Témata
Reklama

Měření na obráběcích strojích a digitalizační systémy

Obráběcí stroj představuje velkou investici, a je proto snahou maximálně využít jeho možností. Řečeno polopatě, obráběcí stroj by měl obrábět. Statistiky ovšem ukazují na mnoho hodin prostojů, kdy stroj neobrábí. Většina jich jde na vrub ztrátovým časům při ustavování obrobku, seřizování nástrojů a kontrole prvního kusu. Použití měřicích sond eliminuje potřebu náročných seřizovacích přístrojů, drahých upínačů a časově náročného ustavování pomocí.

Manuální ustavení nástrojů a obrobku jsou časově náročné a obtížně reprodukovatelné procesy, do nichž se vnášejí chyby obsluhy stroje. Použití měřicích sond eliminuje potřebu náročných seřizovacích přístrojů, drahých upínačů a časově náročného ustavování pomocí např. číselníkového úchylkoměru. Softwarové měřicí cykly automaticky kompenzují aktuální délku a průměr nástroje, vypočítávají polohu a úhel natočení obrobku, velikost a rozdělení přídavku na obrábění, rozměrové nepřesnosti apod. Výsledkem použití měřicích sond je redukce ztrátových časů a optimální rozdělení třísky.
Manuální kontrola vyžaduje velkou zkušenost obsluhy a její kvalita závisí na zkušenosti pracovníka. Kontrola na souřadnicovém měřicím stroji je rychlá a přesná, vyžaduje ovšem vyjmutí obrobku ze stroje. Tím je znemožněna eventuální pozdější úprava tohoto obrobku. Kontrola prvního kusu pomocí měřicí sondy výrazně zkracuje čas nutný pro seřízení stroje pro novou výrobní dávku.
Reklama
Reklama
Reklama

Měřicí sondy

Mnoho předních světových výrobců obráběcích strojů nabízí měřicí sondy jako standardní vybavení. Sondy firmy Renishaw lze díky stavebnicové konstrukci snadno nainstalovat i na již provozované NC stroje. Široký sortiment umožňuje zvolit nejvhodnější typ sondy pro danou měřicí úlohu nebo typ stroje. Inteligentní měřicí cykly lze zařadit do technologického procesu, a tím dosáhnout výrazného zpřesnění výroby a snížení množství zásahů obsluhy do technologického procesu. S pomocí sondy může řídicí systém stroje automaticky rozhodnout o změnách korekce nástrojů, může kontrolovat úplnost provedení předchozích operací a podle výsledku rozhodnout o provedení následující operace.
Princip funkce vřetenové sondy pro kontrolu a ustavení obrobku je jednoduchý. Program (měřicí cyklus) řídí pohyb sondy směrem k bodu, jehož souřadnice chceme zjistit. V okamžiku kontaktu kuličky snímacího doteku s povrchem obrobku je do řídicího systému stroje odeslán měřicí signál. Na základě tohoto signálu jsou zaznamenány pozice na odměřovacích pravítkách stroje ve všech osách. Zbytková dráha sondy je vymazána a sonda odjíždí od povrchu obrobku do bezpečné vzdálenosti. Celá procedura se opakuje tolikrát, kolik je třeba sejmout souřadnic bodů pro vyhodnocení daného tvaru, např. měření průměru otvoru ve čtyřech bodech. Po sejmutí všech bodů provede měřicí cyklus přepočet získaných údajů a vyhodnotí velikost měřeného tvaru.
Mezi důležité parametry měřicí sondy patří zaručená opakovatelnost, dobrá odolnost, spolehlivost a snadné použití. Opakovatelnost sondy ovlivňuje celkovou přesnost, dotek se po vychýlení vrací zpět do výchozí (nulové) polohy. Typická opakovatelnost sond pro obráběcí stroje je 1 µm. Sondy jsou určeny pro provoz v pracovním prostoru obráběcího stroje, a musí mít proto vysokou odolnost proti nárazům a vibracím. Se stupněm utěsnění IPx8 jsou sondy odolné proti účinkům chladicí kapaliny a odlétajícím třískám. Snímací mechanismus sond Renishaw je dimenzován na provoz v řádu milionu sepnutí při zachování specifikované přesnosti. Díky možnosti využití standardních měřicích cyklů dodávaných výrobci řídicích systémů, minimální údržbě a dlouhé životnosti baterií jsou sondy velmi jednoduše použitelné.

Ustavení a kontrola nástrojů

Systémy ustavení a kontroly nástrojů šetří až 90 % času nutného pro manuální přípravu nástrojů. Renishaw nabízí pro všechny typy obráběcích center dva typy nástrojových sond - kontaktní TS27R a laserovou bezkontaktní NC1. Oba typy jsou instalovány do vhodného místa na stůl stroje. Princip funkce TS27R je shodný s principem obrobkových sond. V okamžiku kontaktu nástroje se snímacím dotekem sondy se zaznamenají hodnoty na odměřovacích pravítkách stroje a využijí se k výpočtu aktuálního rozměru nástroje - délky a průměru. Podobně laserový paprsek sondy NC1 tvoří referenční bod stroje. V okamžiku přerušení tohoto paprsku měřeným nástrojem je zaznamenána poloha nástroje vzhledem k souřadnému systému stroje a je vypočtena velikost nástroje. V závislosti na typu nástroje a měřeném parametru je snímán jeden nebo více bodů.

Software pro měřicí cykly

Většina řídicích systémů NC strojů je výrobcem vybavena měřicími cykly pro provádění základních měřicích rutin - nalezení středu otvoru nebo čepu, zjištění vzdálenosti mezi dvěma body, proměření velikosti prvku apod. Firma Renishaw nabízí vlastní měřicí cykly pro řešení měřicí úlohy v daném řídicím systému. Většinou se využívá přehledný systém zápisu požadovaných parametrů do jediného programového řádku v CNC programu. Řada dalších speciálních měřicích cyklů je k dispozici na vyžádání. Mezi základní měřicí cykly patří kalibrace sondy, nalezení středu a velikosti otvoru, středu a velikosti drážky, určení délky a poloměru nástroje apod. Měřicí cykly jsou k dispozici pro řadu typů řídicích systémů.
Digitalizační systémy
X, YZXY

Proč kontaktní systém?

Firma Renishaw jako jeden z předních světových dodavatelů skenovacích a digitalizačních technologií má v těchto aplikacích rozsáhlé zkušenosti. Průběžně vynakládá velké prostředky na výzkum a vývoj nových metod snímání dat z povrchu modelu. V současnosti jsou nejlepší výsledky z hlediska přesnosti sejmutého tvaru a kvality povrchu modelu dosahovány pomocí kontaktních metod snímání. Pro snímání velmi měkkých nebo křehkých prvků se pak používá bezkontaktní laserový systém.
Kontaktní systémy mají několik základních výhod proti systémům bezkontaktním:
  • není vyžadována antireflexní úprava snímaného povrchu;
  • lze přesně snímat i kolmé stěny;
  • hustota snímaných dat není fixní a je automaticky regulována dle tvaru komponentu;
  • není třeba věnovat další čas manuálnímu editování omylem sejmutých bodů způsobených odrazem světla apod.
  • V současnosti existuje několik možností jak snímat data z trojrozměrného modelu. Na běžném CNC obráběcím stroji s použitím běžné dotekové snímací sondy Renishaw (nejlevnější, ale nejpomalejší způsob). Pomocí systémů Retroscan nebo Renscan založených na využití analogové scanovací sondy SP2 na CNC obráběcím stroji. Samostatnou kapitolou je pak nasazení výkonného scanovacího stroje Cyclone zkonstruovaného speciálně pro scanning 3D tvarů. Některé obráběcí stroje jsou již od výrobce připraveny na pozdější dovybavení scanovací sondou Renishaw SP2-1 a software Tracecut.
    Reklama
    Vydání #4
    Kód článku: 20436
    Datum: 17. 04. 2002
    Rubrika: Trendy / Obrábění
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Strojírenské podniky v době pandemie

    Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

    Pohodlné upínání magnetem

    Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

    Kloubový robot uvnitř stroje

    V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

    Související články
    Přesnost zvyšující produktivitu

    Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    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.

    Pro větší efektivitu ve výrobě

    Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

    Novinka z varnsdorfské líhně

    Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

    Vlajková loď pětiosého obrábění

    Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

    Československá stopa u nového rekordu

    Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

    Vyvrtávání hlubokých otvorů

    V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

    Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

    Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

    Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

    Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

    Robot s dvojitým uchopovačem zrychlil obsluhu CNC stroje

    Osvald Jensen A/S je dánská rodinná firma dodávající strojírenské produkty pod vlastní značkou. Ve své továrně v Dánsku firma vyvíjí a vyrábí součástky do převodovek pro široké spektrum využití. Zaměřuje se na produkci vysoce kvalitních šnekových převodovek, převodových ústrojí a ozubených kol nejrůznějších velikostí.

    Efektivní likvidace obráběcích kapalin

    Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

    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