Témata
Reklama

Snadné měření geometrie

Systém Gepard švýcarské firmy Raytec Systems je vysoce přesný laserový měřicí přístroj vybavený nejmodernější optikou a elektronikou k velmi přesnému proměřování geometrie v průmyslu a laboratořích.

Laserový systém Gepard je vybaven mechanikou a softwarem, které jsou vytvořeny se zřetelem na snadnost použití. Samotný přístroj se pak skládá z laserového vysílače s integrovanou mikrojustáží pro jemné nastavení paprsku, z laserového přijímače, který je spojen přes PC Data Modul s PC nebo notebookem (tj. s vyhodnocovací elektronikou), a z dalších komponent, jako je pentagonální hranol, dálkové ovládání apod.
Laserový vysílač i přijímač mají tvar kostek, které stačí položit na měřený objekt. Laserový vysílač se zpravidla ustaví do optimálního směru a přijímač se postupně přemísťuje do jednotlivých měřicích bodů ve směru osy Z.
Přístroj využívá moderní elektronické prvky. Je malý a lehký. Má malou spotřebu energie a vysílač i přijímač jsou napájeny ze samostatných vložených akumulátorů. Nejsou spojeny se sítí žádným napájecím kabelem. Přijímač může předávat data do PC Data Modulu podle volby při koupi přístroje buď optickým kabelem, nebo rádiovým přenosem. V případě rádiového přenosu odpadá i informační kabel, práce je příjemná a rychlá.
Propracovaný program WIN-Gepard, pracující pod Windows 95, 98 a NT 4.0, umožňuje uživateli rychle a kvalifikovaně měřit výše vyjmenované základní geometrické úlohy s podporou počítačového zpracování naměřených hodnot, možností využití statistických funkcí, možností archivace naměřených hodnot a tisku protokolů podle norem ISO.
Reklama
Reklama
Reklama

Laserový vysílač

Laserový vysílač je vysoce stabilní polovodičový laser. Je napájen akumulátorem Li-Ion, který umožňuje až 30hodinový provoz. Pro přesné nastavení směru paprsku jsou na zadní straně vysílače dva imbusové seřizovací šrouby. Slouží pro naklápění paprsku ve směrech XY o ( 1,5°, aby se dosáhlo optimálního nastavení optické osy.
Laser přístroje spadá do ochranné třídy 2. To znamená, že smí být v provozu bez zvláštních ochranných opatření. Lasery třídy 2 vyzařují ve viditelném spektru a dávají trvale výkon nanejvýše 1 mW. Přímý pohled do paprsku vyvolá silné oslnění, nevede však k poškození zraku i bez ochrany očí optickými ochrannými prostředky. Průměr svazku světla z vysílače je 5 mm až do vzdálenosti 20 m.

Laserový přijímač

Laserový přijímač je přesný optoelektronický přijímač, který tvoří ve spojení s laserovým vysílačem systém pro proměřování geometrie. Napájí se vloženým lithioiontovým akumulátorem, který umožňuje až 6hodinový provoz. S využitím druhého náhradního akumulátoru, který je součástí základní dodávky, lze pracovat nepřetržitě 12 hodin.
Hlavní částí přijímače je citlivá matrice snímače Position Sensitive Detector (PSD) a zesilovací a vyhodnocovací elektronika. Matrice má u typu Gepard 5 rozměr 10 x 10 mm. Laserový svazek dopadá na matrici přes matnici, takže příčný měřicí rozsah v osách X, Y je 5 x 5 mm. Příčný měřicí rozsah typu Gepard 30 je 20 x 20 mm.
Elektronika vyhodnocuje polohu laserového svazku na matrici snímače. Srdcem elektroniky je procesor Digital Signal Procesor (DSP). Programy umožňují procesoru DSP zpracovávat signály a filtrovat a linearizovat měřené hodnoty. DSP využívá další programy k řízení a kontrole snímače a dále k datové komunikaci s nadřízenou vyhodnocovací jednotkou. Vnitřní kalibrační tabulka slouží k linearizaci detektoru polohy, a tím k dosažení vynikající linearity měření. Rozlišení typu Gepard 5 je 0,1 (m a typu Gepard 30 je1 (m.

PC Data Modul

PC Data Modul přijímá z přijímače laserového paprsku naměřená data buď ve formě optických signálů dvoužilovým světlovodným kabelem nebo bezdrátově ve formě rádiových signálů. Signály zpracovává dále na elektrické signály kompatibilní s nadřízenou vyhodnocovací jednotkou. Pomocí nich komunikuje s počítačem PC nebo notebookem, ze kterého je i napájen.
Jestliže se přijímač Gepard použije pro měření na elektromechanicky poháněném systému ve směru osy Z, lze spouštět načítání měřených hodnot pomocí řízení pohonu. K tomuto účelu se využije vstupní port Trigger na PC Data Modulu.

Pentagonální hranol

Pro proměření rovnoběžnosti a pravoúhlosti slouží přesný pentagonální hranol. Ten přesně a s vysokou reprodukovatelností odklání laserový paprsek o 90°. Nepřesnost natočení hranolu kolem osy má na úhel odklonu zanedbatelný vliv, jak je vidět na příslušném obrázku. Natočení hranolu kolem osy dopadajícího svazku je ovšem rozhodující pro směr vystupujícího svazku, který musí dopadat na snímač (senzor) přijímače v celé dráze osy Z podél vystupujícího svazku.

Dálkové ovládání

Ovládací ruční jednotka se namíří na infračervené čidlo na zadní straně laserového přijímače, který plní povely "nastavení systému", "jednotlivé měření", "předcházející měřicí bod", "následující měřicí bod". Lithiová baterie zajišťuje funkce ruční jednotky 7 let.

Nastavení systému

Před vlastním měřením je zapotřebí seřídit laser tak, aby každý měřený bod ležel v měřicím rozsahu přijímače. Velmi rychlou pomůckou je funkce "polohování" v softwaru WIN-Gepard. Při spuštění této funkce je zaznamenávána poloha paprsku graficky a číselně. Vysílač a pentagonální hranol se podle informace na displeji ručně seřídí. Není nutné nastavení paprsku na střed přijímače přesnější než ( 1,5 mm, přístroj nepřesnost automaticky kompenzuje.

Měření přímosti

S minimálním časovým nárokem na nastavení systému a pomocí několika stisků tlačítek k uložení měřených hodnot získáme během několika minut měření s velkou vypovídací hodnotou. Zobrazovací grafika ukáže uživateli kvalitativně i kvantitativně průběh přímosti ve směru horizontálním i vertikálním.
Z výsledku měření lze odvodit korekce extrémních hodnot. Měřicí systém podporuje tuto práci tak, že se korekce zobrazují on line. Zobrazení je velmi dobrá pomůcka pro kontrolu vedení při "zaškrabávání".

Metodika měření přímosti

Zadá se délka osy tvaru proměřovaného objektu a počet měřicích bodů. Ručně nebo pohonem osy se přijímač postupně přesune do vypočítaných poloh Z. Z měřených bodů (MP) se pomocí metody nejmenších čtverců vytvoří regresní přímka. Uživatel potřebuje zjistit odchylky přímosti od nulové přímky, která je ve středu skutečného tvaru objektu. Aby se uživateli mohly přesně zobrazit odchylky proměřovaného objektu od nulové přímky, musí se měřené hodnoty kompenzovat o přesazení a a úhel (. Regresní přímka se tak natočí a posune a stane se nulovou přímkou měřeného objektu. Díky tomu je odečítání jednoduché. V každém měřeném bodě je vidět odchylku objektu oproti nulové přímce.

Metodika měření rovnoběžnosti

Vysílač je ustaven v pravém úhlu k prvnímu měřenému objektu a pentagonální hranol odklání paprsek přesně o 90° na měřený objekt. Během seřizování vysílače a hranolu je třeba dbát na to, aby bylo dosaženo lícování paprsku laseru vzhledem k prvnímu měřenému objektu. Vztažná nulová přímka se získá jako u měření přímosti a podle ISO je základnou pro určení rovnoběžnosti druhého a dalších objektů.
Pentagonální hranol se na vystupujícím svazku z laseru posune k druhému objektu tak, aby laserový paprsek dopadal na přijímač ve všech bodech druhého objektu. Protože vysílač je součástí reference směru, zůstává na místě.
WIN-Gepard zobrazuje při měření rovnoběžnosti odchylku jednotlivých měřených bodů druhého objektu a určuje nulovou přímku druhého objektu. Úhel rovnoběžnosti je úhel obou nulových přímek.

Metodika měření kolmosti

Vysílač je ustaven ve směru osy prvního objektu. Přijímač se pohybuje nejprve podél prvního objektu a pak podél druhého, tj. měřeného objektu. Kolmost je vyjádřena jako úhel nulových přímek obou objektů. Pro přesnost měření je důležitá přesnost úhlu odklonu laserového svazku hranolem. Chyba 3´´ způsobí odchylku 5 (m na 1 m.

Příčiny chyb měření

Chyby měření způsobují vibrace a relativní pohyby budovy. Proto je vhodné umístit vysílač na stejný základ měřeného stroje nebo objektu. Nestejná teplota vzduchu na dráze paprsku způsobí ohyb laserového svazku.
Další chybou je špatné nastavení pohyblivé části objektu s přijímačem podél osy Z vzhledem k vypočítané poloze měřicího bodu. Software kompenzuje údaje šikmo nastaveného svazku za předpokladu dodržení poloh měřicích bodů. Chybu lze omezit přesnějším ustavením směru svazku podél objektu.

Aplikace

Laserový měřicí systém Gepard lze používat k měření přímosti a seřizování lineárních vedení, pravítek a loží strojů, vyrovnávání ocelových rámových konstrukcí, měření paralelity a seřízení vedení, hřídelí, válců, měření souososti uložení ložisek a vrtání a k měření dlouhodobých odchylek od deformací a průhybů. Lze jej zapojit ve strojírenství, kolejové dopravě, leteckém průmyslu a papírenství.
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 30639
Datum: 18. 06. 2003
Rubrika: Trendy / Měření
Autor:
Firmy
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.

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.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
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.

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.

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.

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.

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.

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.

Měřím, měříš, měříme…na obráběcím stroji

V moderních výrobních systémech složených z CNC obráběcích strojů je měření a kontrola nástrojů pro preventivní zajištění kvality nepostradatelná. Změřená data nástrojů nebo změřené hodnoty obrobků jsou potom použity k automatickému výpočtu kompenzačních hodnot v probíhajícím výrobním procesu. Pomocí automatické kompenzace rozměrů nástrojů nebo případnou výměnou nástrojů zůstávají výsledky obrábění stabilní.

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.

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