Témata
Reklama

Metrologie začíná v konstrukci a v technické přípravě výroby

Není pochyb o tom, že základem přesného, ale i ekonomicky únosného měření je návaznost pracovních měřidel na etalony a zabezpečování jejich jednotnosti a přesnosti. Jde o činnost, kterou přímo zajišťuje metrologické středisko podniku nebo podnikový metrolog externě prostřednictvím kalibrační laboratoře.

Musíme si však uvědomit, že úsilí metrologů, kteří tuto návaznost realizují, může být zmařeno při kontrole jakosti výrobku, popř. při kontrole výrobního procesu nevhodným použitím správně zkalibrovaného měřidla nebo nevhodně zvolenou metodou měření. To ostatně vyplývá i ze Směrnice pro řízení procesů měření, která je součástí ČSN ISO 10012-2.
Naši zákazníci, zejména zahraniční, se při přejímkách výrobků velmi rychle orientují v našem reprodukčním procesu a pečlivě přezkušují výsledky našich měření, porovnávají je s předepsanými parametry a kritérii, kontrolují naše měřicí a kontrolní postupy používané při přejímce, sledují i stav měřicí techniky použité při kontrolní operaci (doklady o kalibraci měřicích prostředků) a v případě sporných výsledků přezkušují i kalibrační postupy.
Reklama
Reklama
Reklama

Výroba ve znamení 5M

Ukazuje se, že metrologická péče věnovaná výlučně měřidlům nedostačuje, pokud nebude jednotnost a přesnost měření řešena komplexně. Metrologii je nutno pojmout v mnohem širším měřítku, než je kalibrace měřidel. O významu měření pro průmyslový reprodukční proces a tím i o úzkém vztahu metrologie, resp. měření k výrobě svědčí ostatně i symbol progresivní průmyslové výroby, známý jako 5M. V tomto symbolu je měření uváděno jako jeden z pěti činitelů vytvářejících výrobní proces a nezbytných pro jeho realizaci (Men, Machines, Materials, Methods, Measurements).
Pro správné měření se musí vytvořit předpoklady, které vyžadují větší zapojení technického úseku (konstrukce, technologie, technická normalizace), pokud jde o vytváření podmínek pro kontrolu jakosti a měření. Technický úsek by také měl podstatně rozšířit svou spolupráci s útvarem řízení jakosti, resp. technickou kontrolou a zejména s výrobním úsekem, resp. výrobními jednotkami. Jde totiž o organizační celky, ve kterých probíhá většina měření, jimiž prokazujeme kvalitu svých výrobků zákazníkovi.
Kalibrace měřidel má ve strojírenských organizacích dlouholetou tradici a nebudeme se k ní v tomto článku vracet. Pokusíme se však ukázat na úlohu, kterou mohou sehrát některé odborné útvary při rozvoji a přípravě měření, kontrol nebo zkoušek.

Konstrukce

Rozhodnutí, která měřicí metoda, resp. který měřicí prostředek se pro danou kontrolní operaci použije, vychází z technických požadavků obsažených ve výrobní dokumentaci. Tím, že konstruktér předepisuje důležité parametry a rozměry, jejich mezní úchylky a tolerance, dává prvotní impulz k tomu, jakým způsobem budou tyto parametry kontrolovány, a tak vlastně předurčuje náplň následných měřicích a kontrolních operací.
Konstruktér může přispět k optimalizaci kontrolní operace například tím, že při volbě parametru, který předepisuje, vezme v úvahu nejen požadavky, které vyplývají z funkčního významu kontrolovaného výrobku, ale také uváží, že navrhovaná součást se musí nejen vyrobit, ale také zkontrolovat. Měl by tedy přihlédnout k tomu, jak lze parametr předepsaný na výrobním výkresu změřit.
Konstruktér však nesmí ztrácet ze zřetele ani ekonomickou stránku věci. Při předepisování výrobních tolerancí a mezních úchylek musí brát ohled na následující, někdy protichůdná hlediska:
  • musí být zabezpečena funkce výrobku;
  • musí být umožněno vzájemné spojení a zaměnitelnost jednotlivých součástí a montážních skupin;
  • předepisovaná tolerance má být z ekonomického hlediska pokud možno co největší, z hlediska funkce výrobku pokud možno co nejmenší.
  • V této souvislosti by si měl konstruktér uvědomit, že svým předpisem výrobní tolerance ovlivňuje nejen ekonomii výrobního procesu, ale i procesu měření. Je-li nejistota měření v porovnání s výrobní tolerancí neúměrně velká a není-li únosné řešit tuto situaci volbou přesnějšího kontrolního postupu, musí být výrobní tolerance zúžena, resp. horní a dolní mezní úchylka posunuta do tolerančního pole výrobku.

    Metrologičnost konstrukce

    Mnohdy k vytvoření předpokladů pro hladký průběh budoucích kontrolních operací může přispět konstruktér zdánlivě nepodstatnými drobnými opatřeními. Např. tím, že při vydávání výkresové dokumentace nového výrobku vypracuje seznam všech závitových spojení včetně jejich rozměrů a uložení použitých ve výkresové dokumentaci a předá jej referátu nářadí a metrologovi, aby mohlo být včas zajištěno závitořezné nářadí a mezní závitové kalibry. Toto opatření je významné s ohledem na novou normu ČSN ISO 1502.
    Ve strojírenských podnicích je běžnou praxí, že se vyžaduje, aby konstrukční řešení bylo vhodné i z technologického hlediska. Analogicky by měl být uplatňován požadavek i na metrologičnost konstrukce, totiž aby měřicí operace při kontrole jakosti byly proveditelné a vyhovující jak z hlediska přesnosti měření, tak i z ekonomického hlediska.

    Technická normalizace

    Nové normy GPS (Geometrical Product Specifications - geometrické požadavky na výrobky), např. soubor norem o struktuře povrchu a jejich zavádění ve strojírenských podnicích budou znamenat značný zásah do celého reprodukčního procesu, počínaje konstrukcí a technologií a konče výrobou, popř. technickou kontrolou. Technická normalizace by v tomto případě měla provést analýzu dopadu těchto norem na současnou praxi ve výrobě, dopadu na dříve zpracovanou výrobní dokumentaci pro opakovanou výrobu či výrobu náhradních dílů a navrhnout způsob, jak minimalizovat problémy technického, metrologického a ekonomického rázu. Na základě takové analýzy by se mělo rozhodnout, zda příslušnou
  • normu ČSN (ČSN ISO, ČSN EN apod.) zavést v podniku přímo,
  • normu ČSN zavést s doplňující podnikovou normou,
  • z normy zpracovat výběr z uvedených variant nebo z rozsahu parametrů,
  • k normě zpracovat zaváděcí směrnici specifikující potřebné kroky jednotlivých odborných útvarů (jde např. o zavádění uvedených norem o struktuře povrchu v rámci strojírenské organizace) nebo zda
  • normu v dané podobě není účelné zavádět a je potřeba ji nahradit podrobnějším podnikovým ekvivalentem.
  • Normy a praxe

    Příkladem zavedení nové české normy, u které je účelné zpracovat doplňující podnikovou směrnici, resp. informaci, je ČSN ISO 8015 Základní pravidlo tolerování. V této normě je v souvislosti se vzájemnou závislostí rozměrů a geometrie dostatečně popsána a na obrázcích vysvětlena podmínka obalové plochy. Pro druhou možnost, jak vyjádřit vzájemnou závislost, totiž podmínku maxima materiálu, je v normě ČSN ISO 8015 pouze odvolání na normu ISO 2692. V zahraniční dokumentaci se s podmínkou maxima materiálu běžně setkáváme. U nás však není norma ISO 2692 dosud zavedena. V a. s. Škoda Plzeň vyřešili tento nedostatek vydáním informace (ŠI 01 4205), kterou se vysvětluje podstata podmínky maxima materiálu na konkrétních případech. Tak je v případě požadavku zahraničního zákazníka konstruktérovi dána možnost provést příslušný předpis ve výrobní dokumentaci.
    V mnoha podnicích se pro práci technické normalizace považuje za dostatečné, jsou-li nové technické normy přidělovány odborným útvarům, které se danou problematikou zabývají. Je však třeba také vybavit výrobní dělníky a technické kontrolory, zkrátka dílenské pracovníky potřebnými informacemi, které budou mít při své práci neustále na očích, aby se v nové problematice dobře a rychle orientovali. Jde zejména o značení nových parametrů (např. charakteristik struktury povrchu) na výkresech, o hodnoty příslušných tolerancí a mezních úchylek, popř. i nejdůležitějších zásad měření. Úloha technické normalizace při vydávání dílenských tabulek, které by podobnou problematiku řešily, je nezastupitelná.
    Dalším úkolem technické normalizace by měla být koordinace práce jednotlivých odborných útvarů a výrobních jednotek při zavádění některých nových technických norem vztahujících se k činnosti několika různých útvarů. Takovým případem bude zavádění norem GPS, které se vyznačují komplexním přístupem k řešení určitého problému. Technická normalizace má ve strojírenském procesu nezastupitelné místo a její úlohu nelze v žádném případě zjednodušovat na distribuci nových technických norem.

    Kontrolní operace ve výrobním procesu

    Kontrola jakosti výroby se dostává do středu zájmů o kvalitní výrobní proces a kvalitní výrobky. Podílejí se na ní jak pracovníci výrobních úseků, tak i technická kontrola, nebo zkušebna. Kontrola jakosti se během doby ustálila na dvou úrovních.
    V první řadě je to samokontrola (primární kontrola), prováděná výrobním dělníkem nebo seřizovačem jako součást výrobní operace. Vycházíme-li ze zásady, že každý odpovídá za jakost své práce, musí být výrobní dělník vybaven dostatkem prostředků a mít i odpovídající znalosti, aby mohl zkontrolovat jakost produkce, kterou vyrábí. Dělník kontroluje jakost sám bezprostředně po provedení výrobní operace, někdy dokonce i v jejím průběhu. Výsledky kontroly vyhodnocuje, výrobky třídí na shodné a neshodné a zjištěné skutečnosti využívá pro svou další práci. Při samokontrole se musí brát v úvahu čas, který dělník věnuje kontrole výrobku. Podíl kontrolního času k celkovému času výrobní operace činí u jednoduchých operací 5 až 10 %, u speciálních operací, například při výrobě ozubení, až 20 %.
    Sekundární kontrola je prováděna technickým kontrolorem nebo jiným pracovníkem útvaru řízení jakosti. Technický kontrolor prověřuje jakost výroby, analyzuje zjištěné nedostatky a navrhuje, resp. realizuje nápravná opatření. Hlavním úkolem výrobní kontroly není třídit součásti z hlediska jakosti provedení (to je povinností výrobního dělníka), ale předcházet vzniku neshodných výrobků. Výrobní kontrola k tomu má být vybavena po stránce technické, personální i organizační úměrně k potřebám výrobního procesu a jeho kontroly jakosti.

    Kdy zařadit kontrolní operaci

    Bylo by mylné domnívat se, že kontrolní operace musí následovat po každé výrobní operaci. Nebylo by to možné z kapacitních důvodů (personální stavy pracovníků technické kontroly takové řešení neumožňují) ani z časových a ekonomických důvodů. Kontrolní operace by se však měly provádět vždy
  • po výrobních operacích důležitých z hlediska jakosti, např. operacích uváděných v plánech cílů jakosti nebo v technických přejímacích podmínkách;
  • po výrobních operacích, u nichž hrozí zvýšený výskyt neshodných výrobků;
  • po výrobní operaci, kdy se má vyhotovit písemný protokol o jejím provedení;
  • při kontrolních pracích prováděných ve spolupráci se zákazníkem nebo jiným kontrolním orgánem;
  • v dalších obdobných případech.
  • Zejména v nižších typech výrob se musí pečlivě rozvažovat, na kterých místech výrobního procesu provést kontrolní operaci.
    Nebylo by systémovým řešením, kdyby technická kontrola sama rozhodovala o tom, které výrobní operace bude kontrolovat. K takovému rozhodování je mnohem kompetentnější útvar technologie. Technologové rozpracovávají výrobní operace, znají tedy jejich slabá místa z hlediska požadované jakosti výroby. Proto rozhodnutí, po které výrobní operaci začlenit samostatnou operaci technické kontroly má být v působnosti útvaru technologie.
    Dokončení příště
    Reklama
    Vydání #6
    Kód článku: 10631
    Datum: 06. 06. 2001
    Rubrika: Trendy / Měření
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Měření v rámci celého výrobního řetězce

    Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

    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.

    Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

    Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

    Související články
    Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

    Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Konfirmace měřidel

    Příspěvek se zabývá problematikou zajištění návaznosti měření a rozebírá obvyklé metrologické čin-nosti, které jsou za tím účelem prováděny. Zákon o metrologii i běžná praxe zmiňují jako základní postupy kalibraci nebo ověření stanovených měřidel. Kalibrace je postup vedoucí k dosažení způsobilého měřidla ve dvou logických krocích podle definice VIM. Vždy musí být zjištěn aktuální stav měřidla – provádí se zkouškou, která ověří, zda je měřidlo způsobilé plnit dané specifikace, či nikoliv. Nezpůsobilé měřidlo se musí kalibrovat nebo vyřadit. O výsledku je vydán doklad (kalibrační certifikát), jímž je potvrzena způsobilost z dřívější kalibrace nebo způsobilost dosažená kalibrací novou. Zvláštní pozornost je věnována kalibraci měřidel řízených softwarem, např. u souřadnicových měřicích strojů.

    Multisenzorová technologie a počítačová tomografie

    Výběr vhodného měřicího přístroje pro účely rozměrové kontroly je velmi důležitý. Běžný přístup je takový, že daná aplikace určí vhodný typ senzoru. Pro správné rozhodnutí potřebuje vzít uživatel v úvahu několik aspektů.

    Multisenzorová souhra - měřicí stroje s pevným portálem

    Po mnoho let se souřadnicové měřicí stroje společnosti Werth Messtechnik GmbH osvědčují při měření s více snímači umístěnými na dvou nezávislých osách. Nebezpečí kolize mezi snímačem a obrobkem se tak podstatně sníží, protože senzory, které nejsou používány, jsou zasunuty.

    Expimer - expresní zařízení pro rychlé stanovení materiálových vlastností

    Expimer, prezentovaná instrumentovaná měřicí soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou, může být alternativním způsobem, jak rychle definovat materiálové vlastnosti. Celý proces spočívá v tom, že na základě parametrů získaných v průběhu makroprocesu automatizovaného vtlačovaní indentoru kulového tvaru (ABI) do povrchu materiálu bez porušení konstrukce, lze rychle zjistit požadované materiálové vlastnosti. Tato metoda je jedinečná vzhledem k jednoduchosti, rychlosti vyhodnocení, manipulovatelnosti a užitečnosti pro stanovení mechanických vlastnosti materiálů během jejich vývoje, výroby a zejména v pracovních podmínkách provozu.

    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.

    Flexibilní multisenzorová technologie

    Měřicí stroj Werth ScopeCheck FB DZ umožňuje díky dvěma nezávislým senzorovým osám provádět bez omezení rozličná multisenzorová měření. Po demontáži skleněného stolu s jednotkou spodního osvitu je možné přímo na měřicím stole umístit a měřit také těžké obrobky.

    Další krok pro efektivnější měření

    Společnost Faro Technologies představila novou řadu měřicích ramen Faro Quantum, čímž opět zvýšila výkonnost procesu kontroly výroby díky nejlepším parametrům v této třídě měřicích přístrojů, vylepšené ergonomii a mobilitě.

    Rozpínací vřetena pro upínání ozubených kol

    Rozpínací vřetena, kterými se upínají ozubená kola mezi hroty, se používají při výrobě ozubených kol, nejčastěji pro účely výstupní kontroly, kde je velkou výhodou vysoká přesnost a rozsah rozpínání.

    Mít sondu nestačí

    Výrobní společnosti často stojí na křižovatce, kde si musejí vybrat, zda vyrábět co nejlevněji, co nejrychleji, nebo co nejpřesněji.

    Software MSP - dva nástroje k bezchybné výrobě na 5osých centrech

    V jednom z předchozích článků jsme se zabývali obslužným SW pro spínací dotekové měřicí sondy. Ukázali jsme, že běžná měřicí doteková sonda je vlastně jenom opakovatelný spínač a že použitelný výsledek nám dá až software v řídicím systému. Ať už pracujeme s makroprogramy přímo v paměti CNC nebo tvoříme vlastní cykly na úrovni CAD, výsledkem jednoho měření je obvykle údaj o jednom geometrickém prvku, maximálně vztah několika prvků (nový počátek nebo úhel natočení obrobkových souřadnic, průměr a osa díry, šířka drážky apod.). Také obslužný software skenovací sondy, která obvykle sbírá mnohem větší množství bodů než sondy spínací, většinou směřuje k hodnocení daného prvku nebo pravidelného geometrického tvaru.

    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