Témata
Reklama

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.

Nová řada měřicích přístrojů Talyrond 5xx konstrukčně vychází z principů respektujících výrobní principy kontrolovaných součástí. Tak je zajištěna dosud nedosažitelná univerzálnost a stabilita měření, podobně jako v průběhu procesu výroby. Výrobce zajišťuje u přístrojů tak nízkou úroveň šumu pozadí, že systém představuje nejvyšší kvalitativní úroveň měřidel svého druhu, která jsou v současné době nabízena.

Reklama
Reklama
Reklama

Pohybová interakce elementů přístroje

Filozofie měřidla „převádí“ funkční elementy obráběcího stroje (rotující vřeteno, kluzné vedení a posunující se řezný nástroj) na pohybovou interakci elementů přístroje (otočné vřeteno, sloup, radiální rameno se snímačem). Konstrukce měřidla tak odstraňuje kritické průvodní jevy obrábění, jako jsou chvění nástroje, úchylky vlnitosti, přímosti, radiálního i axiálního házení. Tak jako obráběcí stroj současně vyrobí požadovaný tvar, kruhovitost a jakost povrchu součásti, tak i přístroj Talyrond 5xx změří všechny uvedené parametry současně.

Měřicí přístroje Talyrond 500 kontrolují základní charakteristiky povrchu – kruhovitost, drsnost a tvar z jednoho měření.

Měřidla řady Talyrond 5xx se především vyznačují stabilně nízkou úrovní šumu systému v průběhu měření, což zajišťuje jeho funkční integritu. Všechny osy vřetena přístrojů řady 5xx jsou kontrolovány na úchylky vlnitosti, přímosti i šum, a to při využití vřetena, sloupu nebo ramena. Přístroje nabízejí řadu nových funkcí, např. kompenzaci polohy špičky obráběcího nástroje, která je důležitá při výrobě požadovaného přesného tvaru (profilu) povrchu. Uvedená korekce je samozřejmě kritická při kontrole tvaru. Užitečná je i korekce oblouku. Unikátní postup kalibrace přístroje totiž umožní korekci lineárního pohybu i po obloukové dráze snímacího hrotu.

Talyrond 500 – detail snímacího systému měřicího přístroje

Řada přístrojů Talyrond 5xx nabízí řadu metrologických novinek, z nichž hlavní přednosti představují: zvýšená rychlost programu, měření tvaru součásti, nová specifikace kruhovitosti tvaru, zlepšená rozlišitelnost měřidla, inovované možnosti středění a vyrovnávání součástí, rozšířené vlastnosti softwaru, zlepšená konstrukce i modulární uspořádání.

Zrychlení procesu měření

Pokrokovou novinkou řady přístrojů je zrychlení celého procesu měření až o 30 %. Na zvýšení rychlosti se podílí zejména nové pojetí automatického pohybu os přístroje. Naprogramovaný postup je uspořádán do bloků, což umožní dopředu plánovat pohyb os. Pohyb elementů ovládaný ikonami je programovatelný, takže jej lze podle potřeby v části programu vypnout. Toto vše zvyšuje produktivitu procesu kontroly a snížení výrobních nákladů.

Konstrukce měřicích přístrojů Talyrond 500 respektuje funkční schéma výroby.
a) obráběcí stroj – rotující vřeteno, kluzné vedení, nástroj s řeznými posuvy
b) měřicí přístroj – rotující vřeteno, sloup s radiálním ramenem, snímač

Systém přístrojů nabízí kontrolu tří parametrů kvality povrchu z jednoho měření. Unikátní kalibrační metoda při použití v rozsahu měření povrchu zajišťuje korekci pohybu snímače i korekci snímacího hrotu. Výsledkem je novinka, kterou je měření úhlů, poloměrů a tvaru vzhledem k ose součásti.

Přesná vřetena s minimální úchylkou kruhovitosti

Přístroje Talyrond jsou vybaveny vysoce přesnými vřeteny s minimální úchylkou kruhovitosti, což zajišťuje integritu měření ve všech vertikálních polohách součásti. Vzhledem k nízkému šumu náhonu vřetena a jeho pohybu s nízkým třením lze měřit jakost i na kruhovém obvodu povrchu. Výrobce uvádí garanci následujících přesností měření: radiální ROnT ± 0,015 μm (u typu 595 ROnT ± 0,01 μm); obvodová Rq < 0,03 μm. Uvedené zvýšení přesnosti zaručuje zlepšenou kvalitu výrobků.

Zlepšená rozlišitelnost inovované řady přístrojů Talyrond 5xx, vyjádřená poměrem rozsah/rozlišitelnost: 2 mm/8 nm; 0,4 mm/2 nm, příp. 0,08 mm/0,3 nm, umožní nyní měřit tvarové profily v rozsahu 2 mm s rozlišitelností požadovanou pro drsnost povrchu. Uživatel tak může současně kontrolovat tvar, jakost povrchu i přímost. Přístroje jsou vybaveny novým vysoce přesným kodérem, který přesně seřízený vzhledem k ose vřetena zaručuje vyšší přesnost měření harmonických úchylek a drsnosti na obvodu povrchu. Výsledkem je, že veškeré zjištěné úchylky lze považovat za skutečné nedostatky součástky a ne za nepřesnosti přístroje.

Středění a vyrovnávání do roviny

Nové možnosti nabízí přístroje při středění a vyrovnávání do roviny. Využitím předem připravených postupů lze dvě poslední měření středu a roviny využít i pro následující analýzy. Konstrukční úpravy řady TR5xx zlepšují stavebnicové uspořádání s využitím standardizovaných jednotek. Tvarované kryty přístrojů umožňují snadnější přístup ke vřetenu a sloupu. Nový rám a základnu přístroje lze vybavit aktivním antivibračním uložením a u typů 565 i 585 ochrannými kryty. Uživatelům se tak rozšiřují možnosti výběru vybavení přístrojů podle potřeby.

Talyrond 500 – měření zalomené hřídele. Automatická kalibrace os zaručujepřesnost a opakovatelnost kontroly.

Automatizovaná kalibrace os přístrojů zajišťuje konzistentní nepřetržitou přesnost os, což je významné zejména při aplikaci automatizovaných programů nebo měření malých součástí. Předností automatizované kalibrace je zajištění opakovatelnosti měření, a to v celém využitelném rozsahu přístroje. Progresivní je i kalibrace vlastního snímacího systému prováděná na etalonu kulového tvaru. „Kalibrace na kouli“ umožní korekci pohybu snímače i hrotu, zahrnuje automatické stanovení vrcholu v axiálním směru a nastavení rozsahu. Přitom je dosažena přesnost tvaru Pt < 0,5 μm a přesnost poloměru Rad < 5 μm. Uvedený způsob kalibrace zajistí uživateli nejen korekci linearity a hrotu během několika vteřin, ale rozšiřuje jeho využitelnost z firemních profiloměrů (Form Talysurf) i na kruhoměry (Talyrond).

Programové vybavení

Další možnosti využití nabízí i programové vybavení nové řady představených přístrojů. Jedná se především o stanovení referenční polohy vřetena, které srovnáním osy X s nulovou polohou vřetena zlepšuje možnosti středění na přístrojích Talyrond 500 a Talymaster. Tak je zajištěno, že jakýkoliv posun středicích motorů je korigován podle úhlu excentricity. Uvedená korekce umožní snížit počet opakování úkonů a tím snížit čas potřebný pro středění a vyrovnání součásti. Např. pro docílení polohy s výslednou excentricitou < 0,03 μm se sníží počet potřebných kroků ze čtyř na dva. Dále program umožňuje provádět i obloukovou kalibraci stejným postupem jako u přístroje Form Talysurf. K dalším přednostem softwaru patří i možnost převádět měření na oblouku do lineární formy, tedy provádět měření tvaru vzhledem k základní ose. Tato funkce umožní např. analyzovat sklon sedla vstřikovací trysky vzhledem k ose a současně i drsnost povrchu sedla.

Detailnější charakteristika tvaru a jakosti

Přínosem inovace měřicích přístrojů Talyrond 5xx jsou i nové parametry, které zajišťují detailnější charakteristiku tvaru a jakosti kontrolovaného povrchu. K nim patří přesné stanovení kruhovitosti na více osách s možnostmi vyrovnání, posunutí a přesazení. To umožní měřit od otvoru k otvoru nebo postupovat od kruhovitosti ke kruhovitosti, určovat rozdíly v poloze osy součásti a středu kruhovitosti nebo přesazení kruhovitostí ve více řezech apod. Podobně lze podrobněji popisovat úchylky polohy a tvaru válce – přímost osy, rovnoběžnost os dvou válců, kolmost osy válce k rovině, příp. pravoúhlost osy ve zvolené výšce apod.

Talyrond 500 – měření oběžné dráhy ložiska (a). Jedním měřením je kontrolována kruhovitost (b), tvar (c), drsnost povrchu a harmonické úchylky.

Modernizovaná řada měřicích přístrojů Talyrond 5xx, určená pro kontrolu kruhovitosti, tvaru a textury povrchu, nabízí rychlá a rozsáhlá měření v jedné operaci. Provozní ověřování ve výrobě válečkových i kuličkových ložisek, palivových trysek a čerpadel potvrdila hlavní metrologickou přednost novinky – jeden měřicí přístroj zajistí výraznou úsporu času a nákladů.

Ing. Zdeněk Novák

znovak@upcmail.cz

Imeco

imeco@imeco.cz
www.imeco.cz

Reklama
Související články
Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Průmysl 4.0 v praxi

Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

Akademici a (nejen) technika

Spolupráce akademické a komerční sféry. Těchto pět slov v sobě bez nadsázky zahrnuje budoucí prosperitu naší země. Akademická sféra, včetně univerzit, totiž disponuje vynikajícími mozky, jejichž práce však byla v minulosti často „jen“ výzkumem pro poznání. Přitom na kvalitní výzkum je potřeba stále větší množství financí a těch se dnes často nedostává. Komerční sféra naopak financemi disponuje, ale aby ustála zesilující tlak konkurence, potřebuje získávat další a další know-how čili právě výsledky výzkumu. V čem je úhel pohledu na tuto problematiku z obou stran stejný a v čem se liší?

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Metrology 4.0 - zní to dobře, ale co to je?

Digitalizace, Průmysl 4.0 a další. To jsou všudypřítomné pojmy moderního průmyslového odvětví. Objevují se další a další metody, přístupy a teorie, které hledají recept na řešení současných výzev průmyslové výroby - optimalizace procesu výroby, náhrada nedostupné pracovní síly, plynulý management vstupů a výstupů, zajištění vysoké kvality produkce a další.

Moderní kontrola jakosti povrchu Metrology 4.0

Rozvoj a inovace výrobních metod a prostředků vyžaduje měřicí i hodnoticí techniku na odpovídající úrovni. Přední výrobci měřicí techniky se proto zaměřují na komplexní rozvoj metrologie. Výsledkem pokroku v rozsahu, přesnosti i rozlišení měření, zvětšování univerzálnosti aplikace, vyšší automatizace i uplatnění moderních výrobních metod je progresivní metrologický systém Metrology 4.0.

Zvýšení přesnosti a univerzálnosti měření charakteristik povrchu

K úspěšnosti předního výrobce měřicí techniky společnosti Taylor Hobson Ltd., Velká Británie, kterou v České republice a na Slovensku zastupuje firma Imeco TH, s.r.o., přispívá i těsná spolupráce s uživateli a reakce na současné potřeby průmyslu. Taylor Hobson se proto zaměřil na dominantní prvky výrobních procesů, které jsou rozhodující pro řízení kvality v přesném průmyslu. Poslední vývoj měřicí techniky pro měření charakteristik povrchu přinesl několik novinek, které najdou uplatnění tam, kde přesnost, rychlost a univerzálnost prostředků kontroly hrají klíčovou roli.

Modernizace hodnocení textury a tvaru povrchu

Ve vývoji technologií měření a hodnocení kvality funkčních povrchů jsou nepřetržitě rozvíjeny a uplatňovány nové metody zpracování změřených dat, které mají zajistit co nejdokonalejší prakticky využitelnou charakteristiku zkoumaného povrchu.

Pokrokové 3D měření a hodnocení povrchu

Vývoj měřicí techniky kontrolující jakost povrchu součástí je dlouhodobě zaměřen na zvyšování technické úrovně výrobků i procesů jejich zhotovování, jako je přesnost nebo rychlost měření. Současně ovšem akcentuje i požadavky uživatelů a potřeby trhu, které často rozšiřují aplikační možnosti uplatnění a ekonomickou efektivnost kontroly. Příkladem může být zvyšování úrovně univerzálnosti metod měření nebo srovnatelnosti výsledků získaných dotykovou a bezdotykovou metodou kontroly povrchu.

Novinky v kontrole textury a tvaru povrchu

Rozvoj metrologických metod a prostředků kontroly jakosti povrchu posunuje kupředu nejen úroveň znalostí o vlastnostech povrchu, ale i vztahu mezi charakteristikou povrchu a jeho připraveností pro předpokládanou funkci. Přední výrobce měřící techniky Taylor Hobson, jenž je na tuzemském trhu zastupován firmou Imeco TH představil následující novinky v kontrole a hodnocení vlastností povrchu.

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.

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