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
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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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