Témata
Reklama

Technologie seřizování nástrojů laserem

Laserové systémy pro seřizování nástrojů a detekci poškozených nástrojů se v posledních několika letech staly běžným vybavením CNC obráběcích strojů. Výrobci i uživatelé strojů si uvědomují výhody přesného seřízení sady nástrojů a rychlé informace o stavu nástroje během obrábění. Výhoda je zřejmá zejména u malých nástrojů, které nelze měřit pomocí tradičních kontaktních sond.

Systémy první generace trpěly některými omezeními. Zejména kvůli nízké odolnosti proti vlivům prostředí vyžadovaly častý zásah obsluhy. Způsob montáže a technické provedení navíc omezovalo počet typů strojů, které mohly být vybaveny laserovou sondou. Tyto nástrojové sondy tak byly určeny zejména pro stroje vyšších cenových kategorií.

Reklama
Reklama
Reklama
Laserový paprsek přerušený nástrojem

Nová generace bezkontaktních nástrojových sond od společnosti Renishaw představuje vysoce spolehlivé, přesné a flexibilní řešení pro měření nástrojů.

Bezkontaktní nástrojové sondy využívají laserový paprsek procházející mezi vysílačem a přijímačem paprsku. Obě části systému jsou umístěny na stole stroje nebo po jeho stranách tak, aby byl zajištěn vzájemný relativní pohyb nástroje k laseru nejméně ve dvou osách a aby současně všechny nástroje mohly dojet až k paprsku. Při průchodu nástroje laserovým paprskem dojde k jeho přerušení. V okamžiku přerušení paprsku jsou zaznamenány hodnoty na odměřovacích pravítkách stroje a z těchto údajů je vypočten aktuální rozměr nástroje.

Bezkontaktní systémy lze rovněž využít k detekci poškozených nástrojů. Jedná se o měřicí rutinu, během níž je nástroj rychloposuvem napolohován do místa, ve kterém by špička nepoškozeného nástroje měla způsobit přerušení laserového paprsku. Jestliže do přijímače dopadne světlo, břit nástroje určitě chybí.

První generace laserových systémů využívá laserového paprsku zaostřeného do určitého bodu mezi vysílačem a přijímačem

Jaké výhody přináší bezkontaktní měření nástrojů oproti tradičním kontaktním metodám:

  • kratší cyklus měření – nástroje mohou být polohovány do prostoru sondy k měření bez rizika poškození;
  • nástroje jsou měřeny při skutečných otáčkách, měření tedy eliminuje vliv házení nástroje nebo nepřesnosti v upínání nástroje;
  • velmi malé, choulostivé nástroje mohou být měřeny bez rizika poškození nebo opotřebení vlivem měření;
  • detekce poškozených nástrojů je prováděna za vysokých rychlostí a zvyšuje důvěru v proces obrábění v bezobslužných provozech;
  • bezkontaktní sonda může měřit každý břit vícebřitých nástrojů;
  • ustavení nástrojů přímo na stroji eliminuje chyby obsluhy stroje a umožňuje monitorovat a kompenzovat teplotní dilatace vřetena stroje.

Nevýhody první generace laserových sond

První generace laserových sond využívala laserový paprsek zaostřený do pevně definovaného bodu mezi vysílačem a přijímačem. Ve skutečnosti paprsek není perfektně zaostřen do jednoho bodu. Paprsek se postupně zužuje, aby těsně v okolí definovaného bodu dosáhl velikosti, v níž lze korektně zjistit velikost nástroje. Přesnost měření se však mění se změnou vzdálenosti mezi vysílačem a přijímačem. Toto optické schéma je tedy velmi náročné na přesnost instalace sondy.

Systémy Renishaw využívají laserový paprsek zúžený pomocí technologie MicroHole. Přijímač filtruje množství dopadajícího světla a na detektor dopadá velmi úzký paralelní světlený paprsek.

Největší nevýhodou tohoto způsobu měření je nízká flexibilita. Tyto systémy byly konstruovány k měření v jediném místě, zatímco kdekoliv jinde v délce paprsku je přesnost měření nespolehlivá. Nevýhoda se projevuje zejména na velkých strojích, kde polohování nástroje do určitého místa paprsku prodlužuje čas cyklu měření.

Další nevýhodou je potřeba velmi přesného vycentrování paprsku do středu štěrbiny přijímače. Množství světla dopadajícího na detektor přijímače určuje okamžik sepnutí sondy. Jakékoliv znatelné vyosení paprsku způsobuje výpadek funkce zařízení. Tyto požadavky na přesnost seřízení vedou k dlouhým přípravným časům při instalaci a pomalému seřizování při provozu.

Nová generace bezkontaktních sond

Nová generace bezkontaktních sond využívá optické schéma s paralelním paprskem procházejícím miniaturními stěrbinami na jednotkách vysílače a přijímače. Štěrbina MicroHole na vysílači definuje tvar a velikost paprsku, který se jako každé světlo se zvětšující se vzdáleností rozšiřuje. Druhá štěrbina MicroHole na jednotce přijímače omezuje světlo, které dopadá na detektor přijímače. Jedná se o efektivní způsob jak maximálně zúžit laserový paprsek a dosáhnout tak přesného změření rozměru. Pomocí štěrbin MicroHole je z celkového množství dopadajícího světla eliminována jen ta část, která skutečně tvoří jádro paprsku; toto jádro se označuje jako efektivní měřicí paprsek.

Seřízení sondy s takto definovaným paprskem je rychlé a snadné, zejména proto, že jednotky vysílače a přijímače díky technologii MicroHole nevyžadují složité ustavování. Díky tomu lze jednotky umístit do vzdálenosti až 5m!

Všechny měřicí systémy mohou poskytovat přesné výsledky, pouze pokud byla provedena počáteční kalibrace systému a nástroje jsou v běžném provozu měřeny za stejných podmínek, za jakých byla provedena kalibrace (velikost posuvu, otáček, poloha nástroje vzhledem k paprsku). Zatímco konvenční laserové systémy první generace poskytovaly opakovatelné měření pouze v jediném bodu, systémy Renishaw umožňují měřit nástroj kdekoliv po celé délce paprsku. Optimalizací bodu měření může uživatel významně zkrátit délku měřicího cyklu a ušetřit drahocenný strojní čas.

V příštím vydání najdete pokračování tohoto článku popisující vnitřní uspořádání systému a ochranu proti vlivům prostředí.

Ing. Josef Sláma

josef.slama@Renishaw.com

Renishaw

www.renishaw.com

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 80729
Datum: 09. 07. 2008
Rubrika: Výroba / Měření
Autor:
Firmy
Související články
Kontrola rotačních součástek v sériové výrobě

Hřídelové a kotoučové součástky patří k nejrozšířenějším ve strojírenství. S nástupem elektromobility jejich podíl zřejmě ještě poroste. Sériová výroba běžně pracuje v sekundovém taktu, a stejně tak rychlá musí být nově i kontrolní technika. Stoprocentní kontrola se již stává samozřejmostí.

Plováčkové průtokoměry na olej

Výrobou přístrojů pro polní instrumentaci se dlouhodobě a úspěšně zabývá celosvětově působící společnost Kobold Messring. Do jejího hlavního programu patří průtokoměry, teploměry, hladinoměry a tlakoměry.

Jak dokonale měřit průtok

Pro měření průtoků v průmyslových závodech nebo pro testování složení protékající tekutiny dnes existuje řada snímačů průtoku a průtokoměrů, které lze použít v nejrůznějších pracovních prostředích. Mnohé z nich pocházejí z dílny společnosti Kobold Messring GmbH.

Související články
Střípky ze svátku metrologie

Ještě před letošním svátkem metrologů, jenž se slaví 20. května, se konala tradiční metrologická událost světového rozsahu – veletrh Control v německém Stuttgartu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Optický CMM skener

Firma Creaform letos v dubnu představila nový model 3D skeneru MetraScan 3D, který díky svým inovacím a parametrům nastavuje nový standard v oblasti metrologie a laserového 3D skenování.

Expimer - expresní zařízení pro rychlé stanovení materiálových vlastností

Expimer, prezentovaná instrumentovaná měřicí soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou, může být alternativním způsobem, jak rychle definovat materiálové vlastnosti. Celý proces spočívá v tom, že na základě parametrů získaných v průběhu makroprocesu automatizovaného vtlačovaní indentoru kulového tvaru (ABI) do povrchu materiálu bez porušení konstrukce, lze rychle zjistit požadované materiálové vlastnosti. Tato metoda je jedinečná vzhledem k jednoduchosti, rychlosti vyhodnocení, manipulovatelnosti a užitečnosti pro stanovení mechanických vlastnosti materiálů během jejich vývoje, výroby a zejména v pracovních podmínkách provozu.

Multisenzorová souhra - měřicí stroje s pevným portálem

Po mnoho let se souřadnicové měřicí stroje společnosti Werth Messtechnik GmbH osvědčují při měření s více snímači umístěnými na dvou nezávislých osách. Nebezpečí kolize mezi snímačem a obrobkem se tak podstatně sníží, protože senzory, které nejsou používány, jsou zasunuty.

Měření a korekce chyb obráběcího stroje ve výrobním procesu

Vlivem kolísání teplot ztrácejí obráběcí stroje svoji přesnost. Již rozdíl několika málo stupňů vede k nedodržení požadovaných výrobních tolerancí. Pro zvládnutí tepelné roztažnosti částí stroje se dosud používají nákladná klimatizační zařízení. Fraunhofer Institut – IPT jde nyní jinou cestou: nová měřicí technika zjišťuje deformaci stroje a koriguje chyby přímo během jeho práce.

Měřicí technika na Control 2015

Letošního stuttgartského mezinárodního veletrhu Control 2015, zaměřeného na problematiku kvality, se účastnilo na 917 vystavovatelů. Jejich setkání s návštěvníky dokumentovalo novinkami a inovovanými technologiemi současnou úroveň dané oblasti, ale bylo inspirativní také pro další rozvoj oboru.

Sondy pod lupou

Pro koupi jakéhokoliv produktu platí jednoduché pravidlo: Hledáme produkt s nejlepším poměrem výkon/cena. Zatímco srovnání cen je triviální matematickou záležitostí, porovnat výkon produktu, respektive jeho přidanou hodnotu, bývá někdy složité.

Komplexní hodnocení jakosti povrchu

Význam stavu povrchů ve strojírenské praxi je znám již mnoho let. Z tohoto důvodu vznikly pro jejich popis, snímání a hodnocení obecně platná pravidla a metodiky, které se promítly do příslušných norem s obecně známými parametry drsnosti povrchu (Ra, Rz apod.). Pohled na drsnost bývá ovšem ve většině těchto případů pouze profilový - v jedné řezové rovině -, což způsobuje nemožnost objektivního podchycení všech jeho vlastností ve všech směrech (tj. v ploše). Proto vznikají způsoby komplexnějšího snímání - převážně optického v podobě 3D skenů -, ke kterým je nutné odpovídajícím přístupem vytvořit další parametry a metodiky pro jejich objektivní hodnocení.

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.

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.

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