Přístroje a služby pro přesné měření rozměrů součástek

Jak vybrat měřící přístroje pro měření rozměrů součástek?

Potřebujete měřit rozměry součástek z Vaší produkce? Hledáte vhodné měřicí přístroje a všichni prodejci Vám vnucují to své a nebetyčně vychvalují, že je to to nejlepší, nejkvalitnější a pro Vás nejvýhodnější? Patrně jste již získali určité informace a potřebujete se rozhodnout, co je pro Vás to skutečně vhodné řešení.

Na trhu je nabízena široká škála měřicí techniky pro měření rozměrů a tvarů součástek. Každý přístroj je však vhodný pro jiný typ měřených součástí. Variabilita a sériovost vyráběných kusů je také důležitým parametrem pro rozhodování. Jak se však vyznat ve všech typech přístrojů a jak vybrat měřicí přístroj vhodný pro kontrolu rozměrů Vašich specifických součástek?  

Než se sami rozhodnete o konečném výběru přístroje, pomůžeme Vám objevit a zvážit možná rizika a vyhnout se nevhodnému řešení a zbytečným výdajům. 

Následující rozbor bude pro Vás zajímavý i v případě, že zatím uvažujete i jen velmi jednoduchý měřicí přístroj - například profilprojektor. Mnoho moderních kamerových přístrojů zahrnuje v sobě i toto zařízení – umožňují však měřit podstatně víc parametrů a mnohem efektivněji rychleji a nezávisle na obsluze. Cenově se při tom výrazně neliší od dnes již technicky zastaralého profilprojektoru.

Pokud se tedy chcete vyhnout případným rizikům chybného výběru, rádi se s Vámi podělíme o naše zkušenosti.

Mechanika

Měřící přístroj – i ten nejjednodušší ruční - musí vykazovat dlouhodobě spolehlivou funkci při zachování vysoké přesnosti měření. Kvalitně provedená mechanika je tedy vždy základem spolehlivosti a přesnosti měřících přístrojů. Jak poznáme kvalitní mechaniku? Kromě tuhého základu konstrukce a jejího správného kinematického provedení, je to snadný a hladký pohyb ve všech měřicích osách. Jednoduchý test – zkuste ručně pohnout vypnutým strojem v příslušných osách – rychle odhalíte případné nedostatky konstrukce. Stejně tak automatický pohyb pomocí pohonů spuštěného stroje musí být hladký a tichý. Samozřejmě že kvalitní mechanika umožňuje i vyšší rychlost posuvů. I ta vypovídá mnoho o kvalitě mechanického řešení. Automatický stroj, který se v každé ose nemůže běžně pohybovat rychlostí alespoň 250 mm/s, není na dostatečně dobré úrovni. Moderním řešením, umožňující vysokou rychlost posuvů, jsou lineární pohony os.

Z hlediska správnosti konstrukce nelze považovat za vhodné například vedení stolku provedené symetricky ve dvou pevných lineárních ložiscích. Symetrické vedení nemůže být totiž nastaveno zcela bez vůle, protože dvě lineární ložiska nelze nikdy namontovat zcela rovnoběžně. Určitá minimální vůle v tomto uspořádání je nutná kvůli lehčímu chodu a kromě jiného i pro případné změny teploty. Výsledkem je pak určitá neurčitost pohybu, která je patrná při změně směru pohybu (tzv. hystereze). Stolek jede po určité dráze jedním směrem a po jiné pak směrem opačným. Toto je zdroj nahodilých chyb posuvu, které je pak nutno složitě kompenzovat, aby se podařilo dosáhnout požadované přesnosti přístroje.

Naproti tomu, pokud je zvoleno jedno lineární vedení jako hlavní – vodící – a druhé pouze jako podepírající, je vedení správně staticky určené a odpadají jakékoliv chyby způsobené změnou směru posuvu.

Elektronika

Elektronika měřicího přístroje a její provedení napovídá velmi mnoho o stáří koncepce stroje. Soudobá úroveň elektroniky provedená pomocí plošné (SMD) montáže elektronických prvků umožňuje celé řízení stroje provést jen na několika miniaturních kartách elektroniky. Tyto karty mohou být jednoduše umístěny uvnitř stroje. Měřící přístroje současné technické úrovně by měly být připojeny k běžnému PC (nebo notebooku) pomocí USB. Umožňuje to snadný servisní zásah v případě poruchy PC a současně jednoduchou výměnu, či upgrade PC v budoucnu. Počítač je totiž stále zdroj nejčastějších poruch a proto jeho snadná oprava, nebo výměna, je oprávněný požadavek uživatele na provedení elektroniky měřicího přístroje.

Pokud měřicí přístroj obsahuje skříň elektroniky (kontrolér apod.) jde o již koncepčně zastaralé zařízení a je jen otázkou času, kdy se to projeví na spolehlivosti. Pokud je navíc řídící počítač součástí elektroniky, nebo obsahuje specielní karty, jedná se opět o zastaralé technické řešení. Je vhodné zvážit náklady na případné opravy a celkovou budoucí dostupnost náhradních dílů.

Optika

Optika měřícího přístroje se snímáním CCD kamerou je moderním a určujícím prvkem pro rychlé a automatické měření. Společně s kvalitními osvětlovači a funkcí zoomu tvoří základ moderního a spolehlivého měřidla. Optická měřicí technologie však může být navíc doplněna i dalšími technologiemi měření, jak je uvedeno dále.

Automatické optické měření je založeno na snímání kontrastního obrazu měřeného předmětu. Velmi záleží na tom, jakými prostředky je tento kontrast ve snímaném obraze dosahován. Pokud není zajištěn dostatečný kontrast v každé situaci spolehlivě, přestává spolehlivě fungovat automatické měření.

I zde je vhodný jednoduchý test měřicího zařízení. Na kontrast obrazu jsou nejvíce citlivé součástky z černého a především zcela bílého plastu. Také kovové součástky s vysokým leskem. Je tedy vhodné právě měření těchto součástek na zvoleném měřicím stroji podrobně vyzkoušet.

Praxe potvrzuje, že nejvyšší kontrast je dosahován při použití černobílé CCD kamery v kombinaci s LED osvětlovači s červeným světlem. Je to zřejmě dáno překrýváním spektrálních křivek vyzařování červených LED diod a citlivosti černobílého CCD prvku.

Osvětlení

Automatická funkce optického snímání měřicího stroje (profilprojektoru) je přímo závislá na systému a kvalitě použitých osvětlovačů.

Jako nejvhodnější kombinace pro nejrůznější situace se již osvědčily tyto tři typy osvětlovačů:

  • Spodní pro osvětlení obrysu (siluety) součástky,
  • svrchní – rozptýlené – pro osvětlení povrchu součástky
  • osové osvětlení objektivem pro hluboké otvory a zdůraznění reliéfu povrchu.

Spodní osvětlení musí splňovat podmínku kolimovaného světla pro ostré zobrazení profilu zvláště rotačních součástí. Je proto nezbytné, aby kolimovaný osvětlovač byl umístěn proti objektivu kamery pod skleněnou deskou měřicího stolu. U některých portálových typů stroje bývá použit nevhodný plošný osvětlovač, který kolimované světlo nezajistí. Takovýmto typům osvětlení je třeba se vyhnout, způsobují chyby odměřování polohy snímané hrany jejím „posunem“.

Řešení svrchního osvětlovače je zcela zásadní pro kvalitu optického měření. Tento osvětlovač musí umožnit nastavit libovolný směr a úhel osvětlení měřené součástky, Pokud tato podmínka není splněna, je problematické zajistit, aby přístroj měřil i ve složitých podmínkách automaticky.

Zde se nejvíce osvědčuje kruhový diodový osvětlovač sestavený ze segmentů složených z diod, které lze současně rozsvítit ve zvolené intenzitě, směru a úhlu dopadu světla. Vhodný osvětlovač má více (nejlépe pět) soustředných kruhů diod, které lze ovládat ve více (optimálně 40ti) samostatných segmentech.

Jestliže měřicí stroj není vybaven takovýmto typem svrchního osvětlení, není v některých složitějších případech schopen zajistit automatické měření. Tím se ztrácí jedna z hlavních předností optického měření. Obsluha pak musí ručně zasahovat během měření a rozhodovat v nejasné situaci, kde se měřený bod nachází. Tím se měření zdržuje a prodlužuje doba nutná ke změření součástky.

Vhodnost konstrukčního provedení osvětlovačů doporučujeme tedy ověřit právě na tvarově složitých součástkách, které potřebujete měřit. Kvalitní osvětlovače jsou základem optického měřicího přístroje, pokud má měřit spolehlivě a automaticky.

Zoom

Zoom, který umožňuje velmi rychlé nastavení vhodného zvětšení, je pro automatické měření samozřejmým požadavkem. Nízké zvětšení je potřebné pro orientaci na součástce a při začátku měřicího programu. Vysoké zvětšení je zásadní podmínkou pro přesné měření ve třetí (svislé) ose Z. Měřicí stroj projíždí nahoru a dolu okolí měřeného povrchu a automaticky zaznamenává výšku, ve které je dosaženo maximální ostrosti (tzv. funkce autofokusu). Vysoká přesnost této funkce je zajištěna právě při velmi vysokém zvětšení, kdy je hloubka ostrosti minimální. Proto kvalitní stroj musí umožňovat změnu zvětšení během měřicího programu.

Pokud měřicí stroj není vybaven motorizovaným zoomem, ale jak bývá u některých levnějších typů strojů a profilprojektorů, pouze výměnnými objektivy, je použitelnost stroje značně omezena. Motorizovaný zoom u ručního přístroje je naopak veliká výhoda.

Software

Jednoduché – intuitivní – ovládání pomocí vhodného software tvoří základní užitnou kvalitu měřicího stroje.

To, že je třeba před rozhodnutím o koupi vhodného typu stroje se podrobně seznámit s jeho ovládacím softwarem, není určitě nutno zdůrazňovat.

Zde bychom mohli popisovat desítky situací, které jsou pro ovládací software zásadní a důležité, ale tím bychom vás jen zdržovali.

Doporučujeme si software nechat podrobně předvést při měření a připravit si k tomu i vlastní seznam dotazů. Kvalitní software vám bude připadat nejen uživatelsky příjemný, ale i pochopitelný a logický. Nedejte se zmást zbytečnou vyumělkovaností některých softwarových řešení, to co potřebujete, je přece snadno pochopitelný software, který vás povede přímo k požadovanému výstupu.

Další měřicí technologie

Měřicí technologie, které lze k optickému měření doplnit, vytváří z měřicího stroje takzvaný „multisenzor“.  Je to trochu módní slovo, které znamená, že k měření lze použít i další způsoby snímání bodů.

Je to především dotyková sonda (většinou dodávaná od firmy Renishaw) s automatickou volitelnou výměnou několika modulů ze zásobníku.

Další technologií je skenování měřeného povrchu laserovou sondou. Jako doplňková je tato technologie vhodná pro rychlý sběr mnoha bodů ve svislé ose, například pro stanovení rovinnosti u plochých součástek, nebo průběhu křivek povrchu.

Pro měření složitých součástek, které je potřeba měřit v několika polohách, slouží rotační osa – mechanické zařízení vybavené např. upínací kleštinou. Umožňuje to polohování součástky během měření a zrychlení měřicího cyklu.

Právě automatická volba měření kamerou, měření pomocí dotykové sondy vybrané automaticky ze zásobníku, skenování laserovou sondou, nebo použití rotační osy, je to, co dělá z měřicího stroje stroj multisenzorový.

Další a nemalá výhoda je, když měřicí stroj je již koncipován jako stavebnice připravená na okamžité vybavení další novou měřicí technologií. Takovýto měřicí stroj umožňuje vybavení dalšími měřicími technologiemi kdykoliv, i dodatečně a to přímo u zákazníka.

Servis, pozáruční servis s kalibrací, kalibrace

Jedna věc je, vybrat technicky vyhovující měřící přístroj, druhá (a neméně podstatná) je, jak je tento stroj podepírán servisem dodavatele. Ukazuje se totiž, že je to obdobná situace jako při nákupu nového auta. Je jistě úžasné zvolit exotickou (a možná i drahou) značku, ale pokud není k dispozici kvalitní servis, je to volba diskutabilní. Starost spojená s provozem zařízení, které není zajištěno kvalitním servisem, za to vlastně nestojí.

Informujte se před rozhodnutím o koupi měřicího stroje o úrovni pozáručního servisu a to jak z hlediska ceny, tak i z hlediska doby, ke které se dodavatel zaváže začít servisní opravu.

Jisté je, že spolehlivý výrobce umožňuje provozovateli servisu, aby před výjezdem k zákazníkovi zjistil, co je příčinou poruchy a již sebou na servisní opravu přivezl novou náhradní součástku, za tu, která je vadná. U kvalitního dodavatele k tomu slouží speciální typ software. Tento software zaznamenává v jednom souboru jakékoliv nestandardní události, které se vyskytly během provozu měřicího stroje.  Z tohoto diagnostického souboru, který zákazník při poruše stroje na vyžádání předem zašle provozovateli servisu e-mailem, pak servisní firma zjistí, kterou součástku bude třeba vyměnit a již ji servisní technik přiveze sebou.

Součástí kvalitního pozáručního servisu je i smlouva, která zajistí každoroční preventivní prohlídku stroje a jeho kalibraci. Měla by obsahovat kromě závazku k zahájení servisu při poruše i závazek bezplatného upgrade software.

Zeptejte se potenciálního dodavatele, jak pozáruční servis zajistí a za jakých podmínek. Doporučujeme se zajímat i o detaily provedení kalibrace (jakými pomůckami a v kolika bodech jak měřicího rozsahu stolu, tak i okna snímaného kamerou se kalibrace provádí). Důležité je i vyhotovení kalibračního listu (jaká data obsahuje a jaká pomůcka je použita pro ověření technické kalibrace). Samozřejmostí je doložení návaznosti použitých etalonů. Za dotaz stojí i způsob zajištění akreditované kalibrace, pokud ji vaši odběratelé požadují.

Dlouhodobá spolehlivost provedení, cena

Dlouhodobá spolehlivost a udržení přesnosti měření je vlastně to, co jistě od měřicího stroje očekáváte jako od přístroje, který vám má umožnit udržet dlouhodobě jakost vaší produkce.

Možná vám již předchozí údaje napověděly, jak hledat vhodné a spolehlivé řešení. Zbývá jen dodat, že o kvalitě měřicího stroje rozhoduje nejen tradice výrobce, ale i to, kolik strojů ročně vyrábí. Právě sériová produkce, podobně jako v automobilovém průmyslu, zajišťuje dosahovanou standardní kvalitu, schopnost zajišťovat servis a to co je pro vás nejvíc důležitě – jestliže se rozhodnete pro koupi od určitého výrobce, chcete vědět, jak budete provozovat měřicí stroj dlouhodobě a to po více než deseti letech. Proto právě prověřte nejen výrobce, ale i potenciální dodavatele. 

První kriterium, které přitom můžete zvolit je, jakou je dodavatel schopen a ochoten vám nabídnout cenu, záruční a pozáruční podmínky. Zajímavé bude jistě se podělit i o názory se zákazníky, kteří měřicí stroje již koupili a provozují.

Přejeme vám co nejlepší výběr a pokud máte zájem seznámit se s nabídkou našich měřících přístrojů, navštivte webovské stránky www.deom.cz případně na www.deom.sk. Zde navíc naleznete přímo návod, jak vybrat stroj podle typu, tvaru a velikosti součásti, kterou potřebujete měřit.

Kontaktujte nás:

Tel.: +420 257290965

E-mail: deom@deom.cz

Kontaktujte nás:






3 + 8 =

Navštivte nás:

Internet: www.deom.cz
Výstavy: MSV Brno, MSV Nitra, ...

 

Poštovní adresa:

Jinonická 80
158 00  Praha 5