost a uživatelský komfort, vyvinuli jsme vlastní aplikaci, která komunikuje se základním přístrojem. Tak lze uchovávat a spravovat naměřené hodnoty na mobilních přístrojích, jako jsou například smartphony. Díky jednoznačné identifikaci pomocí QR kódů poskytuje Safecontrol 4.0 absolutní procesní spolehlivost v přiřazování naměřených hodnot. Na přání může aplikace vystavit i měřicí protokol, který může být vytištěn,“ vysvětluje Ing. Viktor Grauer, člen představenstva a vedoucí vývojového managementu Kelch.

Uživatelé Safecontrol 4.0 odečítají upínací sílu a stav přístroje pohodlně na LCD TFT displeji s LED podsvícením. To však ještě nejsou všechny ergonomické vychytávky. Protože vřetena obráběcích strojů mohou být montována v nejrůznějších pozicích, musí být měřicí trn mnohdy nasazen i „vzhůru nohama“. V takovýchto případech ocení uživatelé 3D polohovou orientaci přístroje. Hodnoty na displeji lze odečítat, aniž by bylo nutno namáhavě vykrucovat hlavu. Na základní přístroj je možné pomocí závitu našroubovat veškeré měřicí adaptéry s nejrozličnějšími kužely. Tím je zajištěna použitelnost pro široké spektrum vřeten. Díky interní paměti mohou uživatelé provedená měření dokumentovat, archivovat a později je přehrát na PC. Odpadá tak ruční zapisování naměřených hodnot, čímž je jednak eliminován případný zdroj chyb, jednak dochází i k úspoře drahocenného času.

Fungování měřicího adaptéru je založeno na principu tenzometrů. Tyto tenzometry jsou aplikovány na měřicím adaptéru a reagují na změnu způsobené mechanické deformace změnou elektrického odporu. Měřením elektrického odporu a odpovídajícím přepočtem je možné stanovit sílu, která tyto mechanické deformace způsobila. Protože elastická deformace materiálu je zpravidla velice malá, pohybují se elektrické signály v řádu milivoltů. Aby bylo možné takto malé odchylky měřit spolehlivě a s konstantní absolutní i opakovanou přesností, je zapotřebí inteligentní elektronika, která funguje naprosto spolehlivě a lineárně v celém měřicím rozsahu. Čím větší je rozsah měření, tím vyšší jsou nároky na přístroj a na elektroniku. Měřicí adaptér Kelch pokrývá rozsah 2–100 kN a vykazuje maximální odchylku jen 0,5 % v hraničních oblastech měřicího rozsahu. To odpovídá přesnosti měření 0,5 kN, což řadí Safecontrol 4.0 k absolutní špičce v daném segmentu. Jiní výrobci nabízejí pro pokrytí uvedeného rozsahu až čtyři různé základní přístroje, což vedle vyšších pořizovacích nákladů vede i ke složitější organizaci měření a náročnější manipulaci s přístroji.

Dalším plusem přístroje Safecontrol 4.0 je možnost zvýšení uživatelského komfortu a procesní spolehlivosti připojením mobilního koncového zařízení a vlastní aplikace. Přehledná a uživatelsky přívětivá aplikace umožňuje vložení vlastního strojního parku identifikovaného pomocí QR kódů. Pro každé jednotlivé vřeteno je potřeba vytvořit jeden QR kód. Tento kód je naskenován mobilním telefonem nebo tabletem a je k němu přiřazeno konkrétní vřeteno. Pokud je tato identifikace jednou vytvořena, naskenuje uživatel před započetím měření pouze příslušný QR kód. Tím je automaticky vyvolán příslušný stroj a přístroj je připraven k měření. Naměřenou upínací sílu je možné odečíst jak na samotném přístroji, tak i v aplikaci na mobilním zařízení. Stisknutím tlačítka je naměřená hodnota uložena k příslušnému stroji. Ruční zaznamenávání a přepisování naměřených hodnot tím odpadá.

Hodnoty naměřené v určitém časovém rozsahu pro jedno vřeteno mohou být v aplikaci zobrazeny tabulkově nebo jako graf. V grafickém zobrazení je možné na první pohled rozpoznat trend vývoje, aniž by bylo nutno naměřené hodnoty manuálně vyhodnocovat nebo je přenášet do externích vyhodnocovacích programů. Přenos dat z měřicího adaptéru do mobilního zařízení je realizován přes Bluetooth.

Provedené měření lze uložit jako protokol ve formátu PDF a okamžitě vytisknout na příslušné tiskárně s Bluetooth rozhraním. Tato funkce je užitečná, pokud výrobce stroje při pravidelném servisu měří i upínací sílu ve vřetenu. Tak mohou zákazníci okamžitě založit protokol o měření do provozní knihy stroje. Pokud je k dispozici přístup na síť zákazníka prostřednictvím mobilního zařízení, mohou být naměřené hodnoty ihned ukládány v příslušných adresářích.

Ale i bez mobilních zařízení umožňuje Safecontrol 4.0 úsporu času při používání: Naměřené hodnoty mohou být uloženy do interní paměti přístroje a pomocí USB mohou být pohodlně přehrány do PC. Údaj o datu a času měření umožňuje přiřazení konkrétního stroje. Také zde je zajištěn pohodlný a bezpapírový proces.

Kuželový adaptér pro nejrůznější rozhraní
Obsluha měřicího adaptéru umožňuje prostřednictvím tlačítka On/Off a tlačítka pro ukládání a mazání naměřených hodnot jednoduché a rychlé ovládání.
Safecontrol 4.0 je dodáván s měřicími adaptéry nejrozšířenějších rozhraní:
• SK30, SK40, SK50;
• BT30, BT40, BT50;
• HSK25, HSK32, HSK40, HSK50, HSK63, HSK80, HSK100;
• PSC32, PSC40, PSC50, PSC63, PSC80, PSC100.
Další rozhraní dodává společnost Kelch na vyžádání. V případě potřeby je možné dodat i adaptéry pro další nástroje, například pro upínací systémy nulových bodů a podobně.

BTS Technik

Ing. Oldřich Bosman

oldrich.bosman@seznam.cz

www.btstechnik.cz

www.kelch.de