Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Metrologie začíná v konstrukci a v technické přípravě výroby
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

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.

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

    Další články

    Měření ve strojírenství
    Metrologie/ kontrola jakosti

    Komentáře

    Nebyly nalezeny žádné příspěvky

    Sledujte nás na sociálních sítích: