Metrologia modernă depăşeşte stadiul de încercare şi eroare

Calitate & Control

de Gabriela Georgescu

Metrologia modernă depăşeşte stadiul de încercare şi eroare

Atelierele pentru îndoirea tuburilor și conductelor sunt o raritate în industria de producție și se confruntă cu provocări importante exclusive disciplinei. Măsurarea tuburilor și conductelor îndoite este una dintre aceste provocări. În această industrie, precizia contează. Un tub care nu respectă specificațiile va ajunge, cel mai probabil, în coșul de rebuturi, deoarece nu va asigura distanța necesară pentru a se îmbina cu subcomponentele. Piața solicit toleranțe mai mici și costuri optimizate și forțează atelierele pentru îndoirea tuburilor și conductelor să regândească procesele și să optimizeze precizia. Progresul tehnologiei de măsurare proiectată specific pentru această aplicație poate spori productivitatea și precizia și în același timp să reducă dramatic cantitatea rebuturilor.

Abordarea tradiţională

Metoda de școală veche pentru măsurarea tuburilor și conductelor se reduce la tehnicile de încercare și eroare, care irosesc timp și resurse prețioase. În cazurile în care sunt disponibile desene CAD, este dată raza de îndoire. Un plotter produce desene la scară care indică restul specificațiilor. Cunoscute în industrie sub numele LRA (lungime, rază și unghi) sau PTB (tracțiune, răsucire, îndoire), desenele trebuie  să încerce să reproducă în 2D ce se întâmplă înspațiul 3D. Când tubul este produs, acesta este plasat pe desene și inspectat vizual. Tuburile carenu respectă specificațiile sunt respinse, iar echipamentul de îndoire CNC este ajustat. Când este produs tubul ajustat, acesta este plasat din nou pe desene și inspectat vizual. Procesul de ajustare a echipamentului de îndoire și inspectarea tubului continuă până când tubul respectă specificațiile. Dacă nu sunt disponibile modele CAD, cum este deseori cazul aplicațiilor de reverse engineering, este necesar să se calculeze raza liniei centrale. O metodă, după cum este ilustrat, este aceea de a măsura circumferința îndoiturii prin aplicarea unei rulete pe suprafața internă din locul în care începe îndoitura până la locul în care aceasta se termină (zona roșie).

Rezultatul este apoi multiplicat cu numărul necesar pentru a completa cercul. În acest exemplu simplificat, este multiplicat cu 2 deoarece îndoitura are 180° (multiplicați cu 4, dacă îndoitura are 90°). Rezultatul este circumferința sau „C”.

Calculați

R2=C/2π unde π este 3,14 și ajungeți la „R2”, care este raza interioară. Adăugați jumătate din diametrul tubului (D) și obțineți raza liniei centrale.

Cea mai ușoară metodă pentru a măsura restul tubului este de a schița conturul exterior din diferite unghiuri pe un carton. Când este produs un tub, acesta este plasat pe carton și inspectat vizual. Apoi, are loc procesul repetitiv de reajustare a echipamentului de îndoire CNC și remăsurare, după cum s-a menționat.

Abordarea modernă

Tehnologia modernă oferă industriei de îndoire a tuburilor noi și atractive alternative la abordarea bazată pe încercare și eroare. Cu ajutorul mașinilor portabile de măsurat în coordonate cunoscute și ca brațe articulate, tuburile sunt controlate folosind datele standard în puncte X, Y, Z folosite pentru măsurarea cu mașini CMM tradiționale. Utilizarea unei soluții dezvoltate de-a lungul a trei decenii special pentru măsurarea tuburilor facilitează și mai mult inspecția. Alegerea ideală este Sistemul de inspecție tuburi ROMER, dezvoltat, produs și îmbunătățit continuu de Hexagon Manufacturing Intelligence. Sistemul de inspecție tuburi ROMER include o mașină CMM portabilă cu tehnologie absolută patentată și contragreutate Zero-G, probe de măsurare non-contact pentru tuburi, software de măsură avansat și o interfață de operare CNC opțională – toate, instrumente necesare pentru a măsura rapid și precis tuburi și conducte. Un beneficiu tradițional al sistemului este capacitatea de a măsura alte caracteristici geometrice atașate componentelor tubului, cum ar fi brațe, flanșe sau protuberanțe, care permite operatorului să treacă   rapid de la palpatori clasici la probe de măsurare non-contact, fără a fi necesară recalibrarea.

Deși achiziționarea sistemului de inspecție tuburi ROMER presupune o investiție, atelierul de îndoire a tuburilor are mai multe metode pentru a o justifica. De exemplu, un braț entry-level asigură o mai bună precizie pentru majoritatea aplicațiilor de inspecție a tuburilor. În ceea ce privește probele, costul probe de măsurare non-contact este substanțial mai mic decât senzorii de scanare laser. De asemenea, de vreme ce atelierele pentru îndoirea tuburilor pot cumpăra ulterior alte probe de măsurare necesare pentru tuburi, acestea nu își asumă ris­cul irosirii banilor pe tehnologii care nu pot fi folosite la întreaga capacitate. Toți acești factori contribuie la un preț de achiziție redus.

Pentru a măsura un tub folosind acest sistem, el trebuie fixat bine. Este deosebit de important pentru tuburile cu pereți subțiri și diametre mici, deoarece acestea se pot mișca dacă sunt așezate pe o masă. Capul de măsurare pentru tuburi este apoi trecut peste tub la fiecare punct al îndoiturii, de la un capăt la altul. Ghidajul vizual al capului de măsurare, cu ajutorul unei benzi laser de culoare roșie, indică punctele măsurate, în timp ce senzorul cu infraroșu le „vede” și le localizează pe axele X, Y și Z. Platforma software TubeShaper calculează automat geometria tubului, pe baza locurilor punctelor în spațiu 3D. După ce sunt colectate informațiile, programul compară datele efec­tive cu datele nominale și calculează corecțiile.

Aceste corecții sunt fie introduse manual în echipamentul de îndoire, fie încărcate automat folosind interfața directă opțională. Următorul tub produs automat respectă specificațiile.

Aplicațiile de reverse engineering sunt, de asemenea, simplificate folosind sistemul de inspecție a tuburilor. Măsurând două linii drepte adiacente și apoi măsurând îndoitu­ra cu o probă V pentru tuburi, TubeShaper calculează raza de îndoire, precum și datele LRA. Informațiile sunt apoi programate în echipamentul de îndoire CNC pentru a pro­duce un tub virtual identic. Pentru atelierele de îndoire a tuburilor care preferă un scaner laser în cazul unora dintre aplicațiile de reverse engineering, precum și pentru alte operațiuni de inspecție, este posibilă utilizarea probelor non-contact pentru tuburi și a scanerului laser.

Manualul se întâlneşte cu modernul

Una dintre problemele inspecției manuale a tuburilor și conductelor este lipsa de precizie inerentă măsurătorilor vizuale. Un tub poate respecta aparent toleranțele, dar în realitate nu o face. Dacă un astfel de tub trece de inspecție, acesta este respins, în cele din urmă, de cli­ent. Toleranțele mai mici decât capacitatea de percepție a ochiului uman sunt măsurate cu ușurință cu ajutorul sistemului de inspecție a tuburilor, iar corecțiile pot fi realizate înainte de livrarea produsului. Precizia este semnifica­tiv îmbunătățită cu sistemul de inspecție tuburi ROMER și variază în funcție de lungimea brațului.

Pentru aplicații de tip tuburi free-form, conducte de frână subțiri, flexi­bile, producție de serie, Hexagon Manufacturing Intelligence oferă soluția de măsură non-contact AICON TubeInspect cu software BendingStudio pentru măsurarea tuburilor. Pentru a măsura un tub, acesta trebuie plasat în celula optică de măsură. Cu TubeInspect se pot realiza măsurători pen­tru setarea și corecția mașinilor de îndoit, controlul producției de serie, al geometriilor free-form, reverse engineering.

Tehnologia modernă de măsurare reduce timpul și resursele necesare pentru a produce tuburi care să respecte specificațiile. Folosirea metodelor convenționale consumă timp prin reajustare, remăsurare și din nou reajustare. Se întâmplă foarte des ca procesul să dureze o mare parte din zi. De asemenea, când se fac ajustări, tuburile ajung rebuturi. Dacă setările durează aproape toată ziua, coșul de rebuturi se poate umple, până să se ajungă la un tub precis. Sistemele pentru inspecția tuburilor Hexagon Manufacturing Intelligence reduc timpul de inspecție la numai câteva minute, în loc de ore. De asemenea, reduce semnificativ rebu­turile, deoarece primul tub reajustat respectă specificațiile.

Atelierele de îndoire a tuburilor și conduc­telor care se folosesc de cele mai noi programe și echipamente CNC profită mai bine de acest beneficiu, cu ajutorul brațelor de măsură porta­bile. Având în vedere timpul, energia și rebu­turile economisite, este o investiție care merită luată în considerare. Atelierele de îndoire a tuburilor și conductelor merită soluții persona­lizate de inspecție, pentru a le ușura munca.


Gabriela Georgescu este General Manager Hexagon Manufacturing Intelligence România


 


Accept cookie

Acest site web utilizează module cookie în scopuri funcţionale, de confort şi statistică.

Dacă sunteţi de acord cu această utilizare a modulelor cookie, faceţi clic pe "Da, sunt de acord". Termeni si conditii

Nu sunt de acord Accept doar cookie functional Da, sunt de acord