Do budoucna jedině trojrozměrně

Multisenzorový souřadnicový měřicí přístroj kombinovaný s metodou počítačové tomografie umožňuje bezdotykovou analýzu konstrukčních dílů s přesností v řádu mikrometrů. Srovnání nominálních dat se skutečností resp. mezi CAD-daty a tomograficky stanovenými daty umožňuje rozpoznat problematické zóny na konstrukčních dílech, aniž by bylo nutné vytvářet speciální měřicí body. Veškeré odchylky se zobrazí s barevným odlišením a lze je rychle rozpoznat.

Pro zajištění kvality svých produktů pro rozměrovou kontrolu geometrií a analýzy materiálů používá firma  Harting, Espelkamp (výroba konektorů pro přenos energie, signálu a dat, technika pro připojení spotřebičů, síťových komponentů a systémových kabelů) stroj Tomoscope HV 500 od firmy Werth Messtechnik, Gießen. Souřadnicový měřicí přístroj se senzorem pro počítačovou tomografií se používá především k nedestruktivní analýze konformity vedoucí k optimalizaci výroby. Jeho uvedení v podniku doprovázel Stephan Middelkamp z týmu pro strategický vývoj technologií. „S pomocí počítačové tomografie ulevíme naší stávající měřicí technice. Kromě toho je tento postup někdy rychlejší než obvyklá souřadnicová měřící technika a poskytuje další dodatečné informace. Dlouhodobě budeme přestavovat celý operační řetězec na 3D datové struktury. To se týká také zajištění kvality. Rentgenovou tomografií lze provádět i nezbytné trojrozměrné kontroly.“ Pro pořízení byla však rozhodující především přesnost měření přístroje. Musí být zajištěna přesnost v řádu několika mikrometrů. „Přezkoušeli jsme to jak s pomocí standardních kalibračních etalonů, tak u našich vlastních konstrukčních dílů zkušebním měřením.“ Stejně tak může podnik s daným zařízením měřit filigránové konektory (<1 cm) i velké pláště kabelů, které jsou dlouhé skoro půl metru.

Vhodné pro měření a analytické úkoly

V současnosti se měřicí přístroj používá ze dvou třetin pro úkoly měření a z jedné třetiny pro analýzy. „Měření“ znamená, že jsou zachycovány povrchy plášťů a konektorů a zjišťovány příslušné rozměry (délka, rádius). Pokud musejí být ještě předem vyhotoveny brusy, na nichž mají být poté zjišťovány rozměry vnitřních komor, nechají se napřed vyhotovit řezy odpovídající takovému výbrusu. To znamená jasně menší náklady. Navíc může být rovina řezu posunuta digitálně. „Kde byla dříve kvůli nákladům používána pouze jedna rovina brusu k zajištění kvality, můžeme teď bez dalších nákladů na měření měřit v libovolném počtu úrovní. Jediné dodatečné náklady spočívají v následném zpracování informací,“ vysvětluje Middelkamp.

Pod „analýzou“ se v podniku rozumí v první řadě kontroly provázející vývoj, při nichž je aktuální díl posuzován nedestruktivně. Jako příklad poslouží přezkoušení těsnosti a kontroly vývoje zalévací hmoty: s pomocí tomografického skenu a analýzy lze zjistit, zda se plnící materiál rozptýlil správně, nebo zda se v plastu či hliníkové slitině nenachází dutina. Vždy je podle výsledku možné optimalizovat formu nástroje nebo parametry vstřikování.

Snadná obsluha a vyhodnocení

Manipulace s měřicím zařízením je snadná. Obsluha nemusí provádět žádné nastavování, ale může díl postavit bezprostředně na otočný stůl, který se nachází mezi zdrojem rentgenového paprsku a detektorem. Poté se navolí v uživatelském rozhraní softwaru Winwerth požadované zvětšení a eventuálně rastrování, v němž budou dílčí obrazy dílu zachyceny a následně sestaveny do jednoho objemu. Rastrování bude používáno u dlouhých podélných zásuvných lišt. Ty budou vertikálně upnuty, oddíl po oddílu naskenovány a přesně sestaveny do kompletního obrazu. Tím bude dosaženo vysokého rozlišení a přesnosti.

Zahajuje-li obsluha rentgenování, bude zaznamenáno volitelné množství snímků v různých pozicích rotace. Následně provede software 3D rekonstrukci jednotlivých snímků do kompletního 3D snímku, který popisuje celkovou geometrii dílu jak uvnitř, tak zvenčí. Výsledkem jsou naměřené údaje s přesností v řádu mikrometrů, které znázorňují každý detail dílu a je možné je vyhodnotit mnoha různými způsoby.

Ideální zkušební protokol

Typickou oblastí použití je zkušební protokol, sloužící ke schválení produktu. K tomuto účelu dodávají vývojoví pracovníci prototypový vzorek produktu s výkresem a CAD-daty. Po naskenování dílu se provádí srovnání nominálních dat se skutečností vycházející z dodaných dat a barevného znázornění produktu, rovněž se provádí analýza dutin. Následně se měří kontrolní rozměry a výsledek se dokumentuje ve zkušebním protokolu. Posouzení rozměru poté záleží na vývojových pracovnících, kteří uvolnili díl při pozitivním posudku pro sériovou výrobu.

Jako doplnění k měřením, při nichž jsou stanovovány exaktní hodnoty, nabízí software možnost zmiňovaného srovnání nominálních dat se skutečností, které se také označuje jako barevné znázornění odchylek mezi nominální a skutečnou geometrií. Model CAD se načte do měřicího softwaru a proloží se jím tomograficky zjištěná data. Dle barevných polí může uživatel na první pohled rozpoznat odlišná místa či jiné problematické zóny, aniž by je nějak speciálně měřil. Toto znázornění může sloužit jako podklad pro korekci nástřikového zařízení. Daná metoda je nápomocná také při rychlé kontrole krytů, které vykazují hrubé tolerované rozměry jako třeba poloměry, jejichž přesný rozměr není pro funkci rozhodující.

Moderní měřicí technologie se zaplatí

„Dle mého názoru spočívá největší výhoda v tom, že s tímto novým přístrojem díky rychlému měření v různých úrovních získám podstatně více informací o celém dílu. Toho mohu využít ve prospěch vyšší kvality,“ říká Middelkamp. Ale slibuje si od toho také další dlouhodobé přínosy. Například při měření velikých forem pro odlévání pod tlakem, u nichž se kvůli opotřebení musely používat přístroje relativně často. Každý jeden až dva roky se táž forma opět kontroluje, protože byl použitý nový přístroj. Pokud se proto jednou napíše měřicí program, může se v případě potřeby znovu použít, „což přirozeně šetří čas“, poznamenává. „U izolačních těles z plastu pozorujeme ještě další pozitivní efekty. Kvůli četným vnitřním komorám musíme zaznamenávat rozměry a umístění. U rentgenu je možné měření pohodlně duplikovat.“ Kromě toho jsou často zařízení pro nastřikování plastů vyhotovena se čtyř nebo osminásobnými dutinami, k čemuž lze měřicí program použít vícekrát.



Zpět na výpis článků