Při výrobě na mikrometry už nevystačíte s klasickým měřením

Co považujete za největší posun v průmyslovém měření za poslední dekádu?

Je to jednoznačně odklon od tříosého měření a nástup pětiosých technologií. Výrazně zkracují dobu měření, jsou přesnější a navíc dokážou celý proces podstatně zjednodušit. Ve srovnání s tříosými systémy se časová úspora takového systému může pohybovat až okolo 59 %.

Proč je pětiosá technologie o tolik rychlejší?

Klasické tříosé měřicí stroje jsou robustní a vlastní měření probíhá pohybem stroje. Upnutí obrobku pro správné měření může být složité, a proto i zdlouhavé. U pětiosého systému flexibilní měřicí hlava vykonává rychlé rotační pohyby, takže sonda se snadno dostane téměř všude a měření může probíhat pouze pohybem hlavy. Upnutí dílu je proto mnohem snazší. Přesnost a výkon měření zde zajišťuje sonda RSP2, která je vybavena špičkovou laserovou technologií „tip sensing“. 

Takže ta zásadní inovace spočívá ve flexibilitě hlavy?

Pětiosé skenování umožňuje nejen volný pohyb měřicí hlavy, ale měření je i plynulejší. Konstrukce stroje se při měření pohybem hlavy nepohybuje a tím pádem nevznikají dynamické vlivy tvořené vlastním pohybem stroje. Proto je možné dosáhnout extrémně vysoké rychlosti skenování, aniž by byla ovlivněna přesnost. U tříosých systémů je přesnosti dosaženo pouze při nízkých rychlostech posuvu.

Jakou časovou úsporu si pod tím lze v praxi představit: sekundy, minuty?

Uspoří se i desítky minut na jeden dílec v závislosti na typu obrobku. Třeba tříosé měření skříně převodovky trvá 35 minut a hlavy válců 38 minut, při pětiosém se doba zkrátí na 15 minut, respektive na 13 minut.

Je to jenom tím, že hlava skenuje rychleji?

Celý proces se zrychlí: kalibrace doteků, upnutí dílce, rychlost skenování a zaznamenání dat. Typický příklad z nedávné návštěvy u výrobce turbín. Na změření jednoho z dílců tříosou metodou bylo třeba osmi konfigurací, což znamená přibližně 20 doteků sondy, což zabralo 15 minut. Do toho nepočítám čas na kalibraci sondy. Při pětiosém skenování se počet konfigurací snížil na pouhé dvě, takže čas měření se zkrátil na 10 minut. Úspora času se liší u jednotlivých typů dílců. Navíc se tak dá sloučit několik měřicích stanovišť do jednoho, typicky měření rozměrů a drsnosti povrchu, což ušetří nejen místo, ale i kapacitu odborné obsluhy.

Tím, že pracovník měřením stráví méně času, předpokládám.

Nejen to, namísto několika velmi kvalifikovaných pracovníků je třeba jen jeden, a navíc stačí, aby byl krátce zaškolený. U tradičního tříosého měření představuje největší výzvu upnutí měřeného dílce tak, aby se daly potřebné rozměry změřit. K tomu je potřeba nejen kvalifikace, ale i zkušenosti. U pětiosého měření díky volně pohyblivé hlavě upnutí dílce nepředstavuje obtížný úkol. Ještě více času a lidského času se dá ušetřit, pokud se k pětiosému systému přidá měření zmiňované drsnosti povrchu.

Dají se kromě rozměrů a drsnosti přidat i další možnosti měření?

Ano, multisenzorové měřicí přístroje umožňují automaticky měnit snímací moduly. Kromě měření drsnosti povrchu také například ultrazvukové měření tloušťky materiálu nebo bezkontaktní skenování a kontrolu strukturovaným světlem. Výhodou je zkrácení doby měření, navíc se ušetří i více než polovina potřebného prostoru a pracovní kapacita jednoho pracovníka.

Ve vší úctě to zní tak trochu jako zázrak z produkce teleshoppingu…

(směje se) Pravděpodobně to dělá obdobný dojem i na průmyslové firmy, které možnosti pětiosého měření zvažují. Nechtějí tomu věřit. Myslí si, že v jejich případě by to nefungovalo a že jejich výroba na to není připravená či vhodná. Nejvíce se obávají naprogramování měření. Po nějaké době ale prozřou a k tradičnímu měření se již nechtějí vracet.

Co je nakonec přesvědčí?

Praktické srovnání. Řekneme jim, ať nám dají jejich nejsložitější obrobek a zítra ať se k nám přijdou podívat, jak rychle obrobek dokážeme změřit. Díky tomu se přesvědčí, že pětiosé měření není žádná raketová věda, že to zvládne každý. Rychlost a přesnost měření je většinou ohromí. Jediným „ale“ může být pro někoho cena, která je vyšší než u klasických tříosých systémů.

Rozumím, ale vzhledem k té úspoře se to asi vyplatí. Jak je tato technologie v ČR rozšířena?

Tuzemské průmyslové firmy jsou v tomto ohledu extrémně konzervativní. Ale lepší se to, před deseti lety jsme v ČR prodali zhruba jednotky za rok, dnes to jsou desítky.

Cože? To mi přijde docela málo, vezmu-li v potaz zmiňované výhody. Nemůže za to právě vyšší cena?

Cena není vysoká, pokud zvážíme návratnost často již během prvního roku. Za největší překážku považuji zmiňovaný až nezdravě konzervativní přístup. Firmy jsou něco léta zvyklé dělat, funguje to a nechtějí zaběhnuté systémy měnit, bojí se, že zmiňované výhody jsou pěkné jen na papíře a v praxi to tak nebude fungovat. Jakmile jim ale ukážeme, že to opravdu funguje, tak ten technologický upgrade udělají. Mnohdy je k tomu donutí i okolnosti, například větší nároky na přesnost či nedostatek kvalifikovaných pracovníků.

Jak moc se změnily požadavky na přesnost?

Zjednodušeně řečeno: před dekádou se měřilo s tolerancí desítek mikronů, nyní to jsou jednotky. Současné požadavky vývojářů představují obrovskou výzvu pro výrobu i výstupní kontrolu. Týká se to hlavně výroby s vysokou přidanou hodnotou, tedy kompletace turbín, motorů, statorů a podobně. Tam nároky na přesnost rostou.

Není měření na mikrometry přehnané?

To je bohužel častým předmětem konfliktů mezi vývojem, výrobou a výstupní kontrolou. Projektant navrhne výrobek s tolerancí na mikrony a pro výrobu to může znamenat extrémně náročný úkol na hranici proveditelnosti. Výstupní kontrola může mít problém tuto toleranci i změřit. To znamená podstatně zvýšené náklady na výrobu. Pokud taková přesnost nemá zásadní význam, je třeba tolerance upravit. Proto by měly všechny tři strany, tedy vývoj, výroba a kontrola kvality, spolu mluvit. 

Dotknou se vyšší nároky na přesnost i tuzemských firem?

Rozhodně se to dotkne těch, která vyrábějí s vyšší přidanou hodnotou, tedy finalizují obrobky určené například pro automobilový nebo letecký průmysl. Vyšší nároky na přesnost vyžaduje také přechod na elektromobilitu: motory, statory, převodovky a skříně pro elektromobily jsou náročnější na přesnost v porovnání se spalovací technologií. Dobrou zprávou je, že zvyšující se zájem o pětiosé měření ukazuje, že v ČR roste počet firem, které vyrábějí špičkové produkty, na které tradiční tříosé měření již nestačí.

Na otázky odpovídal Štěpán Mleziva, expert na souřadnicové měřicí stroje ze společnosti Renishaw.