Měření opět o krok blíže k obrábění

Kontrolní systémy Equator 300 a Equator 500 jsou primárně určeny k tomu, aby přímo ve výrobní hale, hned vedle výrobní linky, měřily vyrobené díly rychleji a operativněji než souřadnicové měřicí stroje, přitom se srovnatelnou přesností. Ve společnosti ČZ Strojírna ve Strakonicích vyrobili v uplynulém roce jednoúčelový stroj, kde Equator 300 zabudovali přímo dovnitř prostoru stroje. Snaha přiblížit měření co nejblíže výrobě tak dosáhla nové úrovně.

Úkol zněl jasně

ČZ Strojírna, součást akciové společnosti ČZ, si dala za úkol navrhnout stroj, který zajistí přesné a především optimálně umístěné vyvrtání děr do hliníkového odlitku tak, aby se tyto díry staly výchozí základnou pro následné obrobení. Jedná se o díl servořízení pro oblast automotive. Každý jednotlivý odlitek je ze své podstaty originál. Abychom získali optimální výsledky při jeho zpracování, je nutné přistoupit ke každému kusu individuálně. Pavel Vobořil, vedoucí projektu, shrnuje výzvu, před kterou stáli: „U tvarově složitého tlakového odlitku bylo nutno zkontrolovat vzájemné toleranční vazby 16 ploch a podle jejich polohy nalézt optimální polohu ustavovacích otvorů pro finální obrobení odlitku. Dále tyto ustavovací otvory vyvrtat a následně zkontrolovat, zda jejich umístění nekoliduje se zbývajícími plochami odlitku. Toto všechno je třeba stihnout v taktu 30 vteřin.“ 

Čtyři operace v jednom stroji

Pro řešení této úlohy byl v ČZ Strojírně zkonstruován a vyroben jednoúčelový stroj karuselového typu, který v jedné zásobovací a třech pracovních pozicích splní celé výše uvedené zadání. Po upnutí odlitku v zásobovací pozici, je posunut na operaci měření. Nejobtížnějším a také časově nejnáročnějším úkonem procesu je kontrola 16 rozměrů. Vzhledem k tomu, že požadavek na kontrolované rozměry byl v řádu setin milimetru, nepodařilo se najít dostatečně přesné a procesně spolehlivé bezkontaktní měřidlo vhodné pro tuto úlohu. Optimálním řešením úlohy se ukázala trochu nestandardní aplikace dílenského dotykového měřidla Equator 300 od firmy Renishaw, které umí v požadovaném čase třiceti sekund odlitek zkontrolovat s požadovanou přesností a odchylky jednotlivých rozměrů exportovat do řídicího systému stroje k dalšímu zpracování. Během jedné sekundy, než je odlitek posunut na další operaci – vrtání, je vypočtena optimální poloha těchto dvou ustavovacích otvorů. Tříosá posuvová jednotka, osazená přesným vrtacím vřetenem, zajistí vyvrtání v optimální poloze vůči kontuře odlitku. V poslední pracovní pozici je kontrolována případná kolize ostatního povrchu odlitku vůči zvoleným ustavovacím otvorům. Provádí se to pomocí spuštění kalibračního negativu odlitku naváděného do vyvrtaných ustavovacích otvorů. V zásobovací pozici je zkontrolovaný a vyvrtaný kus vyměněn.

Speciální aplikace si žádá speciální řešení

Jak zaznělo v úvodu, Equator 300 je dodáván jako samostatně stojící zařízení, jeho umístění do prostoru stroje si vyžádalo zcela speciální přístup. „Equator jsme museli napřed celý rozebrat a poté jej znovu složit uvnitř stroje KSK MV4. Základnu, v níž je uložena elektroinstalace, jsme umístili na střechu stroje a z toho důvodu bylo také nutné prodloužit kabeláž. Jednalo se o zcela nový způsob využití Equatoru, nicméně jsme se při realizaci nesetkali s žádným překvapením. Tak, jak jsme projekt ve spolupráci s kolegy z ČZ Strojírny naplánovali, jsme jej také v plánovaném termínu uskutečnili a vše funguje perfektně podle našich předpokladů,“ hodnotí projekt Michal Tvardek, aplikační specialista firmy Renishaw pro Equator. Díky tomu, že šlo o nový projekt, vnitřní rozměry stroje byly jednoduše přizpůsobeny rozměrům Equatoru. Umístění úkonů měření a vrtání do jednoho relativně malého prostoru však s sebou přineslo určité výzvy. V první řadě zde hrozily zvýšené vibrace způsobené vyvrtáváním, to byl úkol pro konstruktéra Pavla Trojana, který navrhl stroj tak, aby chvění neovlivňovalo proces měření. Druhým úskalím byly odlétající třísky, které by za jistých okolností mohly ovlivnit nebo přerušit proces měření. K místům vrtaných otvorů tak přibyly trubky, které všechny vzniklé třísky odsají. 

Perspektivy a nové možnosti

V současné době pracovníci ČZ Strojírny kompletují druhý jednoúčelový stroj stejné konstrukce, ovšem s rozšířenou kapacitou a vyšším stupněm automatizace. Jednotlivé kusy budou vkládány a vyjímány robotem. Pavel Vobořil uzavírá: „Pokud bychom neměli k dispozici Equator, odlitek této třídy přesnosti bychom nemohli vyrábět bez následného nákladného obrobení dalších ploch.“