Témata
Reklama

Výroba s přesností na mikrometry

Pokud jde o přesnost a rychlost měření, tuzemské firmy mají co dohánět. Jsou často extrémně konzervativní a modernizaci se urputně brání. O tom, čeho se průmyslové podniky obávají a jak lze měřit s přesností na mikrometry a zkrátit čas měření o polovinu, je rozhovor se Štěpánem Mlezivou ze společnosti Renishaw. Ten patří mezi přední odborníky na souřadnicové měřicí stroje.

Co považujete za největší posun v průmyslovém měření za poslední dekádu?

Je to jednoznačně odklon od tříosého měření a nástup pětiosých technologií. Výrazně zkracují dobu měření, jsou přesnější a navíc dokážou celý proces podstatně zjednodušit. Ve srovnání s tříosými systémy se časová úspora takového systému může pohybovat až okolo 59 %.

Štěpán Mleziva, expert na souřadnicové měřicí stroje ze společnosti Renishaw. (Zdroj: Renishaw)

Proč je pětiosá technologie o tolik rychlejší?

Klasické tříosé měřicí stroje jsou robustní a vlastní měření probíhá pohybem stroje. Upnutí obrobku pro správné měření může být složité, a proto i zdlouhavé. U pětiosého systému flexibilní měřicí hlava vykonává rychlé rotační pohyby, takže sonda se snadno dostane téměř všude a měření může probíhat pouze pohybem hlavy. Upnutí dílu je proto mnohem snazší. Přesnost a výkon měření zde zajišťuje sonda RSP2, která je vybavena špičkovou laserovou technologií „tip sensing“.

Reklama
Reklama
Reklama

Takže ta zásadní inovace spočívá ve flexibilitě hlavy?

Pětiosé skenování umožňuje nejen volný pohyb měřicí hlavy, ale měření je i plynulejší. Konstrukce stroje se při měření pohybem hlavy nepohybuje a tím pádem nevznikají dynamické vlivy tvořené vlastním pohybem stroje. Proto je možné dosáhnout extrémně vysoké rychlosti skenování, aniž by byla ovlivněna přesnost. U tříosých systémů je přesnosti dosaženo pouze při nízkých rychlostech posuvu.

Pětiosé skenování umožňuje volný pohyb měřicí hlavy, která snadno kopíruje povrch dílce. Měření je tak plynulejší a rychlejší. Sonda na obrázku měří lopatku turbíny. (Zdroj: Renishaw)

Jakou časovou úsporu si pod tím lze v praxi představit: sekundy, minuty?

Uspoří se i desítky minut na jeden dílec v závislosti na typu obrobku. Třeba tříosé měření skříně převodovky trvá 35 minut a hlavy válců 38 minut, při pětiosém se doba zkrátí na 15 minut, respektive na 13 minut.

Je to jenom tím, že hlava skenuje rychleji?

Celý proces se zrychlí: kalibrace doteků, upnutí dílce, rychlost skenování a zaznamenání dat. Typický příklad z nedávné návštěvy u výrobce turbín. Na změření jednoho z dílců tříosou metodou bylo třeba osmi konfigurací, což znamená přibližně 20 doteků sondy, což zabralo 15 minut. Do toho nepočítám čas na kalibraci sondy. Při pětiosém skenování se počet konfigurací snížil na pouhé dvě, takže čas měření se zkrátil na 10 minut. Úspora času se liší u jednotlivých typů dílců. Navíc se tak dá sloučit několik měřicích stanovišť do jednoho, typicky měření rozměrů a drsnosti povrchu, což ušetří nejen místo, ale i kapacitu odborné obsluhy.

Při přesném měření bloku motoru (obr. nahoře) pohybem po šroubovici se nejvíce projeví výhody pětiosého měření. S přesnosti na mikrometry změří i velmi složité tvary v řádech minut bez nutnosti složitého upínání obrobku. Stejně tak je možné přeměřit i jednotlivé lopatky turbíny (obr. níže). (Zdroj: Renishaw)

Tím, že pracovník měřením stráví méně času, předpokládám.

Nejen to, namísto několika velmi kvalifikovaných pracovníků je třeba jen jeden, a navíc stačí, aby byl krátce zaškolený. U tradičního tříosého měření představuje největší výzvu upnutí měřeného dílce tak, aby se daly potřebné rozměry změřit. K tomu je potřeba nejen kvalifikace, ale i zkušenosti. U pětiosého měření díky volně pohyblivé hlavě upnutí dílce nepředstavuje obtížný úkol. Ještě více času a lidského času se dá ušetřit, pokud se k pětiosému systému přidá měření zmiňované drsnosti povrchu.

Dají se kromě rozměrů a drsnosti přidat i další možnosti měření?

Ano, multisenzorové měřicí přístroje umožňují automaticky měnit snímací moduly. Kromě měření drsnosti povrchu také například ultrazvukové měření tloušťky materiálu nebo bezkontaktní skenování a kontrolu strukturovaným světlem. Výhodou je zkrácení doby měření, navíc se ušetří i více než polovina potřebného prostoru a pracovní kapacita jednoho pracovníka (viz ilustrace níže).

Ilustrace znázorňuje rozdíly mezi tříosým a pětiosým měřením. Hlavním benefitem přechodu na pětiosé měření je úspora místa a pracovní síly v kombinaci s měřením drsnosti povrchu. (Zdroj: Renishaw)

Ve vší úctě to zní tak trochu jako zázrak z produkce teleshoppingu…

Pravděpodobně to dělá obdobný dojem i na průmyslové firmy, které možnosti pětiosého měření zvažují. Nechtějí tomu věřit. Myslí si, že v jejich případě by to nefungovalo a že jejich výroba na to není připravená či vhodná. Nejvíce se obávají naprogramování měření. Po nějaké době ale prozřou a k tradičnímu měření se již nechtějí vracet.

Co je nakonec přesvědčí?

Praktické srovnání. Řekneme jim, ať nám dají jejich nejsložitější obrobek a zítra ať se k nám přijdou podívat, jak rychle obrobek dokážeme změřit. Díky tomu se přesvědčí, že pětiosé měření není žádná raketová věda, že to zvládne každý. Rychlost a přesnost měření je většinou ohromí. Jediným „ale“ může být pro někoho cena, která je vyšší než u klasických tříosých systémů.

Rozumím, ale vzhledem k té úspoře se to asi vyplatí. Jak je tato technologie v ČR rozšířena?

Tuzemské průmyslové firmy jsou v tomto ohledu extrémně konzervativní. Ale lepší se to, před deseti lety jsme v ČR prodali zhruba jednotky za rok, dnes to jsou desítky.

Cože? To mi přijde docela málo, vezmu-li v potaz zmiňované výhody. Nemůže za to právě vyšší cena?

Cena není vysoká, pokud zvážíme návratnost často již během prvního roku. Za největší překážku považuji zmiňovaný až nezdravě konzervativní přístup. Firmy jsou něco léta zvyklé dělat, funguje to a nechtějí zaběhnuté systémy měnit, bojí se, že zmiňované výhody jsou pěkné jen na papíře a v praxi to tak nebude fungovat. Jakmile jim ale ukážeme, že to opravdu funguje, tak ten technologický upgrade udělají. Mnohdy je k tomu donutí i okolnosti, například větší nároky na přesnost či nedostatek kvalifikovaných pracovníků.

Jak moc se změnily požadavky na přesnost?

Zjednodušeně řečeno: před dekádou se měřilo s tolerancí desítek mikronů, nyní to jsou jednotky. Současné požadavky vývojářů představují obrovskou výzvu pro výrobu i výstupní kontrolu. Týká se to hlavně výroby s vysokou přidanou hodnotou, tedy kompletace turbín, motorů, statorů a podobně. Tam nároky na přesnost rostou.

Pětiosé měření listů turbíny. (Zdroj: Renishaw)

Není měření na mikrometry přehnané?

To je bohužel častým předmětem konfliktů mezi vývojem, výrobou a výstupní kontrolou. Projektant navrhne výrobek s tolerancí na mikrony a pro výrobu to může znamenat extrémně náročný úkol na hranici proveditelnosti. Výstupní kontrola může mít problém tuto toleranci i změřit. To znamená podstatně zvýšené náklady na výrobu. Pokud taková přesnost nemá zásadní význam, je třeba tolerance upravit. Proto by měly všechny tři strany, tedy vývoj, výroba a kontrola kvality, spolu mluvit.

Reklama

Dotknou se vyšší nároky na přesnost i tuzemských firem?

Rozhodně se to dotkne těch, která vyrábějí s vyšší přidanou hodnotou, tedy finalizují obrobky určené například pro automobilový nebo letecký průmysl. Vyšší nároky na přesnost vyžaduje také přechod na elektromobilitu: motory, statory, převodovky a skříně pro elektromobily jsou náročnější na přesnost v porovnání se spalovací technologií. Dobrou zprávou je, že zvyšující se zájem o pětiosé měření ukazuje, že v ČR roste počet firem, které vyrábějí špičkové produkty, na které tradiční tříosé měření již nestačí.

Děkuji za rozhovor.


Zpracováno redakcí dle tiskové zprávy společnosti Renishaw.

Související články
Vysoce přesná válečková vedení pro bezhrotou brusku

Nová bezhrotá bruska Tschudin Cube 350 využívá válečková vedení NSK řady RA s nízkým třením a vysokou tuhostí, která pomáhají vytvářet vynikající úroveň kvality povrchu obrobků. Bruska Cube 350 od firmy Tschudin pracuje metodou bezhrotého broušení válcových ploch a díky inovaci konstrukce umožňuje instalovat několik strojů těsně vedle sebe. Kromě vysoké přesnosti umožňuje stroj dosáhnout velmi krátké doby seřízení při změně produkce, což umožňuje nákladově výhodné obrábění malých sérií obrobků.

Související články
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Dotykové sondy ve výrobě nadzvukových letadel

Osmnáct let po ukončení provozu nadzvukového dopravního letadla Concorde se zdá, že by se na nebi mohly opět objevit supersonické stroje pro komerční přepravu cestujících. Nákup těchto letadel plánuje několik leteckých společností. Výrobu umožní měřicí technologie nové generace.

Frézování o mistra ČR

Kdysi dávno jsem poprvé viděla nástup národních týmů do velké soutěže WorldSkills a absolutně mi to vyrazilo dech. Nechápala jsem a v úžasu hleděla, že ty ovace a gejzír nekontrolovaných emocí patří skutečně mladým lidem, kteří reprezentují svoji zemi a ukazují zručnost, a přitom tohle není žádné profesionální sportovní utkání, ale přehlídka odborných dovedností a řemesel! 

Lineární vedení se zvýšenou trvanlivostí

Společnost NSK nabízí dvě nové řady lineárních vedení, jež ve srovnání s konvenčními alternativami dosahují až dvojnásobné trvanlivosti. Tohoto výsledku bylo dosaženo mimo jiné díky použití speciálního materiálu a jeho tepelného zpracování, které zvyšuje dynamickou únosnost.

Kontrola štítků a ověřování čárových kódů

Efektivněji sledovat štítky na produktech a obalech umožňuje systém kontroly a ověřování čárových kódů řady V275 integrovaný v tiskárnách od společnosti Omron. V celé řadě odvětvích, jako je např. potravinářství nebo automotive je nezbytná dobrá sledovatelnost pro docílení správných údajů na štítcích, jejich jasné čitelnosti a skutečnosti, že budou obsahovat čárové kódy splňující stanovené standardy kvality.

Bourání bariér automatizace pětiosého obrábění

Pětiosý stroj je z hlediska programování a vedení nástroje komplexnější než jednoduché tříosé obráběcí centrum. Proto také řešení automatizace u pětiosých strojů je nelehký oříšek. Společnost Mazak díky nové generaci strojů s inovativním automatizačním řešením a modernizaci softwaru dokázala pokořit i tuto metu.

Stolní hra pro nevidomé a moderní technologie

Originální desková stolní hra Labyront je určena pro nevidomé hráče, ale hrát ji může každý. Hra má poměrně jednoduchá pravidla, při její výrobě jsou však použity moderní technologie. Formu pro výrobu haptické hrací desky tvůrci navrhovali pomocí CAD/CAM softwaru, figurky a hrací kostky se tisknou na 3D tiskárnách.

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