Gyorsan, pontosan, megbízhatóan: mindez már megoldható a modern méréstechnikai megoldásokkal. De sikerülhet mindez rugalmas működés mellett is?
A modern gyártástechnika öt trendet különböztet meg (gyorsaság, pontosság, megbízhatóság, rugalmasság és rendszerszintű szemlélet), amelyek meghatározzák egy adott vállalkozás versenyképességét. Sorozatunk ezt az öt trendet járja körül méréstechnikai szemszögből. A sorozat negyedik részében Mohai Tamás, a Werth Magyarország Kft. műszaki specialistája a rugalmasság kérdését járja körül.
A sorozat első részét itt, a második részét itt, a harmadik részét pedig itt olvashatja.
Általánosságban mi mondható el: specializálódnak a mérőeszközök adott alkalmazásokra, anyagokra, vagy univerzálódnak, egyre több feladatot próbálnak lefedni a gyártók?
Mohai Tamás: Inkább ez utóbbi figyelhető meg. A mérőeszközgyártók nem akarnak egyedi fejlesztéseket elindítani, hanem olyan megoldásokon dolgoznak, amelyek számos mérési feladatban használhatók. Vannak azonban a méréstechnikában is olyan cégek – ilyen az általunk képviselt DW Fritz is –, amelyek egy-egy alkatrészcsoport mérésére specializálódnak. Ebben is van gazdaságossági szempont, hiszen egy ilyen mérőrendszerhez nem szükséges egy átfogó funkcionalitású mérőszoftver kifejlesztése.
Hogyan teljesítenek rugalmassági szempontból az egyes mérőrendszerek?
Rugalmassági szempontból a lézerszkennerek és a strukturált fényű szkennerek teljesítenek a legrosszabban, mert ezekkel nem lehetséges a kicsi vagy éppen belső geometriák mérése. Ezután következnek a képfeldolgozásos optikai koordináta-mérőgépek, mert a mérhetőség itt is nagyban függ a munkadarab geometriai tulajdonságaitól.
A tapintós mérőeszközök már jobban kezelik a komplex geometriákat, hiszen léteznek 0,3 mm átmérőjű rubin tapintócsúccsal felszerelt modellek is, itt legfeljebb a munkadarab anyaga szabhat korlátot a tapintóerőnek. A CAD-modellek alapján történő programozás révén az az akadály is eltűnt, hogy amit a gépkezelő szabad szemmel nem vett ki, azt a tapintást nem is tudta betanítani a mérőgépnek. Ez tovább növelte a tisztán tapintó mérőgépek rugalmasságát. Rugalmasság szempontjából a multiszenzoros mérőgépek a bajnokok, hiszen ezek lényege éppen az univerzalitás: amit nem tudok megmérni az egyik mérési eljárással, arra ott van két másik.
Hogyan működnek a multiszenzoros koordináta-mérőgépek?
A különféle szenzorokat általában a Z tengelyre telepítik, egymástól fix pozícióban. A gép egy referenciaetalont is tartalmaz, amit minden szenzor be tud mérni, és az egyes szenzorok centrális pontjai közötti X, Y és Z offszetkoordináták kiszámíthatók. A különféle szenzorokkal végzett mérések egymáshoz képest kiértékelhetők.
Más esetekben a szenzorokat nem egy Z tengelyre telepítik, hanem a gép több Z tengellyel rendelkezik, és mindegyik tengely egy vagy több szenzort tartalmaz, de a működési elv itt is hasonló.
A beszerzés előtt végiggondolják az ügyfelek, hogy az adott mérőrendszer a későbbi esetleges gyártási változásokat is képes lesz-e kiszolgálni?
Az ügyfelek mintegy 20 százaléka gondolkozik eleve így, vagyis ők eleve nagyobb kapacitású mérőeszközben gondolkodnak, mint amire aktuálisan szükségük van. Másik 20 százalékuknak mi hívjuk fel a figyelmét az ajánlatadás korai szakaszában, miután megismertük a középtávú terveiket. A többség számára azonban az ár a döntő tényező. Ők is megértik a bővíthetőség előnyeit, de úgy gondolkoznak, hogy ha később fel is merül majd ez a probléma, akkor majd eladják a most vásárolt mérőgépet, és újat szereznek be.
Mik a rugalmasság növelésének lehetséges eszközei a méréstechnikában? Hardveres vagy szoftveres oldalon nyílik több lehetőség?
A hordozható szkennereknél végezhetünk hardveres fejlesztést, amivel kismértékben a rugalmasság is növelhető, de a komolyabb lehetőségek szoftveres téren nyílnak. A fixen telepített koordináta-mérőgépek esetében például a kapcsolós típusú mérőfejet szkennelősre cserélhetjük, így megnövekszik a gép univerzalitása. Lehetséges egy olyan retrofit is, aminek során a koordináta-mérőgépre egy lézerszkennerfej kerül, de ez minden esetben vezérlés- és szoftverfrissítést is maga után von. Mivel a mérőgépek sokszor a megmunkálógépek környezetében dolgoznak, ahol nincs légkondicionálás és az apró tűrések ezért nem mérhetők, egy utólagos hőkompenzáló rendszer beépítése is sokat javíthat a mérőgép használhatóságán és rugalmasságán.
A multiszenzoros mérőgépek esetében sokkal nagyobb lehetőségek állnak rendelkezésre a rugalmasság növeléséhez, hiszen a gép eleve fel van készítve arra, hogy többféle szenzort kezeljen. Az ilyen bővítésekkel tehát akár nagyságrendekkel növelhető a mérőgép rugalmassága.
Hogyan változott a koordináta-mérőgépek érzékenysége a környezeti változókra, a gyártásközi körülményekre az elmúlt évtizedben?
Itt sajnos az a trend figyelhető meg, hogy ahogy a tűrések és az elvásárok egyre szigorodnak, úgy válnak egyre érzékenyebbé a mérőgépek a környezeti feltételekre. 10 évvel ezelőtt talán az eladott gépek felénél merült fel az az igény, hogy a helyiség precízebb klimatizálást kapjon, mert az akkori tűréseket ilyen feltételek mellett is teljesítették a mérőgépek. Ma már ez az arány 80 százalék, a mérőgépek rezisztenciája tehát nem tudta követni a tűrésekre vonatkozó elvárások szigorodását. A rezgések tekintetében ugyanez a folyamat ment végbe: komoly vibrációnál minden esetben javasoljuk a rezgéscsillapítást, különben nem garantált a tűréseket kielégítő pontos mérés.
Hogyan működik a különböző típusú érzékelők eredményei közül a megfelelő kiválasztása vagy kombinálása?
Ezt adat- vagy érzékelőfúziónak is nevezik. A szenzorok működési módjai közül kiválaszthatunk egy leginkább megfelelő (fókusz variancia módszer, kontraszt fókusz módszer stb.) eljárást, ezáltal több mérési stratégia valósítható meg. Lehetséges az, hogy a mérőprogram folyamatosan kiértékelje a mért jellemzőket, és ha ezek közül valamelyik túllép egy határértéket, akkor ugyanazt a mérést egy másféle stratégiával próbálja meg végrehajtani.
Az érzékelőrendszer növekvő modularizációja hozzájárul a mérőrendszerek rugalmasságának növeléséhez?
A szenzorhoz adhatók újabb funkciók, például adatgyűjtés és -feldolgozás, hogy képesek legyenek alkalmazkodni a mérési feladat változásaihoz. Amikor a gépek elektronikáját megalkották, akkor még nem is sejtették, hogy az új fejlesztésű szenzorokkal milyen új képességekre tesz majd szert a gép. Ugyanaz a működési elv a későbbiek során új felhasználási lehetőséghez vezetett.
Az automatizált, esetleg robotizált cellában végzett mérés mit feltételez a mérőgépről?
A közvetlenül a gyártócellában végzett méréshez össze kell hangolni a gyártó- és a mérőeszköz-vezérlést, amire két módszer van. Az egyik szerint maga a mérőgép vezérli a kiszolgáló berendezéseket. Más esetekben távolról történik a gyártóberendezés(ek) és a mérőgép(ek) felügyelete, ehhez pedig a mérőgép szoftverét kell alkalmassá tenni az adatok fogadására és küldésére.
Folytatjuk…
Következik: Holisztikus, átfogó szemlélet, a nehezen mérhető, hozzáférhetetlen alkatrészek mérése
Molnár László
TechnMonitor
