Témata
Reklama

Moderní nástroje pro diagnostiku geometrických chyb obráběcích strojů

Zvyšování produktivity obrábění úzce souvisí se zabezpečením stability parametrů procesu obrábění a tedy i stability parametrů základního článku tohoto procesu – obráběcích strojů. Pracovníci oddělení jakosti, údržby i servisních firem jsou pod stálým tlakem na zajištění bezporuchového chodu strojů a zároveň na maximální zkrácení servisních i preventivních odstávek.

Pro řešení této nelehké úlohy firma Renishaw nabízí systém založený na pravidelném sledování stavu strojů rychlým testem pomocí přístroje QC20-W ballbar doplněným seřízením geometrie a přesnosti najetí polohy stroje laserovým interferometrem XL80. Testování vychází z mezinárodně platné metodiky zakotvené v evropské normě řady ISO 230 a jejích harmonizovaných podob.

Reklama
Reklama
Reklama
Historie měření přesnosti stroje

QC20-W ballbar

Test a diagnostika prostorové přesnosti obráběcího stroje přístrojem QC20-W je založena na principu testování odchylky kruhové interpolace. Přístroj QC20-W se při testu upevňuje na stroj pomocí magnetických upínačů a stroj provede kruhovou interpolaci 360º ve směru a proti směru hodinových ručiček v rovině kolmé na vřeteno stroje (obvykle XY). Potom provede přejezd kulových vrchlíků 220° v rovinách kolmých k základní rovině testu (obvykle XY a YZ). Okamžitě po naměření dat expertní vyhodnocovací software Ballbar 20 vypočte a zobrazí zjištěné chyby stroje. Celá operace sběru a vyhodnocení dat trvá cca 20 minut.

Ballbar QC20-W

Velkým ulehčením analýzy změřených dat je schopnost softwaru pomocí matematického modelu ihned po odměření data analyzovat a stanovit příčiny chyb. Tyto údaje jsou neocenitelnou pomocí pro pracovníky údržby nebo servisních firem, kteří mají možnost řešit skutečné příčiny nepřesnosti. Často je možné na základě analýzy zvýšit přesnost stroje namísto rozebráním a opravou pouhou změnou nastavení v řídicím systému. Test pomocí QC20-W lze aplikovat na stroje, které umožňují provádět kruhovou interpolaci. Například horizontální a vertikální obráběcí centra, vodorovné vyvrtávačky, drátové řezací stroje, pálicí stroje, NC soustruhy atp.

Měření přesnosti stroje pomocí ballbaru QC20-W

Přístroj je velmi odolný, určený pro práci v dílenském prostředí. Získané výsledky spolu s rozborem chyb umožňují řešit preventivní sledování trendu přesnosti strojního parku v rámci systému zabezpečení jakosti a vyhodnocovat data podle norem ISO, ANSI i JIS. Výsledky analýzy jsou často využívány pro přípravu odstávky strojů nebo jako podklad pro optimalizaci zadávání práce na stroj podle jeho skutečných parametrů. Každý přístroj QC20-W je vybaven nejnovějším diagnostickým a vyhodnocovacím softwarem Ballbar 20 v českém jazyce včetně lokalizovaných návodů.

Software Ballbar 20

Tento software byl navržen pro optimalizaci práce s přístrojem QC20. Software obsahuje několik klíčových součástí, které spolu přispívají k příjemné práci s celým systémem:
• katalog strojů – umožňuje vytvářet katalog měřených strojů, tvořit filtry pro výběr pouze určitých strojů k testování (např. podle typu firmy nebo umístění stroje v areálu firmy);
• generátor programů – podle zadání testu (průměr testu, posuv a směr pohybu) tato funkce vygeneruje program pro řízení stroje. Velmi snadno lze přidat i další řídicí systémy, které nejsou v základní nabídce;
• simulátor – umožňuje simulovat na změřených datech účinnost odstranění určité zjištěné závady, tedy „co se stane, když…“ – např. se provede vyladění pohonu, odstranění vůle atd.;
• historii – tato funkce vynáší změřené hodnoty kruhovitosti i jednotlivých diagnostikovaných chyb do XY grafu, kde osa X udává den měření a osa Y zjištěnou odchylku. Tento nástroj je mocným pomocníkem při prokazování způsobilosti stroje, stability parametrů stroje, při plánování údržby a prokazování účinnosti servisního zásahu.

Diagnostika zahrnuje chyby geometrie stroje (kolmost, přímočarost vedení), chyby způsobené seřízením servopohonů (přechody kvadrantů, zesílení polohové zpětné vazby) a chyby odměřovacího systému včetně vůlí (mrtvých chodů) v osách stroje. Z pohledu zajištění stability parametrů a prokazování způsobilosti stroje je klíčovou možností zobrazit trend vývoje parametrů stroje pomocí funkce historie.

Data změřená přístrojem QC20-W jsou automaticky vynesena do grafu, kde na ose X je čas a den měření a na ose Y naměřená hodnota. Tento postup software opakuje při každém dalším měření. Sklon křivky trendu historie přesnosti stroje udává, zda stroj vykazuje stabilní parametry, nebo se horší a jak rychle. Stejné křivky software vytváří i pro jednotlivé diagnostikované chyby, a je tedy možné zjistit tempo zhoršování dané chyby.

Použití výsledků analýzy

Pokud je stroj v očekávaných parametrech, lze na něm vyrábět v přesnosti, která je potřeba pro zajištění stability procesu. Na grafu je možné nastavit zelené pásmo, které zahrnuje právě naměřenou přesnost. Pokud křivka stoupá, žluté pásmo výstrahy v grafu ihned vizuálně upozorní, že se něco děje. Pokud se přesnost stroje pohybuje v tomto pásu, stále ještě lze na stroji dělat práci jako dosud, ale možné potíže jsou o krok blíže. Diagnostika ukáže, čím je problém způsoben, a zároveň je vytvořen časový prostor pro přípravu zásahu – nákup náhradních dílů, naplánování údržby. Pro úplnost je účelné do grafu nastavit i červené pásmo neshody, které vyjadřuje, že na stroji rozhodně nelze vyrábět v přesnosti jako doposud a pokračování ve výrobě může mít za následek výrobu zmetku.

Dojde-li ke zjištění nevyhovujícího stavu, je třeba zavolat servis – tím může být buď externí firma nebo vlastní oddělení údržby. Servis řeší problém, který je známý – diagnostika ukázala, co se se strojem děje. Odstranění potíží je tak daleko rychlejší díky přesně cílenému zásahu. Po ukončení opravy je vhodné stroj přeměřit a zjistit, zda jeho přesnost již vyhovuje. Parametry naměřené po opravě jsou zaznamenány do grafu a je zřetelně vidět nejen úspěšnost servisního zásahu, ale navíc je vytvořen konkrétní podklad pro plánování další údržby.

Sledování a plánování údržby strojního parku je optimální zavést ihned při nákupu stroje. První měření probíhají po uvedení stroje do provozu a následně v průběhu záruční doby a dávají oběma stranám – dodavateli stroje i odběrateli – možnost optimalizovat a dokumentovat dosažené parametry bez nutnosti následných servisních výjezdů a zbytečných nedorozumění vzniklých z nenaplněných očekávání.

Firma Renishaw stálými investicemi do vývoje zvyšuje přínos pro uživatele a zjednodušuje obsluhu zařízení. Jedním z takovýchto zlepšení je ballbar QC20-W, který umožňuje rychle a pravidelně ověřovat a zaznamenávat změny přesnosti stroje a odkrýt, kdy a kde se mohou objevit problémy.

Renishaw

Ing. Jan Vlček

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 140547
Datum: 13. 05. 2014
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
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.

Liberecký strojírenský inovátor

Výzkumný ústav textilních strojů (VÚTS) byl založen v roce 1951, na akciovou společnost byl transformován v roce 1992. Má dlouholetou tradici ve výzkumu a vývoji textilních strojů. Pro desítky tuzemských i zahraničních firem je partnerem pro výzkum, vývoj, inovace, transfer technologií a průmyslové realizace. V novém areálu v Liberci-Růžodole VÚTS zahájil činnost v roce 2013.

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.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Koncept ve spektru dynamiky a inovací

V roce 2007 bylo na veletrhu EMO poprvé prezentováno obráběcí centrum Grob G350 s horizontálním uložením vřetene. Dnes, o více než deset let později, je na trhu etablováno nejen pětiosé univerzální obráběcí centrum, ale spolu s ním se ve strojírenství v celosvětovém měřítku rozšířila i pětiosá technologie. Úspěšný vývoj založený na vysoké dynamice a velké inovativnosti konceptu „G-Modul“ udělal z univerzálních obráběcích center Grob, nyní již ve druhé generaci, leadera světového trhu.

Stroj na středění klikových hřídelí

Je všeobecně známo, že kliková hřídel je jednou z nejkritičtějších součástek motoru s vnitřním spalováním a jedním z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění. Potřeba přesného vyvážení klikové hřídele, která je rozhodujícím faktorem pro celkovou účinnost motoru, se stala ještě důležitější, jelikož výrobci automobilů usilují o snižování emisí CO2 prostřednictvím lepšího výkonu motoru a strategií spočívajících v odlehčování. Díky různým vylepšením, kterých se v průběhu let dosáhlo v procesech kování a odlévání, už mají neopracované komponenty klikové hřídele téměř požadovaný tvar s mnohem menším množstvím přebývajícího materiálu. To znamená, že na konečné klikové hřídeli je třeba obrábět méně částí. Přináší to s sebou také zvýšenou potřebu přesného vyvážení se zmenšenou velikostí protizávaží, které se při vytváření těžiště často provádí.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

High-Torque převodovky pro přesné aplikace

Točivý moment 19 510 Nm pod absolutní kontrolou v téměř bezvůlové přesnosti? Ano, pomocí precizních planetových převodovek s vůlí v ozubení ≤ 1 arcmin je i tato výzva reálná.

Obrábění těžkoobrobitelných materiálů

Stále rostoucí požadavky výrobců proudových motorů vyžadují kontinuální vývoj žárupevných materiálů. Klasické metody obrábění jsou zde na hranici svých možností, efektivní alternativou je elektroerozivní řezání drátovou elektrodou.

Pro vysokou flexibilitu kompletního obrábění

Modulární konstrukce pro větší výkon a více možností. Vzdálenost vřeten maximálně 3 300 mm, výkonné hlavní vřeteno a protivřeteno, nový koncept pohonů, osa B s přímým pohonem pro komplexní pětiosé simultánní frézování a s přídavným revolverem. Pro to vše je nový Hyperturn 100 Powermill důmyslným zdokonalením osvědčené řady Hyperturn Powermill. Přináší přesnost, flexibilitu a produktivitu při obrábění velkých a komplexních dílů na jediné upnutí.

U prototypů převládají složité, komplikované tvary

Získání solidních základních znalostí, ale také poznání techniky inovací v teorii i praxi – to očekávají studenti od své technické školy. Vyšší odborná škola FH Kiel spolu s organizací Institut für CIM-Technologietransfer umožňují studentům ve strojírenství, ale i v jiných příbuzných oborech získat praxi na současné úrovni a na moderních obráběcích strojích.

Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

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.

Revoluce v soustružení - netradiční použití zavedeného procesu

Soustružení je zavedený proces, který už se zdál být takřka navždy neměnný. Ale ti, kteří si mysleli, že jejich proces je neotřesitelný jako skála – dovedený k dokonalosti a se skvěle doladěnými parametry umožňujícími dosažení maximální výkonnosti a ziskovosti –, se musí zamyslet znovu. Co kdyby existoval nový způsob soustružení, který zpochybňuje zakořeněné a předpojaté představy o tomto dlouhá léta využívaném procesu? Nadešel čas připojit se k právě probíhající revoluci v soustružení, prolomit stávající výrobní překážky a užívat si nově nalezenou produktivitu.

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