Tehnologiile de măsurare se ridică la nevoile prelucrărilor din producţie

Calitate & Control

de Catalin Apostol

Tehnologiile de măsurare se ridică la nevoile prelucrărilor din producţie

Progresele din domeniul echipamentelor de producţie, cum ar fi maşinile de strunjit sau maşinile de mare viteză cu comandă numerică computerizată (CNC) pentru frezat, au revoluţionat producţia pieselor de precizie înaltă. Unele maşini de strunjit au ghidaje care pot susţine bare laminate din oţel, materiale polimerice sau compozite cu lungimi de până la 300 de milimetri. Caracteristicile unei piese sunt generate simultan prin deplasarea bareişi a sculei aşchietoare. Această capacitate a introdus avantaje considerabile în ceea ce priveşte viteza de prelucrare şi optimizare a formelor, oferind un randament final superior şi o precizie de până la 0,5 µm.

Odată cu evoluţia acestor echipamente şi a proceselor aferente, producătorii de piese strunjite, cu o producţie de mare volum, se confruntă cu cerinţele sporite de control în ceea ce priveşte atât frecvenţa, timpul de măsurare, statisticile de producţie, cât şi creşterea cerinţelor privind precizia. Producătorii se orientează către progresele din tehnologia controlului dimensional, cum ar fi viteza ciclurilor de măsurare, capacitatea de a verifica piesele cu o acurateţe cât mai mare şi posibilitatea de a măsura precis formele geometrice neregulate.

Tehnologia din metrologie a evoluat foarte mult în ultimii ani, acum fiind disponibile echipamente capabile să îndeplinească cerinţele cele mai exigente ale verificării. Soluţia potrivită depinde de nevoile specifice ale utilizatorului final.În continuare, vor fi prezentate trei modalităţi diferite pentru măsurarea pieselor strunjite într-un mediu de producţie de volum mediu şi mare.

 

Echipamente de măsurare fără contact

Industria implanturilor dentare reprezintă un exemplu convingător, utilizând sisteme de măsurare opto-electronice fără contact. Producătorii realizează piese de dimensiuni şi forme variate, plecând de la semifabricatele destinate aceste iindustrii, prin intermediul maşinilor-unelte CNC, având, astfel, un volum mare de producţie. Implanturile, cunoscute de asemenea sub numele de proteze, sunt destinate oamenilor, aşadar, calitatea reprezintă o caracteristică majoră.Toate dimensiunile funcţionale trebuie să fie verificate atent şi riguros.

Componentele sunt de dimensiuni foarte mici, de regulă, au diametrul mai mic de 4 mm, având caracteristici multiple, care sunt dificil de verificat şi se dovedesc a fi consumatoare de timp utilizând metodele tradiţionale de măsurare, cum ar fi proiectoarele de profile, microscoapele sau alte echipamente manuale ca micrometrele. Cu un nivel crescut al producţiei, al cerinţelor de calitateşi al varietăţii caracteristicilor ce trebuie verificate, sistemele de măsurare fără contact reprezintă soluţia optimă pentru această industrie.

Utilizând un singur dispozitiv automat de măsurare fără contact a profilului rotativ, cum ar fi TESA-SCAN, se poate satisface verificarea unui volum de producţie pentru două sau trei maşini-unelte CNC, care realizează un singur tip de produs. Obiectul ce se doreşte a fi măsurat este fixat într-o mandrină, ansamblul rotindu-se, dacă este nevoie, în timp ce un semnal luminos proiectează profilul piesei pe o matrice senzor colectoare care digitizează imaginea. Software-ul examinează şi măsoară caracteristicile preprogramate cu ajutorul acestei imagini digitizate.Durata unui ciclu de măsurare tipic, pentru o piesă cu 12 caracteristici este de 28 de secunde. De multe ori, inginerii de producţie sunt responsabili pentru programarea echipamentelor, aceasta putând fi realizată atât on-line cât şi off-line, iar operatorii utilizează sistemul de măsurare pentru a inspecta în mod automat componente. Se pot verifica toate caracterisiticile critice exterioare utilizând un astfel de echipament. Acest tip de dispozitive pentru scanarea profilului, oferă avantaje faţă de sistemele de măsurare cu laser, în ceea ce priveşte acurateţea, viteza şi tipul de caracteristici măsurate.

După ce este verificată fiecare componentă, rezultatele pot fi afişate numeric şi grafic, oferind şi posibilitatea de a analiza statistic datele de măsurare sub formă de histograme, grafice de control şi rapoarte de capabilitate. Această capacitate, imposibil de atins utilizând metodele tradiţionale de inspecţie, oferă o bază statistică, ce ajută la determina­reatendinţelor procesului şi la reglarea maşinilor-unelte. În plus, datele măsurărilor sunt urmărite pentru fiecare maşină-unealtă în parte, folosind fie un număr de lot al pieselor, fie un număr de identificare al maşinii, introduse de către operator.

Măsurarea automată a filetelor poate fi realizată dacă echipamentul încorporează un dispozitiv rotativ care înclină piesa oferind o vedere mai bună.

 

Sisteme optice

Pentru prelucrările din producţie, un avantaj primar al acestui tip de echipamente de măsurare îl constituie viteza de măsurare. De exemplu, măsurarea caracteristicilor unei pompe cu piston, folosind metode convenţionale, poate dura până la o oră.În plus, acest timp nu include compilarea datelor sau analiza statistică necesară. Odată cu introducerea sistemelor optice, procesul complet de inspecţie poate fi redus la mai puţin de 5 minute pentru fiecare piesă.

Prin utilizarea funcţiilor de calcul al profilurilor, sarcina de măsurare a curbelor complexe devine facilă, asemănătoare unui profil simplu. Pentru a simplifica şi mai mult procesul de măsurare, este posibilă afilierea modelelor CAD unui pachet software ca PC-DMIS Vision. Urmând câţiva paşi simpli, modelul CAD este aliniat pe piesa de măsurat, permiţând, astfel, selectarea punctelor complexe de inspectat direct pe modelul CAD. Acest proces este posibil pentru mai multe tipuri de piese, cum ar fi componentele mici din industria de echipamente medicale cu toleranţe ale profilului de ordi nul micrometrilor sau ale componentelor electronice cu variaţii sub micronice ale înălţimii. Există şi multe alte tipuri de piese care pot fi inspectate utilizând astfel de echipamente metrologice de măsurare.

Introducerea senzorilor multipli este posibilă pentru maşinile optice, îmbunătăţind şi extinzând considerabil aplicaţiile la care acestea sunt utilizate. Senzorii pot fi compuşi din sisteme de palpare, care au o precizie înaltă de măsurare şi oferă posibilitatea înclinării ansamblului de palpare pentru a permite verificarea caracteristicilor care nu sunt aliniate senzorului optic.În plus, senzorii fără contact, cum ar fi laserul şi sistemele de scanare cu lumină albă, pot măsura cu o precizie sub micronică, în câteva cazuri speciale atingând precizie sub nanometrică. Sistemele de măsurare cu laser oferă o bună soluţie pentru măsurările de formă, senzorii cu lumină albă fiind ideali pentru caracteristicile foarte mici. Corelarea acestora, împreună cu senzorul optic, oferă un avantaj important, caracterizat prin viteză, agilitate şi precizie.

 

Sisteme de palpare

Aceste sisteme oferă nu numai posibilitatea de a inspecta mărimi geometrice standard, dar şi piese cu caracteristici speciale, cum ar fi roţi dinţate, arbori cu came, piese din industria aerospaţială şi multe altele. Într-un mediu de producţie tradiţional, pentru fiecare dintre aceste procese de inspecţie ar fi fost necesar câte un tip de instrument de măsurare potrivit fiecărei caracteristici inspectate.

Calitatea produsului nu depinde numai de performanţa maşinilor-unelte utilizate în procesul de producţie, ci şi de acurateţea şi repetabilitatea dispozitivelor de control .Aşadar, un centru de prelucrare cu o performanţă scăzută împreună cu o maşină de mare precizie pentru măsurat încoordonate, pot garanta, în continuare, calitatea produsului, permiţând pieselor ce se află în câmpul de toleranţă impus pentru a fi acceptate de procesul de inspecţie.

Cu toateacestea, există anumite limitări importante.Deoarece această metodă implică palparea piesei, toate caracteristicile care se doresc inspectate trebuie să poată fi atinse. În funcţie de aplicaţie, unele caracteristici pot fi de dimensiuni reduse sau palparea poate denatura profilul nominal al piesei. O geometrie complexă a piesei poate depăşi capacitatea unui astfel de sistem.

În concluzie, în timp ce tehnologiile de producţie evoluează, vor exista si steme metrologi ce variate, care vor îndeplini cerinţele de calitate şi nevoile de buget specifice acestei industrii. Standardele de fabricaţie actuale impun viteze mari şi o precizie înaltă, iar industria sistemelor metrologice este pregătită să ofere soluţii. Rezultatul final este caracterizat printr-o reducere semnificativă a timpului de inspecţie şi un proces de control îmbunătăţit, ambele fiind extrem de importante oricărui producător.


Cătălin Apostol este ing., MICRO-TOP Consulting Engineering & Service



Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord