Témata
Reklama

Přímé frézování podle digitalizovaných dat

Výhodou digitalizace polotovaru při výrobě lisovacích nástrojů je, že kromě ušetřeného výrobního času, a tím i peněz, získáváme také plnou kontrolu nad výrobním postupem. Získaná digitální data můžeme navíc kdykoliv opakovaně použít pro novou výrobu nebo pro kontrolu kvality

Velké lisovací nástroje bývají většinou frézovány z odlitých polotovarů. Je to z důvodu úspory hmotnosti, materiálu, ale také času potřebného pro zhotovení finálního tvaru lisovacího nástroje. Metoda 3D digitalizace ve spojení s přímým obráběním polygonálního modelu může proces výroby lisovacího nástroje znatelně zefektivnit.
Reklama
Reklama
Reklama

Obrábění polotovaru

Abychom získali požadovaný polotovar pro výrobu lisovacího nástroje, musíme nejprve vyrobit model lisovacího nástroje ze Styroporu nebo jiného vytavitelného materiálu. Model získáme NC obráběním CAD dat lisovacího nástroje s uvažováním dostatečných přídavků na funkčních a technologických plochách. Takto vytvořený model se zaformuje a metodou vytavitelného modelu se vyrobí ocelový odlitek polotovaru lisovacího nástroje.
Následující operací je obrábění. Pokud máme k dispozici CAD data s informacemi o velikostech přídavků na jednotlivých plochách, můžeme začít přímo obrábět podle těchto CAD dat, neboť známe rozměry polotovaru. Pokud ale nemáme k dispozici informace o přídavcích (např. při dodávce od externí firmy), nemůžeme přesně definovat polotovar v CAM systému. V tomto případě jsme sice ušetřili materiál (neobrábíme z plného bloku), ale již ne čas. V prvních fázích totiž neobrábíme materiál polotovaru, ale pohybujeme se nad ním, čímž dochází k časovým ztrátám. Protože nelze určit okamžik, kdy nástroj začne obrábět materiál, musí být zvoleny nižší řezné podmínky, aby nedošlo k poškození nástroje při rychlém najetí do obrobku. Takovéto časové ztráty lze eliminovat využitím 3D digitalizace odlitého polotovaru.

Digitalizace polotovaru

Před vlastní digitalizací je nutné na polotovaru obrobit základní (referenční) roviny, kterými se polotovar jednoznačně ustaví na pracovní desce obráběcího stroje. Tyto roviny se také použijí pro určení výchozího souřadného systému při digitalizaci. Důležité je správné sesazení digitalizovaných dat s CAD daty pro obrábění. Výstupem z digitalizace je optimalizovaná polygonální síť ve formátu STL. Digitalizovaná data jsou následně importována do CAM systému, kde se použijí jako model výchozího polotovaru pro obrábění lisovacího nástroje. Ze získaných informací a vlastních CAD dat se v CAM systému připraví NC dráhy pro vlastní obrábění. Čas pro frézování velkých nástrojů tak lze redukovat až o 60 %.
Pro 3D digitalizaci se využívá optické měřicí zařízení Atos II XL od firmy GOM. Pomocí této technologie lze digitalizovat odlitky o rozměrech až do 5 x 3 m během dvou hodin, a to s přesností 0,1 mm. Jelikož se jedná o optickou digitalizaci, je nutné na odlitek umístit tzv. referenční značky, které mohou být magnetické nebo samolepicí papírové. Pomocí těchto značek, které systém Atos rozpozná automaticky, se skládají jednotlivé záběry do společného souřadného systému. Z těchto záběrů se nakonec vytvoří polygonální model celého dílu - polotovaru. V softwarových nástrojích tohoto systému jsou funkce pro optimalizaci polygonální sítě tak, aby její zpracování v CAM systému bylo efektivní.
Tento postup výroby lisovacího nástroje se ve spolupráci s CAM systémem Tebis osvědčil v automobilkách BMW, Mercedes a Audi. CAM systém Tebis umožňuje polygonální model dodatečně upravit, popř. dále optimalizovat. Navíc může být vypočítána optimalizovaná bezkolizní dráha nástroje s ideálními parametry obrábění. S takto připravenými CNC daty bude obrábění předvídatelné (bez ručního dolaďování), rychlé (optimalizované dráhy nástroje) a bezpečné (bezkolizní obrábění).

Měřicí zařízení ATOS II

Atos II je mobilní bezkontaktní optické 3D měřicí zařízení německé společnosti GOM. Princip měření je založen na optické triangulaci a metodě projekce pruhů světla (Fringe projection). Kromě výše uvedené aplikace lze zařízení využít pro digitalizaci jakéhokoliv jiného nástroje či objektu.
Standardní oblasti měření jsou od 35 x 28 mm do 1,2 x 0,96 m. Pro aplikaci, kterou vidíte na obrázcích, byla u zařízení Atos II rozšířena velikost oblasti měření na 1,6 x 1,2 m v každém záběru. Pro dosažení vyšší přesnosti digitalizace lze zařízení opět překalibrovat na menší oblast měření s přesností 0,01 mm (pro max. oblast měření 1,6 x 1,2 m je přesnost 0,1 mm). Kalibrace zařízení na novou oblast měření netrvá déle než 10 min. Dalšího zpřesnění digitalizace se dosáhne kombinací zařízení Atos II a Tritop (jejich kombinace se nazývá Atos II XL). Tritop je fotogrammetrické měřicí zařízení společnosti GOM, které na základě několika snímků vypočítá 3D souřadnice referenčních značek, umístěných na měřeném objektu. Tyto souřadnice referenčních bodů se pak importují do systému Atos, kde jsou použity pro skládání jednotlivých záběrů do společného souřadného systému. Přesnost digitalizace systému Atos II XL se pak pohybuje řádově v setinách milimetru. Atos II XL je optimálním řešením pro digitalizaci při vývoji nového produktu nebo pro kontrolu kvality výroby.

CAM systém Tebis

Systém Tebis zahrnuje modulární plošný CAD modelář a CAM systém, který pracuje s hybridními daty pro tříosé nebo pětiosé frézování, 2,5D vrtání a pětiosé řezáním laserem. CAD modelář mimo tvorbu plošných modelů umožňuje přímo zpracovávat digitalizovaná data a vytvářet z nich polygonální sítě. Tebis je schopen vytvořenou a upravenou polygonální síť přesně navázat na plošný model. Takto vytvořený hybridní model lze v Tebisu velice efektivně obrábět bez nutnosti dodatečných konverzí polygonální sítě. Oblast obrábění nejvíce reprezentují moduly hrubování, obrábění načisto a zbytkové obrábění. Pro nejnáročnější tvarové plochy je k dispozici souvislé pětiosé obrábění. Modul 2,5D obrábění má zahrnuty funkce pro automatizované obrábění děr. Neobvyklé u CAM systémů je například pětiosé souvislé řezání laserem. Tebis má integrován modul laserového řezání s vysokou úrovní uživatelského komfortu a snadným ovládáním. Firmy GOM a Tebis v ČR zastupuje společnost MCAE Systems, s. r. o.
Ing. Martin Tkadlčík
Reklama
Související články
Automatizované 3D měření ve strojírenské výrobě

Automatizované měřicí systémy jsou důležitým nástrojem pro efektivní kontrolu kvality výroby v průmyslových procesech. Zkrácení doby potřebné pro výzkum a vývoj, zlepšení kvality produktu a zkrácení času pro uvedení na trh – to jsou dnes požadavky číslo jedna každého průmyslového podniku.

Experimentální měření křivky mezních deformací

Doba, kdy bylo zjišťování materiálových charakteristik odkázáno pouze na konvenční metody, je již dávno pryč. Na poli napěťově-deformačního vyšetřování vzorků a komponent jsou stále častěji nasazovány nové technologie, jdoucí ruku v ruce s novými softwarovými přístupy.

Přesné měření libovolného materiálu nebo povrchu

Společnost Keyence uvedla na trh řadu konfokálních snímačů polohy CL-3000 pro vysoce přesné měření na jakémkoliv materiálu nebo povrchu. Tyto vysoce kompaktní koaxiální laserové snímače polohy pomáhají s takovými úkoly, jako je zlepšování kvality, prevence dodávek nevyhovujících dílů a zvyšování objemu výroby.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

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.

Měřicí přístroje pro efektivní výrobu

Jestliže jsou nástroje přesně zaměřeny a seřízeny ještě před samotným obráběním mimo obráběcí stroj, lze následně zkrátit vedlejší neproduktivní časy na stroji a zvýšit tak celkovou efektivitu výroby. Přístroje pro měření a seřizování nástrojů mohou v samotném procesu třískového obrábění zajistit zvýšení produktivity až o 25 %, a to při velmi dobrém poměru cena/výkon. Úspěšné obrábění tedy vyžaduje nejen výkonné stroje, ale i přesně seřízené nástroje.

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.

Revoluční linka pro měření kvality

Je to takový český "americký sen". Začínal jako soustružník, dnes Miroslav Dušek vlastní strojírenskou firmu s mnohamilionovým obratem. Láska k poctivému řemeslu se u něj potkává s vynalézavostí, která ho nyní dovedla k vývoji revoluční linky pro měření kvality.

Vestavné přístroje pro měření v silnoproudé síti

Řadou vestavných přístrojů SIRAX se doplňují přístroje s vysokým výkonem SINEAX a završují tak portfolio v této oblasti. Přístroje série SIRAX se vyznačují základní funkčností převodníku elektrických veličin za dodržení velmi dobrého poměru cena/výkon. Přístroje BM1200 a BM1400 představují jednoduché a cenově výhodné monitory silnoproudé sítě. Pro vyšší stupeň vizualizace a komfortnější koncept obsluhy jsou vhodné multifunkční monitorovací přístroje, které byly označeny MM1200 a MM1400, jsou vybaveny TFT displejem a lze je na základě přehledného menu též konfigurovat.

Měření energie je důležité ve všech oborech

Spotřeba a ve velké míře i kvalita energií je v poslední době stále více sledovanou veličinou. Měřicími systémy od přehledových měřičů spotřeby až po systémy, kde je měření, zobrazování, ukládání a grafické prezentování veličin integrováno do větších systémů lze získávat přehled o spotřebě kdykoli je to potřeba.

Průmysl 4.0 v měření aneb Kvalita 4.0

V souvislosti s postupující mírou digitalizace a automatizace výroby se často hovoří o Průmyslu 4.0 neboli čtvrté průmyslové revoluci. Tento trend se pochopitelně nevyhýbá ani oboru měření. Objevuje se dokonce nový pojem – Kvalita 4.0. Co si pod tím představit?

Ochrana provozních měřidel tlaku před mechanickým namáháním

Při měření tlaku v potrubních systémech a v nádobách se setkáváme s nepříznivými mechanickými vlivy, které mají původ v měřeném procesu. Jedná se o tlakové rázy, pulzace, otřesy či vibrace, a někdy také o přetížení nad rámec měřicího rozsahu přístroje. Pulzace tlaku v potrubí zpravidla pochází od čerpadel, případně od rotujících míchadel v nádobách. Tlakové rázy jsou způsobovány setrvačností sloupce kapaliny pohybující se v potrubí; na jejich vzniku se podílí i činnost ventilů a škrticích orgánů. Destruktivní účinky mohou mít i bubliny par a plynů v tekutině proudící přes ventily. Otřesy a vibrace jsou způsobovány zpravidla rotujícími částmi strojů, prouděním tekutin, pulzacemi a tlakovými rázy v potrubí. Tento článek si klade za cíl shrnout způsoby, jak lze tlakoměry před uvedenými vlivy ochránit.

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