Témata
Reklama

Proč osazovat obráběcí stroj ještě nějakými sondami?

08. 10. 2003

Na sklonku letošního července byla naše redakce pozvána do výrobního závodu jedné z předních světových firem zabývající se metrologií - firmy Renishaw. Důvod pozvání do prostor bývalého mlýna a přilehlých budov na okraji Wotton-under-Edge, nacházející se dvě hodiny cesty automobilem z Londýna, byl "prostý": Co nového bude firma presentovat na výstavě EMO Miláno

Když v roce 1973 zakládali pánové David McMurtry a John Deer, odborníci v oblasti konstrukce a vývoje leteckých motorů, firmu Renishaw, určitě je nenapadlo, že hlavním kamenem úrazu osvěty doprovázené při nabízení jejich budoucí produktů bude právě otázka uvedená v názvu tohoto článku. Samozřejmě, zkušenosti v této oblasti měli, vždy jejich intuice, tolik potřebná v návrhu tak strojírensky ožehavé záležitosti, jakou je právě letecký motor stroje Concorde, jim pomohla vybudovat světově konkurenční firmu. Ale pojďme se přesvědčit o faktu, který bude dané tvrzení, resp. pochybnost, vyvracet...
Reklama
Reklama
Reklama

Východisko z nouzového řešení

Každý výrobní technolog ví o tom, že průběh výrobního času tvoří vlastní obrábění s 55% celkového času, 35% obsluha stroje věnuje ustavení nástroje, obrobku či celkové kontrole a zbývajících 10% času je zastoupeno ostatními obslužnými časy. A právě těch 45% se stává jeho noční můrou. Prostoje a nepřesnost. To jsou jeho dva největší pracovní nepřátelé (o kvalitním personálním "zajištění" nemluvě). Vždyť nevýrobní činnosti spotřebovávají čas a prostředky a nepřesnosti ve výrobě znamenají vícenáklady na následné opravy. Stroj, který si uživatel koupil na leasing, se musí točit 24 hodin denně, 365 dní v roce a to s minimálními nevýrobními časy. Po zralé úvaze všech možných aspektů se noční můra začne postupně proměňovat v reálné řešení se světlým koncem. Osadit stroj měřicí sondou, která je schopna snížit prostoje a nepřesnost z původních 45% na konečných cca. 20%. A aby měl zvídavý technolog o čem přemýšlet při cestě na EMO do Milána, předkládáme mu dopředu výběr dvou nových tipů sond, které v expozici firmy Renishaw může shlédnout.

Laserové ustavování nástrojů

Systém NC4 nabízí vysoce opakovatelné ustavování nástrojů, přičemž vzdálenost mezi vysílačem a přijímačem paprsku může být až 5 metrů. Nástroje i velmi malých průměrů (0,2 mm) mohou být měřeny v kterémkoli zvoleném bodě podél celé délky laserového paprsku. Detekce poškození nástrojů pak může být prováděna i u nástrojů o průměru až 0,05 mm. Velmi kompaktní provedení vysílací i přijímací jednotky (o průměru pouhých 30 mm a výšce 35 mm) umožňuje použít systém NC4 pro rychlé bezkontaktní ustavování nástrojů a detekci poškozených nástrojů i tam, kde použití takových aplikací nebylo dříve vhodné.
Před uvedením systému NC4 byly bezkontaktní systémy ustavování nástrojů s některými obráběcími stroji nekompatibilní (kvůli rozměrům či konfiguraci stroje) a mohly být instalovány pouze s omezením dráhy osy nebo použitím složitých a drahých nastavovacích mechanismů. Systém NC4 tyto potíže překonává. Nevyžaduje žádné omezení výkonu stroje a nabízí veškeré výhody bezkontaktního ustavování. Je také velmi vhodný k dodatečným instalacím na již provozované stroje.

Snímání s rádiovým přenosem

Jako první na světě představuje společnost Renishaw snímací systém pro obráběcí stroje využívající rádiovou technologii FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum (rozšíření frekvenčního spektra přepínáním kmitočtu). Inspekční sondy se u CNC obráběcích strojů používají ke zjišťování polohy a orientace obrobků během ustavování nebo ke snímání rozměrů a polohy důležitých prvků z důvodu kontroly a řízení procesu. Při snímání se sonda dotýká řady nespojitých bodů na povrchu obrobku. Každý kontakt doteku sondy s povrchem obrobku generuje spínací signál. Tento signál je předáván do řídicího systému stroje, kde dojde k zaznamenání a vyhodnocení polohy stroje v daném okamžiku.
Nová inspekční sonda RMP60 je díky malému průměru 63 mm a délce 76 mm nejkratší dostupnou rádiovou sondou, jež může být s úspěchem použita u nejširšího spektra strojů. Sondou RMP60 lze tedy snímat plochy opracované nejkratšími nástroji v zásobníku nástrojů, a to i v případech, kdy by delší sondy mohly být omezovány horní hranicí osy Z stroje. Sonda RMP60 a k ní příslušející nový přijímač RMI byly vyvinuty na základě bohatých zkušeností s dodáváním řady prověřených produktů s pevně přiděleným kanálem rádiového přenosu, mezi něž patří např. snímací systémy MP16 a MP18.

Skenování na souřadnicových měřicích strojích

Vedle snímacích sond pro obráběcí stroje firma Renishaw též vyvíjí a vyrábí snímací systémy pro souřadnicové měřicí stroje.
Při vyšších rychlostech skenování omezuje dynamika stroje přesnost měření, takže se stává překážkou rychlého měření. Skenování se od snímání spínacími dotekovými sondami liší. Dynamické chování stroje s ohledem na setrvačné zatížení je zde totiž mnohem důležitější než statické. Vede k deformacím konstrukce, které jsou velmi obtížně předvídatelné. Konvenční skenovací systémy dosahují přesnosti pomalým pohybem. Takový postup však snižuje produktivitu měření. Ve společnosti Renishaw bývá tato problematika označována jako dynamické překážky přesnosti. Výrobci souřadnicových měřicích strojů se tradičně zaměřují na výrobu strojů, které dokáží přesně změřit polohu velkého množství jednotlivých bodů. Tuto schopnost vyjadřuje specifikace statické přesnosti stroje. Podobně se i výrobci sond soustředili na výrobu opakovatelných snímačů, které by taková měření usnadňovaly. Tato problematika je sice i nadále velmi důležitá, avšak skenování ve svém vývoji urazilo kus cesty a zabývá se dalším faktorem - setrvačnými silami. Při měření jednotlivých bodů je význam těchto setrvačných sil obvykle zanedbatelný. Při skenování jsou však akcelerace a tedy setrvačné zatížení takřka všudypřítomné. Se zvýšením rychlosti, narůstá i akcelerace. Přesněji řečeno, akcelerace narůstá mnohem rychleji a k její změně dochází se čtvercem rychlosti skenování, typicky po zakřivené dráze. Setrvačné síly jsou při nízkých rychlostech nepatrné - a právě v tomto nízkorychlostním pásmu musí pracovat konvenční skenovací systémy, jež nejsou vybaveny žádnou formou dynamické kompenzace. Se vzrůstající rychlostí získávají dynamické síly u těchto systémů rychle převahu nad měřicím výkonem. Většina souřadnicových měřicích strojů však pracuje ve výrobním prostředí, kde je doba měření důležitá. Bylo by nesporně velkou výhodou, kdyby bylo možné měření uskutečnit rychleji.
Nová patentovaná měřicí technika Renscan DC (Dynamic Compensation) společnosti Renishaw umožňuje uživatelům souřadnicových měřicích strojů právě měření za mimořádně vysokých rychlostí s přesností, jež byla dříve dosažitelná pouze při nízkých rychlostech. Systém Renscan DC může být použit v kombinaci s jakoukoli skenovací sondou Renishaw, což umožňuje jeho použití u celé řady souřadnicových měřicích strojů včetně těch, jež dříve nebyly k vysokorychlostnímu skenování přizpůsobeny. Tento systém je založen na využití rozměrové kompenzační metody umožňující kompenzaci dynamických chyb měření, k nimž dochází při vysokorychlostním skenování. Tyto kompenzace jsou snadno odvozovány prostřednictvím jednoduchého procesu měření každého rozměru součásti při použití dvou rozdílných rychlostí skenování - nízké a vysoké.
Princip systému Renscan DC spočívá ve skutečnosti, že ačkoli jsou dynamické chyby jen těžko předvídatelné, jsou obvykle opakovatelné. Po účinném "zmapování" dynamických chyb odvozených pro každý rozměr dílce mohou být další obrobky přesně změřeny při vysokých rychlostech za předpokladu, že mají stejné jmenovité rozměry a na stroji jsou umístěny ve stejné poloze. Díky této přizpůsobivosti stroji i měřicí úloze je tento systém vysoce flexibilní metodou zajišťující zvýšení výkonu měření na souřadnicových měřicích strojích.

120 hodin týdně

Ve výrobním závodě firmy Renishaw jsme měli možnost na vlastní oči vidět proces výroby různých typů snímacích sond. A jak nám při procházení výrobními halami řekl ředitel divize obráběcích strojů pan Colin Price, nepřetržitá 24 hodinová výroba 5 dní v týdnu je zde opravdu nepostradatelná. Vždyť se zde na jedno upnutí vyrábí na 200 až 250 tisíc součástek měsíčně (5000 odlišných typů) při zmetkovitosti nižší než 2,5%. Tento obrovský počet součástek jak do počtu, tak i do rozmanitosti, si vyžaduje na 800 měsíčních přeřízení strojů. Objemná výroba se uskutečňuje na 45 ks. CNC obráběcích center v sériovém provozu, kdy jedna osoba obsluhuje 4 stroje a na 11 CNC centrech a konvenčních strojích v kusové výrobě.
Pro minimalizaci časového ustavení obrobku a řezných nástrojů byl zde vyvinut systém RAMTIC (Renishaw Automated Miling, Turning and Inspection Centre). Jak sám název napovídá, jedná se o zásobník nástrojů, polotovarů obrobků a vzorového kontrolního obrobku s automatickým cyklem provozu. Hlavním důvodem zavedení tohoto sytému bylo dle slov pana Priceho především zvýšení produktivity výroby o 300 %, nezanedbatelná je i možnost používání "levnějších" obráběcích strojů a plnohodnotná zpětná kontrola obrobků díky vloženému kontrolnímu kusu v systému. Systém RAMTIC umožňuje u jednoho stroje ve složitějších výrobních operací až max. 48 hodin bezobslužného provozu.
Wotton-under-Edge, Gloucestershire, U. K.

Firma Renishaw, fakta a data

Již 30 let společnost Renishaw dodává své produkty výrobcům na celém světě, čímž defacto napomáhá zvyšovat produktivitu a zlepšovat kvalitu výrobků v prostředí stále se zvyšující konkurence výrobců. Za poslední finanční období 01/02 docílila obratu více než 160 milionů EUR, přičemž do výzkumu věnovala 19% z této částky. Export tvořil více než 90% produkce. Pod hlavičkou Renishaw pracuje cca. 1600 zaměstnanců, z nichž 80% v závodech v Anglii a to v oblastech od výzkumu a vývoje, až po výrobu a prodej. Zastoupení má ve více než 25 zemí světa (výroba je soustřeďována pouze v Anglii). Své výrobky dodává především do automobilového a leteckého průmyslu, avšak v poslední době rostou její aktivity i v medicíně (zubařství), elektronice a výrobě polovodičů. Za svoji historii obdržela devět ocenění Queens Awards z ruky britské královny a to za export (5x), technologie (3x) a obchodní aktivity (1x).
Reklama
Vydání #10
Kód článku: 31039
Datum: 08. 10. 2003
Rubrika: Servis / EMO 2003
Autor:
Firmy
Související články
Kompozitní materiály z přírodních zdrojů

Veřejnost se stále více snaží být environmentálně odpovědnou. Ani napříč odvětvími průmyslu tomu není jinak. V oblasti kompozitních materiálů můžeme v posledních letech sledovat stále častější tendence využívat přírodní materiály jako náhradu konvenčních syntetických produktů. Roste poptávka po vláknech na rostlinné bázi (například vláknech ze lnu, konopí nebo sisalu) a tyto materiály získávají významný podíl na celkové produkci kompozitních výrobků.

Promluvy Štefana Kassaye: Protiřečení na denním pořádku

Kolem nás, u nás, všude, kde existuje život, se každou vteřinu odehrávají miliony událostí, které zasahují jednotlivce, komunity, státy. Rostou nepokoje, protesty a skandování, pouliční bitvy, rebelie. Systémy budované člověkem v sílící zlovůli a vlivem ničivých výroků se řadu let dostávají do úpadku. Jsme svědky válečných konfliktů, nových a nových hrozících válek.

Promluvy Štefana Kassaye: Devalvace vědy vědeckou komunikací?

Užívání cizích slov v běžné řeči ještě nikoho neudělá vědcem ani to nepovýší jeho společenskou úroveň. Přesto má člověk, kromě běžné výměny názorů, svůj záměr, kterému odpovídá i příslušný komunikační styl. Pochopitelně, že vysoce uznávaná osobnost chce mít možnost být šiřitelem svých vlastních názorů.

Související články
Co přinese rok 2024 v oblasti automatizace?

Řada otřesů v posledních několika letech předznamenala novou éru zvýšených geopolitických a ekonomických rizik. Výrobci jsou nuceni k tomu, aby do obchodních modelů začlenili odolnost a flexibilitu a aby přehodnotili globální dodavatelské řetězce a vztahy. Zároveň stoupá tlak na začlenění principů ESG do rozhodování o provozu (tato zkratka z anglických slov environment, social a governance označuje vliv firmy na životní prostředí, pracovní podmínky ve firmě a její vliv na společnost, celkové fungování firmy uvnitř i navenek a její transparentnost).

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Promluvy Štefana Kassaye: S novým rokem nové příležitosti

Milý úsměv již z dálky prozrazuje dobrou náladu Janka, mého přítele z dětství. Září radostí, z byť i náhodného setkání. „Štefane, víš, co všechno mě čeká? Tvrdá robota. Počínaje prvním pracovním dnem.“ Řekne mi hned na uvítanou. Jeníček toho má vždy dost na práci. Zlepšovací návrhy, inovace… A navíc, jako představitel podniku, svým dobře míněným posláním oplývá nesmírným zájmem o vše kolem. Chce šířit dobro, a pomáhat lidem realizovat jejich předsevzetí. Není to ale vždy tak jednoduché, vnější svět ovlivňuje ten náš vnitřní. Například, když byl prezentován vládní program, vyslechli jsme různá vyjádření, často i extrémní. Projevoval se určitý osobnostní intelekt. A jak dny plynou, až příliš často odkrývají znova rozdané karty. Do státní ekonomiky pronikají politické názory, a ekonomika je součástí podnikání.

Jak ušetřit za energie: Využijte odpadní teplo

Řada průmyslových provozů využívá různé technologie, při nichž vzniká velké množství odpadního tepla. Tato draze získaná energie často uniká bez užitku, například ve formě odvodu horkých spalin komínem. Na druhé straně teplo potřebujeme na ohřívání vody nebo na vytápění. K tomu, abychom unikající teplo zadrželi a využili je tam, kde je ho potřeba, slouží technologie zpětného získávání neboli rekuperace tepelné energie.

Promluvy Štefana Kassaye: Sváteční gratulace ve znamení umělé inteligence

O průmyslových revolucích se toho již mnoho napsalo. Na toto téma jsme vyslechli na půdě Intercedu přednášku profesora Klause Mainzera, prezidenta Evropské akademie věd a umění, při příležitosti podepsání memoranda s vytyčením nosných bodů o šíření vědy a vzdělávání.

Promluvy Štefana Kassaye: Medializace není propagace

Ohniska nepokojů ve světě, nečekané politické zvraty, dokonce přeměny státních útvarů, nejenže mají dopady na podnikatelské prostředí, ale vyžadují zásadní změny i uvnitř podniků. Situace ovlivňuje navazování nových obchodně-ekonomických vztahů, a tím i přehodnocování stávajících a připravovaných kapacit podniku.

Promluvy Štefana Kassaye: Období ekonomické nestability

Budoucnost nedokážeme dokonale předvídat, ale získanými zkušenostmi jsme schopni rozpoznávat akceptovatelné, a naopak pro budoucnost nežádoucí, a orientovat se na jejich rozhraní. Můžeme přinášet nové podněty, můžeme se poučit ze světového bohatství, nových objevů, vynálezů a jejich aplikací pro lepší budoucnost. To samé predikuje možnosti zapojovat se do projektů mezinárodního vzdělávacího systému, který v různých profesionálních seskupeních představují prominentní lektoři, vědci a odborníci z praxe.

Promluvy Štefana Kassaye: Je možné se obejít bez léků?

Odpovědi na otázku v titulku tohoto podcastu by mohly být různorodé. Dosud nevíme o možnostech přesné definice zdraví. Ale předpokládám, že mnozí z nás by to i považovali za absurdní. Už jen proto, že zdraví každého jedince je odvislé od celé řady vlivů, které na něho neustále působí.

Promluvy Štefana Kassaye: Jak jen ty dny letí!

Skutečně. Každý má svůj čas vyměřený. Paralela jeho odpočtu na ciferníkových hodinkách mě vede k ohlédnutí po tom, co jsem udělal před několika lety, co jsem udělal dnes. Myšlenky se mi ubírají směrem k pokračující práci na díle Trilogie. Jak z jeho názvu vyplívá, rodí se tři knihy, které mi nedají spát. A čas letí! Bilancuji nad tím, jak tato časově náročná práce osloví čtenáře, kolik z nich si přečte tuto promluvu, kolik posluchačů vyslechne její zvukovou verzi.

Promluvy Štefana Kassaye: V „trmě vrmě“ není každý den stejný

Již brzké ráno ukáže, jaký by měl být dnešní den. Každopádně by neměl záviset pouze na počasí. Člověk by měl již večer myslet na to, co je nevyhnutelně nutné předem zvládnout a promyslet. Zda má vše po ruce, aby následující den přinesl požadované ovoce. S osobním důrazem na to, že je součástí týmu, za který je zodpovědný a jehož členové vytvářejí na sebe navazující dílčí cíle..

Made in Česko: Kde rostou srdce laserů

Že se dá pěstovat kdeco, je jasné – žampiony ve sklepě počínaje a vzácnou orchidejí konče. A není vůbec vyloučeno, že se snadno stanete světově proslulými pěstiteli. Stačí, aby vaše orchidej chytila nějak výjimečnou, netypickou barvu nebo byla větší než jiné, a je to, budete v novinách a stanete se světově známým pěstitelem. Existuje však jedno pěstování, které na hobby úrovni realizovat a dosáhnout v něm světového věhlasu nelze. Jde o pěstování monokrystalů pro vědu, výzkum, inovace a průmysl.

Modulárne mikrofabriky a modulárne roboty

V sieti Inovato vzniklo medzinárodné zoskupenie, ktoré vyvíja koncept modulárnej mikrofabriky. Mikrofabrika je malé až stredne veľké, vysoko automatizované a technologicky vyspelé výrobné zoskupenie so širokou škálou procesných možností. Mikrofabrika vyžaduje menej energie, menej materiálu a malú pracovnú silu, a to vďaka high-tech automatizovaným procesom.

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