Témata
Reklama

Odměřovací systémy a jejich vliv na přesnost

Na obráběcí stroje jsou kladeny stále vyšší a vyšší požadavky na rychlost, přesnost a kvalitu obráběných součástí. Proces obrábění ovlivňuje mnoho faktorů a jedním z nich je kvalita pohonů jednotlivých os, které pohybují obráběcím nástrojem.

Pohon osy je tvořen řídicím systémem, regulátorem, motorem, pohybovým mechanismem a odměřovacím systémem. Každý z těchto prvků má vliv na výsledné vlastnosti osy.

Reklama
Reklama

Odměřovací systémy

V následujících odstavcích se v krátkosti podíváme na odměřovací systémy. Ty by se mohly rozdělit do několika kategorií. Asi nejzákladnější je rozdělení na přímé a nepřímé odměřování. U nepřímého odměřování se neodměřuje poloha pohybující se části obráběcího stroje přímo, ale pouze poloha pohybového mechanismu, např. úhel natočení kuličkového šroubu. Tento způsob odměřování se používá u méně náročných aplikací nebo u os, které mají malé zdvihy. Velkou nevýhodou je, že přesnost dosažené polohy je ovlivněna zejména teplotními dilatacemi pohybových mechanismů a nepřesností vložených převodů. Na druhé straně je konstrukční řešení osy s nepřímým odměřováním jednodušší a tím i levnější, neboť využívá odměřování zabudované v motoru osy a nemusí se vytvářet další konstrukční prvky pro jeho připevnění.

Konstrukční uspořádání nepřímého odměřování

Odměřování přímé

Pro zvýšení přesnosti a eliminaci nedostatků nepřímého odměřování se používají odměřování přímá, tj. odměřovací systémy jsou přímo namontovány na pohybujících se částech strojů. Umisťují se co nejblíže pohybujícímu se nástroji, aby se vyloučily teplotní dilatace konstrukce. Toto řešení je však konstrukčně náročnější a ve svém důsledku i dražší.

Přímé odměřování stolu obráběcího centra

Druh signálu

Dalším hlediskem, jak posuzovat odměřování, je druh signálu, který odměřovací systém poskytuje jako informaci o poloze. Může být buď inkrementální, nebo absolutní. U inkrementálního odměřování dostává řídicí systém informaci ve formě impulzů, které počítá od pevně stanovené polohy, referenční polohy. Po zapnutí stroje se nejprve musí najet referenční body ve všech osách, aby se inicializoval souřadný systém, až potom je stroj připraven k práci. Absolutní odměřování naopak poskytuje řídicímu systému okamžitě po zapnutí informaci o poloze os stroje vzhledem k souřadnému systému stroje. Tato vlastnost má významnou výhodu v tom, že se zkracuje čas přípravy stroje k obrábění, a zejména u pětiosých strojů umožňuje lépe opustit kolizní stavy okamžitě po zapnutí stroje, bez najíždění do referenčních bodů.

Systémy odměřování můžeme dělit také na základě fyzikálního principu získávání informace o poloze. Jedná se zejména o odměřování indukční, magnetické a optické.

Odměřování vřetena přímé – indukční


Odměřování vřetena přímé – magnetické


Odměřování vřetena nepřímé – optické

Citlivá a jemná zařízení

Odměřovací systémy jsou jemná zařízení, která jsou citlivá na mechanická namáhání, vibrace, znečistění apod. Většinou jsou chráněny kryty proti poškození. Vhodné a dostatečně robustní upevnění zajišťuje, aby se na ně nepřenášely vibrace stroje. Významná je též ochrana proti znečistění otevřených systémů (lineárních snímačů polohy). Ta se zajišťuje přivedením čistého stlačeného vzduchu buď do tělesa snímače, nebo jezdce. Proudící vzduch zabrání pronikání nečistot a kondenzaci par uvnitř snímače.

Přívod stlačeného vzduchu do tělesa snímače a jezdce

Konstrukce stroje

Výsledná přesnost polohování os je též ovlivněna konstrukcí stroje, výrobními nepřesnostmi a nepřesností samotných odměřovacích systémů. Pro dosažení zvýšené přednosti strojů se ještě s výhodou využívají vlastnosti řídicích systémů, které umožňují zbývající nepřesnosti eliminovat. Stroje se v závěrečné fázi montáže změří laserem a zjištěné nepřesnosti se zanesou do korekčních tabulek, se kterými řídicí systém pracuje při výpočtu požadované polohy os.

Měření stroje laserem

Vzhledem k tomu, že tento článek má omezený rozsah, popisuje pouze stručně základní vlastnosti a druhy odměřovacích systémů, které se používají na obráběcích strojích.

Ing. Miroslav Kopal
Kovosvit MAS
simova@kovosvit.cz
www.kovosvit.cz

Reklama
Vydání #3
Kód článku: 130341
Datum: 12. 03. 2013
Rubrika: Trendy / Metalurgie
Autor:
Firmy
Související články
Indukční LVDT snímače

Výrobce přesných snímačů vzdálenosti a polohy, společnost Micro-Epsilon vyvinula novou, cenově výhodnou řadu indukčních LVDT snímačů, které jsou ideální pro střední až vysoko objemové OEM projekty.

Pyramida produktivního procesu - nastavení procesu

V minulém čísle bylo pojednáno o tom, že nejdůležitější je příprava a seřízení stroje, v tomto článku bude vysvětleno nastavení procesu před začátkem obrábění.

Automatická kontrola stavu víceosých obráběcích strojů

Zařízení AxiSet Check-Up od společnosti Renishaw představuje nákladově efektivní řešení pro kontrolu vyrovnání a polohy v rotačních osách. Během pouhých několika minut mohou uživatelé pětiosých obráběcích center a víceúlohových soustružnicko-obráběcích strojů zjistit a podat zprávu o špatném vyrovnání a geometrii stroje.

Související články
Nová dimenze kalibrace strojů

Trac-Cal představuje revoluční metodu prostorové kalibrace a verifikace měřících přístrojů a obráběcích strojů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

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.

Obrobkové sondy a úskalí jejich použití

Téměř většina z nově vyrobených, zejména pak sofistikovaných obráběcích strojů, je dnes vybavena obrobkovými měřícími sondami. V uživatelských návodech k těmto sondám se lze dočíst o tom, jakými přínosy je jejich nasazení ve výrobě ohledně efektivnosti, snižování vedlejších časů při mezioperačních a finálních kontrolách obrobků atd. Ano, to vše je pravdou, nicméně i měřící sondy mají svá úskalí - tak jako ostatně každé jiné měřící zařízení.

Zvyšování užitné hodnoty obráběcích a tvářecích strojů

Konkurence v oboru prodeje obráběcích strojů je velká a všechny firmy hledají způsob, jak nabídnout koncovému uživateli vyšší užitnou hodnotu. Tato užitná hodnota se posuzuje podle parametrů koncové výrobní technologie (přesnost, jakost, produktivita, celkové náklady) a pro výrobce obráběcích strojů je to jeden z bodů, kde mohou technickými znalostmi a inovacemi ovlivnit svou konkurenceschopnost na trhu.

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.

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.

Termostabilní koncept obráběcích strojů - 1. část

Termostabilní koncept obráběcích strojů firmy Okuma je systém regulace či chcete-li potlačování dilatací stroje způsobených změnami teploty jeho struktury. I když změny teploty je možné omezit vhodnou konstrukcí stroje, nelze jim zcela zabránit. Stroj pracuje v určitém prostředí, které obecně nemá konstantní teplotu.

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.

Lze zastavit časový rozvoj opotřebení řezných nástrojů?

Je to noční můra výrobců řezných materiálů, ale sen jejich uživatelů. Ve své podstatě již Taylorovy konstanty cT vyjadřují velkoryse čas obrábění řeznou rychlostí 1 m.min-1 (řádově 109÷1013). Ten však představuje v extrémním případě fantastických 19 milionů let obrábění – 24 hodin denně, 365 dnů v roce. To se však nestane, protože se nástroj zničí mnohem dříve jinými mechanismy opotřebení.

Upnutí obrobku ovlivňuje přesnost a produktivitu obrábění

Přesnost a produktivitu obrábění ovlivňuje mnoho faktorů. Svůj podíl na výsledku má typ a vlastnosti použitého obráběcího stroje, volba nástrojů a řezných podmínek, zvolená strategie obrábění a v neposlední řadě i způsob upnutí a vyrovnání dílce před obráběním. V některých specifických případech je volba upnutí klíčovým faktorem pro realizaci celé technologie v požadovaných parametrech.

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