Témata
Reklama

Mít sondu nestačí

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

Tři kritéria uvedená v podtitulu se na první pohled vzájemně vylučují. Při bližším rozboru však můžeme zjistit, že jejich splnění je za určitých podmínek možné.

Z obráběcího stroje je potřeba vytěžit v nejkratším možném čase 100 % dílců, jejichž rozměry budou odpovídat tolerancím uvedeným na výkrese. Mnoho obráběcích strojů je vybaveno měřicími sondami pro ustavení a kontrolu obrobku nebo pro seřízení a kontrolu nástroje. Technolog, CNC programátor, dokáže pomocí těchto nástrojů radikálně omezit vliv ručního ustavování, nepřesného upnutí obrobku nebo např. vliv únavy pracovníka obsluhujícího stroj. Sonda je však jen jedním z nástrojů, které dopomáhají ke splnění požadovaných kritérií uvedených výše.

Společnost Renishaw má velké zkušenosti s vlastní výrobou a díky propojenosti a synergickým efektům svých produktů pracuje s konceptem nazvaným Pyramida produktivní výroby. Tento koncept názorně vysvětluje, jak dosahovat vysoké efektivity ve výrobě.

Celý cyklus můžeme rozdělit do čtyř fází:
• údržba stavu stroje;
• příprava výroby;
• obrábění;
• měrové středisko.

Na konci každé výroby je očekávaný výsledek – zisk.

Reklama
Reklama
Reklama

Údržba – seřízení stroje

Už jste někdy slyšeli o tom, že se parašutistovi neotevřel padák, a on přesto jako zázrakem přežil?

Chyba se většinou stane hned na začátku. Pokud si parašutista správně nepřipraví prostředek pro úspěšný seskok, na šťastný konec se rozhodně nemůže spolehnout.

Stejně tak je to i s výrobou. Na nepřesném stroji nelze přesně vyrábět. Nejdůležitější je příprava a seřízení stroje. Geometrickou přesnost tříosého obráběcího stroje ovlivňuje až 21 geometrických chyb. V případě pětiosého stroje se počet těchto potenciálních zdrojů nepřesností zvyšuje až na hodnotu 36.

Všechny tyto chyby dosahují hodnot v řádu mikrometrů. Každá z nich však má nepříznivý vliv na celkovou přesnost polohování stroje a na tvarovou a rozměrovou přesnost obrobků. Výsledkem je produkce rozměrově nepřesných dílců, nestabilita výrobního procesu, tvarové odchylky obráběných prvků na dílci nebo nekvalitní povrch obrobku. Tyto chyby lze s použitím vhodného diagnostického nástroje zjistit.

Jedním z takových diagnostických nástrojů je měřicí systém Ballbar QC20. Použití přístroje je rychlé a jednoduché. Naměřená data se analyzují v souladu s platnými normami, například ISO230-4. Unikátní algoritmy z naměřených hodnot vyhodnotí 15 geometrických chyb, zobrazí jejich průběh a hodnoty. Díky Ballbaru lze pravidelně kontrolovat technický stav stroje a plánovat případné opravy. V případě kolize je pak možné rychle rozhodnout, zda pokračovat v produkci, nebo volat servis.

Měřicím systémem Ballbar QC 20 lze pravidelně kontrolovat technický stav stroje a plánovat případné opravy.

Příprava výroby – ustavení obrobku a seřízení nástroje

Pokud firma vyrábí velké množství dílců vyžadujících komplexní obrábění v malých sériích a ve velmi krátkém čase, bylo by finančně nákladné vybavit stroj specializovanými upínači přesně definujícími polohu obrobku ve stroji. Je mnohem praktičtější použít „univerzální“ kontrolní nástroj.

Před výrobou jsou v zásadě potřeba tři věci. Seřízení stroje, ustavení obrobku a seřízení nástroje. Správným seřízením stroje jsou připraveny ideální podmínky pro ustavení obrobku.

Ustavení obrobku je klasický příklad využití měřicích sond. Zpravidla jde o identifikaci polohy rohu dílce nebo středu otvoru, které jsou využity jako nový počátek pracovního souřadného systému. Další změřený prvek, například bod na ploše nebo střed dalšího otvoru, poslouží ke zjištění úhlu natočení obrobku. Vyrovnání pracovního souřadného systému stroje se souřadným systémem obrobku je pak otázkou jednoduché rutiny integrované v řídicím systému stroje spuštěné jediným povelem z technologického programu.

V případech obrábění odlitků nebo výkovků, kde kolísá rozměrové provedení hrubého polotovaru, je důležitým parametrem zjištění velikosti přídavku na opracování. Příprava technologického programu pro maximální velikost přídavku znamená časté obrábění naprázdno, kdy se nástroj pohybuje někdy i v několika cyklech nad povrchem polotovaru. Díky měřicí sondě lze s použitím velmi jednoduché logiky větvení programu dosáhnout produktivního obrábění bez ohledu na velikost dodaného polotovaru.

Dalším aspektem nastavení parametrů před obráběním je zjištění délky a průměru nástroje a jejich korekce v případě opotřebení. Seřízení nástrojů pomocí sond však není omezeno jen na délku a průměr. Nástrojová sonda Renishaw umožňuje kontrolovat také tvar břitu nástroje a jeho celistvost. Ve všech výše vedených aplikacích má nasazení měřicích sond jeden společný významný efekt – eliminaci omylů a chyb způsobených lidským faktorem. Opakovaně přesné měření a automatická korekce naměřených údajů bez ohledu na únavu nebo momentální indispozici operátora stroje jsou faktory, které významně ovlivňují rozhodování o investici do měřicích sond.

Duální systém – univerzální nástroj na ustavení obrobku a seřízení nástroje

Obrábění – mezioperační kontrola

V průběhu obrábění je nutno znát odezvu na stav materiálu, na aktuální odchylky od očekávaných rozměrů nebo na jiné neočekávané stavy procesu. Díky těmto odezvám lze výrobu ovlivňovat a řídit směrem k očekávanému výsledku.

Měření obrobku během cyklu obrábění umožňuje na základě zjištěných hodnot reagovat na odchylky způsobené například deformací dílce, vychýlením nástroje nebo vlivem teplotních deformací. Na základě zjištěných hodnot lze automaticky upravit aktuální hodnoty natočení souřadného systému, aktualizovat parametry obrábění, změnit korekční hodnoty v tabulkách nástrojů a větvit chod programu pomocí logických podmínek tak, aby výsledkem byl bezvadný výrobek.

Detekce poškození a opotřebení nástrojů umožňuje kontrolu přítomnosti a polohy nástroje, kontrolu celistvosti a opotřebení břitů nástroje nebo kontrolu velikosti opotřebení nástroje a jeho automatickou korekci v tabulce nástrojů, popřípadě automatickou výměnu sesterského nástroje nebo dokonce zastavení výrobního cyklu a volání operátora stroje. Mezioperační kontrola obrábění zahrnuje více než jen zpětnou vazbu a korekci parametrů v řídicím systému na základě porovnání očekávané a zjištěné hodnoty. Mezioperační kontrola zahrnuje také nastavení mezí nebo limitů, se kterými jsou naměřené hodnoty porovnávány. Na základě takto zjištěných výsledků přistupuje CNC obráběcí stroj automaticky k opravným procesům, které by měly vést ke zhotovení korektně vyrobeného dílce.

Pomocí naměřených hodnot tenzometrickou sondou lze automaticky upravit aktuální hodnoty natočení souřadného systému, aktualizovat parametry obrábění, změnit korekční hodnoty v tabulkách nástrojů apod.

Měrové středisko – finální kontrola bezvadného výrobku

Z kusu beztvaré hmoty se konečně stal dílec – hotový produkt. Pro dosažení tohoto stavu bylo nutno vynaložit mnoho energie. Nyní je už jen potřeba zjistit, zda je výrobek v souladu s požadovanými parametry. V praxi se nabízejí tři varianty kontroly geometrických rozměrů hotového dílce.

Jednou z nich je měření hotového dílce přímo na stroji. Tento způsob měření umožňuje kontrolu důležitých prvků dílce přímo na stroji, před odepnutím a manipulací. Toto měření zřídka nahrazuje kontrolu rozměrů nezávislým měřidlem, ale poskytuje velmi dobrou představu o stabilitě produkce a v některých případech je dokonce jediným možným způsobem, jak dílec proměřit. Záznamy o měření získané přímo ze stroje a uložené v jeho paměti nebo odeslané prostřednictvím počítačové sítě na server mimo stroj dokumentují trendy procesu a kvalitu produkce. Historie údajů pak umožňuje monitorovat stav stroje a plánovat preventivní opravy a údržbu stroje.
Měření hotového dílce mimo stroj na souřadnicovém měřicím stroji je způsob nejobvyklejší v dnešní technické praxi. Přeměření prvního dílce ze série a kontrola namátkově nebo statisticky vybraných dílců ze série je běžnou praxí v mnoha strojírenských podnicích. Umožňuje komplexní přeměření všech důležitých rozměrů obrobku a jejich vyhodnocení z hlediska geometrických rozměrů a tolerancí, ale i tolerancí tvaru a polohy.

Posledním způsobem kontroly je 100% kontrola produkce. Tento způsob kontroly byl velmi dlouho vyhrazen pro velkosériovou výrobu, zejména z důvodu cenové náročnosti specializovaných jednoúčelových měřidel. V posledních letech se 100% kontrola stává dostupnou i pro menší série dílců díky univerzálnímu porovnávacímu systému Equator.

Equator umožňuje komplexní přeměření všech důležitých rozměrů obrobku a jejich vyhodnocení z hlediska geometrických rozměrů a tolerancí, ale i tolerancí tvaru a polohy.A tady se dostáváme opět na začátek. Pokud chcete ušetřit (čas, materiál, lidskou sílu), měřicí sonda může být rozhodně užitečný nástroj. Odborníci ze společnosti Renishaw pomohou nabídnout vhodné řešení na základě prohlídky konkrétní výroby.
Reklama
Vydání #10
Kód článku: 161012
Datum: 27. 09. 2016
Rubrika: Trendy / IMT 2016
Autor:
Firmy
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.

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.

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.

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
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.

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.

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.

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.

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.

Kontrolní a třídicí systém Equator

Ve spolupráci s předními výrobci v automobilovém průmyslu s cílem získat efektivní dílenské měřidlo pro automatizovanou kontrolu sériově vyráběných dílů byl vyvinut kontrolní a třídicí systém Equator. Jeden takový přístroj dokáže zastat stejnou práci jako stovky jednoúčelových měřidel, přípravků nebo kalibrů.

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.

Q znamená 4

Pan Q vynalézal pro Jamese Bonda mnohá unikátní zařízení, která slavnému špionovi pomáhala přežít. Společnost Renishaw písmenem Q označuje unikátní systém rádiové komunikace až čtyř sond (obrobkových i nástrojových) s jediným přijímačem.

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.

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