Témata
Zdroj: Kadia

Vysoce přesné honované otvory vyžadují pečlivou kontrolu kvality. U všech honovacích strojů firmy Kadia je tento úkol řešen „skenováním otvorů“ ihned po operaci honování. Výsledek opracování tak zůstává neustále pod dohledem. Navíc sken vypovídá mnohem více o dosažené kvalitě než běžná měření.

Reklama

Při honování přesných kusů následuje zpravidla po každé honovací stanici měřicí stanice. Tím je možné provádět stoprocentní měření. Průměr otvoru a jeho tvar mohou být v případě potřeby neustále plynule korigovány. Tak získává vícestupňový proces stabilitu a jistotu. V normálním případě najíždí měřicí trn na více rovin měření, např. tři nebo pět, záleží na délce otvoru.

Dostali jsme se o významný kus dále a skenujeme otvor přes celou délku,“ vysvětluje Uwe Moos z vývoje honovací technologie v Kadia Produktion v Nürtingenu. „Skenování znamená, že měřicí trn snímá až 500 hodnot průměru na milimetr měřené dráhy a tyto naměřené hodnoty pak předává řídicímu systému.

Skenování znamená, že měřicí trn snímá až 500 hodnot průměru na milimetr měřené dráhy a tyto naměřené hodnoty pak předává řídicímu systému,“ říká Uwe Moos z vývoje honovací technologie v Kadia Produktion v Nürtingenu. (Zdroj: Kadia)

Firma Kadia zavedla tuto funkci pro všechny honovací stroje, od řady Eco s jedním vřetenem až po modulární systémy v lince s více vřeteny, již před čtyřmi roky, kdy se jednalo o světovou novinku. Řešení spočívá v inteligentním softwaru, který Kadia integrovala do řídicího systému HMC100, který sama vyvinula. Výhodou je, že není nutný žádný speciální skenovací hardware. Používají se měřicí trny jako při obvyklém měření, avšak požadavky na získání a zpracování naměřených dat jsou extrémně vysoké. V oblasti extrémních přesností, ve které se Kadia pohybuje, nezřídka rozhoduje o použitelnosti dílu tisícina milimetru.

Pro experty z Nürtingenu jsou otvory s průměrem 60 mm velké, na horní hranici portfolia. Mnohem častěji se na strojích honují malé otvory. K dispozici jsou standardně měřicí trny do D = 2,5 mm. Pro ještě menší průměry existují speciální provedení. Obvyklé oblasti měření v tomto segmentu jsou ±20 mikronů pro mezioperace a ±10 mikronů pro honování na hotovo.

Obr. 1. Vnitřní uspořádání vysoce výkonného stroje v lince. Po každé honovací stanici následuje měřicí stanice. S využitím výsledků měření je možné pomocí regulační smyčky držet kvalitu opracování v ideální oblasti. (Zdroj: Kadia)

Skenování probíhá souběžně

Před lety by byl potřebný samostatný počítač, aby se zvládlo zpracovat množství dat z měření. Náš řídicí systém umožňuje proces skenování provádět souběžně,“ říká Uwe Moos.

Vysoce výkonný počítačový modul řídicího systému HMC100 znázorňuje spousty hodnot graficky ve zlomcích sekundy – a to i u strojů s více měřicími stanicemi. Uživatel má mnoho možností vizualizace naměřených hodnot. Může si zobrazit jednotlivé operace nebo celý proces, aby např. vyhodnotil vylepšení opracování.

Díky vysokému výkonu řídicího systému probíhá proces skenování nezávisle na taktovacím času,“ zdůrazňuje vývojář.

Ve srovnání s obvyklými metodami měření s určenými rovinami poskytuje skenování celou řadu výhod: umožňuje měření ve vzdálenosti až 1 mm od hrany otvoru. U konvenčních měření je reálných 2,5 mm. Vedle toho je software schopen klasifikovat měřené hodnoty, tzn. může rozlišovat oblasti, kde byl, popř. nebyl, nástroj v záběru. Rozezná tedy příčné otvory, drážky nebo kapsy, kromě toho bubliny v obrobcích nebo vrypy z předchozích operací. Přerušení otvorů vytváří nepravděpodobné hodnoty měření, které jsou pomocí softwaru identifikovány a vyfiltrovány, takže nejsou v dalším zpracování zohledněny.

Obr. 2. Obslužný panel řídicího systému HMC100 stroje Kadia. Zobrazí kompletní proces honování, sem patří např. procesní stavy operací, výsledky měření nebo síly obrábění. (Zdroj: Kadia)

Deformace jsou viditelné

Funkce skenování má největší využití především u obrobků s tenkými stěnami a nepravidelnými vnějšími konturami. Tam, kde je málo materiálu, dojde během opracování k elastické deformaci. Odborník hovoří o „dýchání obrobku“. Materiál povoluje na těchto místech řeznému tlaku více než na jiných místech. V těchto případech zabezpečí skenování maximální transparentnost: Problémové zóny zviditelní a dá uživateli klíč pro upravení procesních parametrů.

Reklama

Příklad první – převodové kolo

Typické příklady užití najdeme v automobilovém průmyslu, např. kola pro planetové převodovky elektroaut (Obr. 3). Takový díl má délku 90 mm a průchozí otvor pro honování D = 25 mm. Kolo má sice otvor bez přerušení, vnější tvar však udělá skok průměru na 70 mm. Na vnějším průměru je zápich, který v této oblasti ponechá stěnu o síle jen 2 mm. Elastická deformace, která při opracování na tomto místě vznikne, se zobrazí v grafu naměřených hodnot skenu jako zúžení (Obr. 4a, 4b). Existuje proto nebezpečí, že bude opracovaný průměr ve výšce zápichu menší než dolní hranice tolerance. Pro stabilitu procesu je ale zásadně důležité přesně znát a lokalizovat nejmenší průměr. Skenování otvoru pro toto dodá spolehlivou informaci. Software HMC100 rozdělí délky otvorů do vyhodnocených oblastí, v tomto případě je jich sedm. Každá oblast je znázorněna jako barevný obdélník, zúžení je tím zřetelně znázorněno. Obsluha stroje tak získá důležité body, aby mohla učinit opatření pro kompenzaci deformace. Možná opatření jsou např. uzpůsobení přísuvů nebo změna reverzních bodů zdvihu.

Obr. 3. Kolo planetové převodovky elektromobilu s průchozím otvorem pro honování. Takové součásti vykazují z důvodu nerovnoměrného rozdělení materiálu velmi často různé elastické deformace během opracování. (Zdroj: Kadia)

Po první operaci honování (Obr. 4a) je zúžení ještě značné (rovina 5). Po druhé operaci se objeví výrazně zploštělý profil (Obr. 4b) – velikost úběru je při této operaci menší, následně „dýchá“ materiál méně, dříve vzniklé zúžení může být částečně odstraněno. Důležité: černá linie profilu musí ležet uvnitř tolerance požadovaného průměru, pak je kus klasifikován pro další opracování jako „v pořádku“ a může být dále opracován.

Obr. 4a, b. Znázornění měření kola převodovky po operaci 1 a 2. Srovnání dvou operací opracování: Elastická deformace je po první operaci znázorněna max. rozdílem průměru 5,63 µm. Druhá operace znatelně vyhladí profil, max. rozdíl průměrů je jen 3,04 µm. Svislé červené čáry značí přípustné odchylky konečného průměru, tzn. největší a nejmenší rozměr otvoru. Po druhé operaci je u tohoto kusu přípustná šířka tolerance 12 µm, takže je využita asi čtvrtina tolerance. (Zdroj: Kadia)

Příklad druhý – hydraulický díl

Druhý příklad z praxe, náročné pouzdro se nachází v hydraulické jednotce automatické převodovky, která byla vyvinuta pro vysoce výkonné sportovní auto. Otvor pro honování má průměr 6 mm a je dlouhý 57 mm. Zvláštnost: pouzdro má četné příčné otvory, respektive otvory pro regulaci média hydrauliky. Navíc je na jedné straně až na malý otvor uzavřené, jedná se tedy pro honování o slepou díru. Výzva pro řešení opracování – zápich vybrání je pouhých 3 mm, pro přejezd je tato délka v poměru celkové délky dílce poměrně krátká, tzn. reverzní bod pro nástroj může být nastaven jen ve velmi malé oblasti. Z důvodu více příčných otvorů vznikají navíc rozdíly v tloušťce stěny, což opět vede k elastické deformaci.

Obr. 5. Příklad druhého použití. Náročný hydraulický díl se slepou dírou a četnými příčnými otvory pro automatickou převodovku sportovního vozu. (Zdroj: Kadia)

V tomto případě je výhoda skenování především v automatickém rozeznání hrany. Při měření konvenčními prostředky by bylo nezbytně nutné přesné nastavení obrobku, což je velmi náročné. Tím, že běžné způsoby měření vyžadují větší vzdálenosti mezi hranami, je možné získat hodnoty průměru jen na málo místech. Výsledky měření rozměrů by byly víceméně nespolehlivé. Oproti tomu poskytuje diagram naměřených hodnot, funkce skenování, spoustu naměřených hodnot, a tím také spolehlivé výsledky.


Umístění expozice firmy Stroje JMK na MSV 2022:
pavilon P, stánek 40

Související články
Integrace měření drsnosti povrchu do obráběcích strojů

Blum-Novotest, přední výrobce inovativní a vysoce kvalitní měřicí a zkušební techniky, bude na veletrhu MSV 2014 prezentovat sondu na měření drsnosti povrchu TC64-RG. S tímto novým produktem je nyní možné automatické testování kvality povrchu obrobku v obráběcích strojích.

Přesné upínání pro měřicí techniku

Měřicí technika je jednou ze základních součástí průmyslových výrobních procesů, výzkumu a vývoje i mnoha dalších aplikací. Kromě řídicí technologie patří mezi další klíčové požadavky možnost automatizace a vhodnost pro Průmysl 4.0.

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Související články
Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Analýza ozubení rychlostí světla

Nároky na ozubení v automobilovém, leteckém a kosmickém průmyslu, ale i v oblasti klasických průmyslových převodovek neustále rostou. Jednou z výzev je kromě snížení ztrát způsobených třením v převodovce také zvyšující se požadavek na nehlučnost. To se týká zvláště hybridních vozů a elektromobilů. Je pochopitelné, že u součástek těchto převodovek stále roste důležitost vlastností povrchu při kluzném a valivém tření. Jednou z hlavních součástí převodovky jsou ozubená kola.

Měření a kontrola zlomení nástroje

Společnost Blum Novotest uvádí na trh vylepšenou verzi sond Z-nano s extrémně kompaktním měřicím systémem pro měření délky a kontrolu zlomení nástroje na vertikálních i horizontálních obráběcích centrech.

Snímač polohy do drsného prostředí

Podobně jako Yeti, vyznačuje se i nový lineární snímač LMA nenápadností a schopností odolávat nejdrsnějším podmínkám. Ne trh je uváděn odolný snímač polohy, který bez bez problému přežije olej, prach, vibrace i zasypání pilinami.

Směry vývoje kontroly povrchu

Zvýšení rychlosti kontroly a rozšíření možností aplikace metrologických prostředků a systémů v praxi patří k současným vývojovým trendům měření a hodnocení kvality povrchu. Pokrok v kontrole povrchu je představen na novinkách v optickém interferometrickém měření, které v uplynulém období zaznamenalo velmi intenzivní rozvoj.

Průmysl 4.0 v praxi

Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

Inovace: Změna úhlu pohledu

Určitě jste to zažili taky. Je večer, jasná obloha a vy vidíte, jak měsíc balancuje přesně na špičce věže kostela. Stačí ale malá změna úhlu pohledu a měsíc je jinde. Jaký je váš úhel pohledu na inovace ve strojírenství?

Průmyslové inženýrství a jednoúčelové stroje

Harmonický výrobní proces není jen iluze. Cest a možností, jak dosáhnout souladu ve výrobě, je i v současné nelehké situaci bezpočet.

Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Cena MM Award na EMO 2019

Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

Strojírenské fórum 2018: Inteligentní výroba

Další z již tradičních setkání odborníků (nejen) z oblasti výroby – podzimní Strojírenské fórum – se odehrálo 8. listopadu, tentokrát v prostorách Ústavu výrobních strojů a zařízení a RCMT FS ČVUT v Praze.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit