Témata
Reklama

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.

Téměř všechny měřicí úlohy lze řešit rychle pomocí integrace rozličných kontaktních a optických senzorů v kombinaci s mutisenzorovou souřadnicovou technologií. Souřadnicová technologie s počítačovou tomografií (CT) také poskytuje časovou úsporu snadným zachycením měřeného objektu v jednom měřicím cyklu.

Reklama
Reklama

Multisenzorové souřadnicové měřicí stroje

Díky vysoké úrovni flexibility jsou dnes multisenzorové souřadnicové měřicí stroje používány k velkému množství aplikací. Rozličné optické a mechanické senzory jsou přesně vůči sobě kalibrovány a prostřednictvím jejich vzájemné kombinace je zjišťována geometrie dílce. Optické senzory snímají bezkontaktně ze vzdálenosti několika desítek milimetrů od měřeného objektu. Patří k nim nejen senzor pro zpracování obrazu, který měří laterálně, ale i distanční senzor, který měří samostatné body i plošně 3D tvary. Výhodou je vysoká měřicí rychlost a schopnost měřit dílce, které se kontaktem snadno deformují.

Velmi přesné měření malých dílů pomocí mikrospínače Werth Fibre Probe

Požadavky vysoce přesného kontaktního měření u velmi malých dílců splňuje mikrosnímač Werth Fibre Probe (WFP). Tento senzor pracuje s velmi malou snímací kuličkou, nejmenší kuličky disponují poloměrem od 10 µm a zanedbatelnou přítlačnou silou. Všechny tyto snímače lze řídit pomocí CAD modelu, který je vložen do měřicího programu. Kliknutím na individuální oblast modelu jsou měřicí body automaticky rozmístěny a zvoleným senzorem změřeny.

Počítačová tomografie

Měření počítačovou tomografií je ještě snadnější. Namísto měření individuálních bodů nebo liniového skenování jako u běžných souřadnicových strojů poskytuje počítačová tomografie mračno bodů z celého dílce. Rovněž zachycuje vnitřní geometrie a zápichy, kterých běžné senzory mohou dosáhnout jen velmi obtížně, pokud vůbec. Navíc lze detekovat i dutiny, pórozitu nebo vměstky. Odchylky mezi nasnímaným mračnem bodů a CAD modelem lze zobrazit automaticky pomocí barevně kódované škály odchylek. Kliknutím na CAD model se definují rozměry, jako je vzdálenost, poloměr, průměr či úhel, a také tvar nebo tolerance polohy. Invertováním odchylek na modelu lze vygenerovat soubor pro korekci nástroje používaného k výrobě.

Kromě toho se nabízejí zcela nové možnosti měření sestav. To dosud vyžadovalo rozebrání nebo zničení celkové sestavy. Nyní může operátor vyhodnotit sestavu vizuálně nebo měřit rozměry a posun mezi jednotlivými komponenty.

Měření pomocí CT trvá od několika málo minut až po několik hodin, v závislosti na požadovaném rozlišení a velikosti vzorku. Snímáním několika vzorků ve stejnou dobu při jednom měřicím cyklu lze významně zredukovat čas měření. S integrovaným automatickým zakladačem dílců může CT snímat velké množství dílců bez zásahu operátora, například může probíhat měření série dílců přes noc. V případě, že je automatický zakladač umístěn uvnitř krytu radiační ochrany, odpadá doba nutná pro nastavení (zahřívání, zapnutí či vypnutí rentgenové trubice).

Multisenzorová technologie, nebo počítačová tomografie?

Před rozhodnutím, který typ stroje nebo senzoru použít, je nutné zvážit mnoho aspektů. Především to, že požadovaná přesnost zásadním způsobem ovlivňuje dobu potřebnou pro měření. Téměř pro všechny senzory na souřadnicových měřicích strojích je hlavním pravidlem: čím více prvků k měření, tím delší je doba nutná k nasnímání.

Vzhledem k zásadě přímé pojezdové dráhy mezi měřicími pozicemi je doba měření optickými senzory výrazně kratší než mechanickými snímači. Počet rozměrů k měření nijak neovlivňuje dobu měření CT senzorem, jelikož musí snímat mnoho radiografických snímků v průběhu otáčení vzorku o 360°. Díky tomu se využití počítačové tomografie doporučuje zejména pro měření celých obrobků. Pokud je například vyžadováno měření prvních kusů pro komplexní plastový kryt, který je lisován pomocí 64násobné formy, pak CT senzor má značnou výhodu. Měřicí čas jednoho vzorku je přibližně 10 až 20 minut. Výsledkem je mračno bodů celého obrobku, porovnání tohoto mračna bodů s CAD modelem a veškeré požadované rozměry.

Přednosti a nevýhody konvenčního stroje v porovnání s CT

Oproti tomu vypracování protokolu prvního kusu při použití jednoho nebo více konvenčních měřicích strojů může trvat i několik dnů, navíc to mnohdy vyžaduje rozřezání dílce ke zpřístupnění vnitřních prvků, což ani zdaleka neumožní zachycení celého vzorku, jako je tomu při použití CT. Typickými aplikacemi pro souřadnicové měřicí stroje s CT senzorem jsou plastové dílce pro automobilový nebo medicínský průmysl, konektoryhliníkové kryty, implantáty vyrobené z titanu či keramiky a malé ocelové dílce jako benzinové a dieselové vstřikovací trysky.

Naměřené odchylky vyznačené na CAD modelu

Jde-li však pouze o několik málo rozměrů, které mají být měřeny v průběhu výrobního procesu, pak je výhodné použití souřadnicového měřicího stroje se senzorem pro zpracování obrazu s možností integrace kontaktního senzoru. S takovým strojem měření zabere několik sekund, maximálně jednu minutu. Kompletní tomografické skenování pro měření prvků s tolerancemi v rozsahu několika mikrometrů trvá několik minut.

Oblast aplikací typicky vhodných pro CT senzor lze obvykle měřit i pomocí multisenzorových souřadnicových měřicích strojů. Dalšími aplikacemi pro multisenzorové souřadnicové měřicí stroje jsou desky plošných spojů, olověné rámy, tištěné fólie, hliníkové, plastové či gumové profily a ocelové či mosazné díly, jako například hlavy válců nebo ventily.

Pavel Penčák
Prima Bilavčík
info@primab.cz
www.merici-pristroje.cz

Reklama
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
Vylepšený triangulační snímač střední třídy

Laserové snímače optoNCDT 1750 měří posunutí, vzdálenost a polohu v mnoha průmyslových odvětvích, jako je například automatizační technika, výroba elektroniky, automobilový průmysl a strojní zařízení. Tento nový model zachovává kompaktnost a robustnost svého osvědčeného předchůdce ILD1700, ale významně zvyšuje maximální vzorkovací frekvenci, přesnost a rozlišení.

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.

Moderní metrologie pro kontrolu povrchu optiky

S vývojem tradiční sférické optiky se postupně celkově zvětšují její rozměry i hmotnost. S cílem zvýšit přesnost a zlepšit funkční vlastnosti se jednotlivé optické komponenty kombinují. Přitom v uplynulém období progresivní optické konstrukce využívaly asférickou a difrakční optiku k redukci počtu dílů sestavy. Jedna asférická nebo difrakční čočka může nahradit několik konvenčních sférických čoček, což umožní snížit hmotnost, cenu i potřebný prostor, ale především získat kompaktnější a výkonnější optický systém.

Vyšší kvalita kontroly textury a tvaru povrchu

Vývoj měřicí techniky pro kontrolu jakosti povrchu sledující zvýšení technologické úrovně a rozsahu měřených vlastností se v poslední době soustřeďuje na zjednodušení seřizování a obsluhy přístrojů, tedy praktické zvýšení jejich využitelnosti ve velkosériové výrobě.

Měření a kontrola zlomení nástroje

Společnost Blum Novotest uvádí na trh vylepšenou verzi sond Z-nano s extrémně kompaktním měřicím systémem pro měření délky a kontrolu zlomení nástroje na vertikálních i horizontálních obráběcích centrech.

Bezkontaktní měření vzdálenosti

V oblasti přesného měření vzdálenosti rychle roste využití bezkontaktních technologií. To je způsobeno mnoha faktory, z nichž těmi hlavními jsou, že zákazníci potřebují měřit mnohem přesněji (s rozlišením v řádu mikrometrů nebo dokonce nanometrů) a je třeba měřit proti obtížným povrchům nebo povrchům, kterých se nelze během procesu měření dotknout což jsou například křemík, sklo, plasty, miniaturní elektronické součástky, lékařské komponenty a také potraviny.

Snímač polohy do drsného prostředí

Podobně jako Yeti, vyznačuje se i nový lineární snímač LMA nenápadností a schopností odolávat nejdrsnějším podmínkám. Ne trh je uváděn odolný snímač polohy, který bez bez problému přežije olej, prach, vibrace i zasypání pilinami.

Absolutní snímač pro každou příležitost

Yeti se stal legendou. Slyšel o něm snad každý z nás. Spojuje schopnost existence v nejdrsnějších podmínkách se schopnosti unikat pozornosti.

Nové možnosti měření textury a tvaru povrchu

Technické parametry a možnosti kontroly nově vyvinutých měřicích přístrojů nelze vždy považovat za finální a neměnné. Pokud se měřicí přístroje v  praxi uživatelů osvědčí, výrobce se vesměs logicky zaměří na jejich zdokonalování. Dalším vývojem sleduje zlepšení a rozšíření jejich aplikačních možností. Praktický příklad uvedeného postupu představují i nové možnosti aplikace řady měřicích přístrojů Talyrond 5xx, firmy Taylor Hobson.

Nové měřicí přístroje pro strojírenství

Měřicí technika musí reagovat na požadavky technické konstrukce a technologie, zejména pokud jde o délkové mezní úchylky a tolerance geometrického tvaru. Tyto požadavky se projevují intenzivní normotvornou činností, která zpětně ovlivňuje celý strojírenský reprodukční proces včetně technické kontroly a metrologie.

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