Innowacyjne sondy pomiarowe z radiową transmisją sygnału

Jednym z ważniejszych elementów procesu technologicznego, decydującym o realnych zyskach z produkcji, jest kontrola jakości wykonywanych detali. Dzisiaj, w przeciwieństwie do klasycznych metod wytwarzania, musi ona być realizowana już od samego początku cyklu produkcyjnego, a nie jak niegdyś - po wykonaniu setek, a nawet tysięcy detali. To nowe wyzwanie dla sektora produkcyjnego, które pociąga za sobą zapotrzebowanie na niezawodne narzędzia pomiarowe umożliwiające monitorowanie i analizę danych niezbędnych do optymalizacji produkcji.

SONDA SONDZIE NIERÓWNA

Fot. 1. Sondy do pomiarów detali

Sondy dotykowe 3D są popularnymi urządzeniami pomiarowymi, które po zamocowaniu we wnętrzu maszyny CNC zwiększają jej funkcjonalność. Dzięki nim istnieje możliwość wykonania kontrolnego pomiaru wymiarów, położenia i orientacji obrabianego detalu. W efekcie stosowania sond rośnie precyzja obróbki CNC, skraca się czas czynności przygotowawczych oraz obsługowych.

Maleje również ryzyko produkcji braków, tj. wadliwych detali powodujących straty. Większość dostępnych na rynku sond dotykowych opiera się jednak na komunikacji optycznej (podczerwień) pomiędzy sondą pomiarową a odbiornikiem. Ten rodzaj komunikacji jest skuteczny w przypadku działania sondy w określonym kierunku liniowym, ale niestety zawodny, gdy sygnał podczerwony wysyłany do odbiornika zostaje zablokowany np. przez inny obiekt lub gdy wzrasta odległość nadajnika od odbiornika.

BEZKONKURENCYJNA TECHNOLOGIA RADIOWA FIRMY METROL

Wyzwanie dostarczenia niezawodnej sondy komunikującej się za pomocą technologii radiowej podjęła japońska firma Metrol, która specjalizuje się w produkcji ultraprecyzyjnych mikroprzełączników. Nazwa firmy założonej 40 lat temu w Tokio pochodzi od słów zaczerpniętych z języka angielskiego - MEasure and conTROL, co oznacza mierzyć i kontrolować.

Doskonale charakteryzuje to też obszar jej działalności. Producent ma bogate doświadczenie w dziedzinie rozwoju narzędzi pomiarowych, a także uznaną technologię. Obecnie firma jest właścicielem ponad 50 patentów, a produkty tej marki wykorzystywane są w najbardziej wymagających sektorach przemysłu, takich jak: motoryzacja, produkcja półprzewodników, robotów, sprzętu medycznego czy smartfonów.

Sondy pomiarowe Metrol są bardzo chętnie wybierane również przez wiodących producentów obrabiarek CNC - korzysta z nich 70 producentów maszyn w 17 krajach. Do grona stałych klientów firmy zaliczyć można m.in. koncerny o światowej renomie - jak Toyota Motor Corporation, Honda Motor, Nissan Motor, Yamazaki Mazak Corporation, Mori Seiki, Okuma Corporation, Denso Corporation, Misumi Group, Doosan Mecatec, Intel Corporation i inne.

BEZPRZEWODOWA SONDA POMIAROWA RC-K3E O POWTARZALNOŚCI 1 μM

Fot. 2. Przykłady wyświetlanych poradników

Najnowszym owocem prac japońskich konstruktorów z firmy Metrol jest innowacyjne narzędzie pomiarowe do obrabiarek CNC oparte na technologii radiowej. Zostało ono stworzone po wielu latach doświadczeń i stanowi odpowiedź na potrzeby zgłaszane przez producentów obrabiarek.

Sonda pomiarowa RC-K3E charakteryzuje się wysoką powtarzalnością wynoszącą 1 μm i do komunikacji wykorzystuje połączenie radiowe na częstotliwości 2,4 GHz. Sygnał może być odbierany z każdego kierunku. Wybór takiego sposobu komunikacji pozwolił uniknąć problemu kierunkowości sygnału oraz zwiększyć maksymalną odległość między sondą a odbiornikiem.

Odległość gwarantująca brak zakłóceń wywołanych obcym obiektem pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem wynosi tu 15 m, dzięki czemu urządzenie może pracować nawet w największych obrabiarkach. Dzięki czteropunktowemu wsparciu końcówki pomiarowej oraz w pełni mechanicznej konstrukcji sonda może być bezproblemowo stosowana w trudnym środowisku przemysłowym, a we wnętrzach obrabiarek w szczególności.

Nawiązanie połączenia pomiędzy sondą a odbiornikiem odbywa się automatycznie w oparciu o procedurę sprawdzania aktualnego stanu zakłóceń radiowych panujących w otoczeniu oraz dobrania najmniej zakłócanego z kanałów. Oprócz opracowania nowego sposobu komunikacji firma Metrol zapewniła również lepsze parametry w obszarze żywotności baterii. Efekt to 50-procentowa oszczędność energii w porównaniu do innych dostępnych na rynku rozwiązań, co pozwala na 180 h ciągłej pracy (62 dni w przypadku 5-procentowego użycia, czyli 72 min/dzień).

Jako ciekawostkę warto dodać, że prototyp tej bezkonkurencyjnej sondy przeszedł szereg testów realizowanych nawet w pobliżu kuchenek mikrofalowych emitujących mikrofale, z których japońscy inżynierowie korzystali w porze lunchu. Wszytko po to, aby ostateczny kształt urządzenia był całkowicie odporny na zaburzenia zewnętrzne.

W celu zapewnienia bezpieczeństwa komunikacji wykorzystany został także międzynarodowy standard ISA100. Dzięki użytym technologiom oraz optymalnej kalibracji sondy RC-K3E mogą poszczycić się mianem produktu w pełni niezawodnego.

SZEREG KORZYŚCI I ZAUFANIE RYNKU

Fot. 3. Precyzyjne czujniki położenia

Sondy RC-K3E są obecnie jednymi z najchętniej stosowanych rozwiązań w obrabiarkach 5-osiowych ze sterowaniem CNC firmy FANUC budowanych w Japonii oraz innych wysokorozwiniętych pod względem technologicznym krajach. Rozwiązanie bazuje na funkcjach zintegrowanych w oprogramowaniu FANUC Manual Guide i cieszy się dużym zaufaniem użytkowników z uwagi na swój intuicyjny charakter.

Szeroka gama procedur pomiarowych, w tym także zaawansowanych, jak np.: pomiar naroża zewnętrznego i wewnętrznego, pomiar kąta umożliwiający ustawienie obrotu układu współrzędnych czy procedury stosowane przy użyciu dodatkowych osi, jest dostępnych zarówno w języku angielskim, jak i językach lokalnych (w tym polskim).

Unikalną na rynku funkcjonalnością zapewnianą przez oprogramowanie pomiarowe sondy jest zapisywanie wyników wszystkich pomiarów w postaci listy z dokładną informacją zawierającą rodzaj wywołanej procedury, jej wynik, datę i godzinę. Możliwe jest również zapisanie listy wyników na nośniku pamięci do dalszej analizy przez dział jakości.

Sondy RC-K3E mogą być również z powodzeniem stosowane w maszynach budowanych w oparciu na sterowaniu CNC innych wiodących firm, m.in. Heidenhain czy Siemens. Z racji swoich unikalnych właściwości, wynikające z zastosowania technologii radiowej do komunikacji, sondy RC-K3E są coraz powszechniej stosowane w aplikacjach zrobotyzowanych do precyzyjnego lokalizowania pozycji detalu.

PEŁNA KONTROLA NARZĘDZI

Oprócz pomiarów detalu w precyzyjnej obróbce CNC, standardem zaczyna być stały nadzór długości i średnicy narzędzia. Występowanie zmian wymiarowych z powodu zużycia czy zmian temperatury narzędzia może niekorzystnie wpływać na finalne właściwości detali. Ponadto pomiar z mikronową dokładnością jest niezwykle trudny do wykonania w warunkach przemysłowych. Chłodziwo i wióry z obróbki powstające w trakcie obróbki mogą zaburzyć wynik pomiarów.

W takich przypadkach z pomocą przychodzą opracowane przez firmę Metrol czujniki do pracy w niesprzyjających warunkach - tzw. tool setter. Firma Metrol ma w swojej ofercie szeroką gamę czujników do pomiarów długości i średnic narzędzi stosowanych zarówno we frezarkach, jak i tokarkach.

NIE TYLKO CNC

Fot. 4. Czujniki do pomiarów narzędzi

Oprócz klasycznych narzędzi pomiarowych stosowanych na szeroką skalę w obrabiarkach CNC, firma Metrol zajmuje się również produkcją całego wachlarza mikroprzełączników charakteryzujących się 1-mikrometrową powtarzalnością. Znajdują one zastosowanie np. w budowie maszyn, na liniach produkcyjnych czy w obszarze kontroli jakości.

W ostatnich latach również opracowała ona nowatorski system sprawdzania precyzyjnego osadzenia detalu w stole roboczym, dzięki czemu możliwe jest uniknięcie błędów obróbki spowodowanych np. dostaniem się wiórów pod detal bądź nieprawidłowym zamocowaniem.

Unikalną cechą tego systemu jest użycie jako medium pomiarowego sprężonego powietrza przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej szybkości działania oraz niespotykanej w innych tego typu rozwiązaniach powtarzalności rzędu ±0,5 μm!

ROBOTRENDY - WYŁĄCZNY, OFICJALNY DYSTRYBUTOR PRODUKTÓW METROL W POLSCE

Firma RoboTrendy sp. z o.o. to dynamicznie rozwijający się zespół pasjonatów nowoczesnych technologii, których połączył wspólny cel wdrażania w polskich zakładach produkcyjnych innowacyjnych aplikacji z dziedziny robotyki przemysłowej i automatyki. Korzenie firmy sięgają obszarów takich jak robotyka, mechanika, automatyka procesowa, jak również informatyka.

W gronie pracowników przedsiębiorstwa znajdują się wysokiej klasy specjaliści: robotycy, konstruktorzy, architekci systemów i programiści. Taki dobór kadr pozwala firmie oferować klientom unikalne i dopasowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania obejmujące kompleksową obsługę w zakresie robotyzacji i automatyzacji produkcji oraz integrację systemów automatyki z infrastrukturą informatyczną klienta.

Dzięki nawiązaniu bliskiej współpracy z japońskim ekspertem w dziedzinie czujników pomiarowych, firma RoboTrendy poszerza obszar wsparcia dla polskich producentów. W jej ofercie dostępna jest już pełna gama funkcjonalnych sond pomiarowych stworzonych i wyprodukowanych w japońskich fabrykach Metrol, które przyczyniają się do pełnego wykorzystania potencjału drzemiącego w obrabiarkach CNC oraz robotach przemysłowych. Dodatkowe informacje dostępne są na poniżej podanych stronach internetowych.

RoboTrendy