ZAKÁZKOVÁ MĚŘIDLA MESING Ing. Ladislav Ošlejšek MESING spol. s r.o., Mariánské nám 1, 617 00 Brno Mesing spol. s r.o. je česká firma zaměřená především na vývoj, konstrukci, výrobu a instalaci zakázkové délkové měřicí techniky. Hlavními uživateli jsou automobilový, ložiskový a elektrotechnický průmysl. Zabývá se výrobou: - Dílenských měřidel - Kalibračních měřidel - Indukčnostních snímačů - Automatických a poloautomatických měřicích stanic - Montážních automatů - Modernizací a opravami starších měřidel - Speciálních dotyků Automobilový průmysl je celosvětově největším odběratelem zakázkových měřidel a výrobci dílů pro automobily jsou přirozeně i největšími zákazníky firmy MESING. Ta jim dodává široké spektrum měřicí techniky počínaje jednoduchými dílenskými měřidly a konče složitými stanicemi a automaty včetně SPC systémů. Řada měřidel MESING je začleněna přímo do linkové výroby a zpětnovazebně řídí obráběcí stroje. Vícemístné stanice se vyznačují použitím i několika desítek snímačů proměřujících kontrolovaný povrch. Většina délkových měřidel používá kontaktní indukčnostní snímače s předepnutým kuličkovým nebo membránovým vedením. Snímače běžně pracují s opakovatelností 0,01 µm, přičemž zpracování signálu v elektronických jednotkách probíhá obvykle s citlivostí 0,1 µm. Mechanizace a automatizace kontroly vyžaduje, aby většina snímačů byla vybavena vakuovým odstavováním nebo přetlakovým přistavováním měřicích doteků. V poslední době se stále častěji používají bezkontaktní laserové měřicí metody a ve speciálních případech i metody pneumaticko-elektrické. Zájemce o tuto techniku upozorňujeme, že se většinou jedná o zařízení s vyšší cenovou hladinou než mají sériově vyráběná univerzální měřidla. Navíc dodatečné úpravy nebo pozdější přebudování měřidla na kontrolu jiné, třeba podobné součásti, bývá někdy problematické. Budoucí uživatel musí předem pečlivě zvážit nejen technické zadání, ale musí mít záruku dlouhodobější perspektivy výroby bez razantních změn konstrukce součástí. Dále musí provést ekonomickou analýzu se stanovením limitních cenových představ – zakázková měřicí zařízení jsou koncipována v souladu s finančními možnostmi uživatele. Přípravná jednání bývají někdy delší, ale bez podrobného prodiskutování požadavků budoucího uživatele a technických možností zhotovitele nelze odpovědně zahájit konstrukci. Příklady řešení zakázkových měřidel firmou MESING, a to od jednoduchých ručních až po automaty, jsou na přiložených fotografiích.
2 1
4 3
5
7
4
6
8
Popisy obrázků: Obr. 1 – Bezkontaktní měřidlo průměru a délek Odměření délky zajišťuje lineární inkrementální snímač s přesností 1 µm. Přesné najetí na hranu měřené součásti umožňuje okulár s objektivem, který je upevněn na pohyblivé části měřidla. Pro zobrazení naměřené hodnoty je použita elektronická zobrazovací jednotka. Obr. 2 – Měřidlo radiální vůle ložisek Ruční měřidlo radiální vůle ložisek. Měřidlo je vybaveno indukčnostním snímačem a vyhodnocovací jednotkou EDK 93. Obr. 3 – SPC mnohaparametrické měřidlo ozubeného kola Víceparametrické měřidlo pro hřídel s ozubeným kolem. Tímto měřidlem se měří více parametrů současně a to měření vnitřních a vnějších průměrů, ovality, kolmosti čel vůči ose součásti, šířka drážky, souměrnost drážky vůči, vzdálenost osazení od čela součásti. Obr. 4 – Měřidlo průměrů a kruovitosti rotorů SPC měřidlo k měření průměru a ovality rotorů. K měření těchto parametrů se používají indukčnostní snímače. Rotaci měřené součásti zajišťuje motor s kladkou. Průběh měření lze graficky znázornit a vytisknout v protokolu o měření. Obr. 5 – Stanice na kontrolu světlometů a zadních svítilen automobilů Stanice ke kontrole světlometů automobilů jsou zakázkové stanice k rozměrové kontrole předních a zadních světlometů. Každá stanice je vybavena dvěma zrcadlově uspořádanými měřicími místy k měření pravých a levých světlometů. Světlomety jsou kontrolovány v místech přiléhajících ke karosérii automobilu a dále na optické ploše. Rozměry jsou měřeny pomocí indukčnostních snímačů s vakuovým odstavováním měřicích doteků. Snímače jsou spojeny s expandery a s PC. K nastavení stanice slouží exaktně proměřený etalon, jehož rozměry jsou uloženy v paměti PC. Po vložení etalonu do měřicího místa a zadání povelu k etalonáži se stanice nastaví již automaticky. Obr. 6 – Stanice ke kontrole úhlů a délek Stanice ke kontrole hliníkových přířezů, které slouží jako polotovar pro výrobu součásti k rozvodům ABS. Na součásti se kontrolují délkové parametry a vzájemná kolmost mezi plochou po řezání a ostatními plochami, které se neobrábí. Dále stanice označí a vytřídí neshodné kusy a shodné kusy se pomocí razicího zařízení pracující na principu mikroúderů označí identifikačním číslem. Měřicí místo obsahuje 18 vakuově odstavovaných indukčnostních snímačů T110. Protože se jedná o relativní měřicí metodu, je nutné ke každému typorozměru používat etalonový, externě změřený kus. Cyklus změření včetně popisů a vytřídění trvá 9 s. Obr. 7 – Měřidlo šířky ozubení Měřidlo slouží k měření úchylek šířky ozubení. K tomu slouží dva vakuově odstavované indukčnostní snímače. Součástí měřidla je i zakázkový vyhodnocovací software jež je zobrazen na obr.8. Vedle zakázkové měřicí techniky vyrábí Mesing také laboratorní měřidla určená ke kalibraci: • koncových měrek • číselníkových úchylkoměrů, • válcových a třmenových kalibrů, • nástavných kroužků, atd. Kromě výroby těchto měřidel provádí MESING i modernizace starších pracovišť, které obvykle spočívají v rekonstrukci mechanické části, instalaci nových indukčnostních snímačů a moderních vyhodnocovacích jednotek vyvinutých pro tento účel. Tato kalibrační pracoviště jsou vybavována speciálními programy pro měření, archivaci a tisk protokolů.
OVĚŘENÍ ZPŮSOBILOSTI MĚŘIDEL V MESING Hodnocení pomocí cg, cgk Tento postup slouží pro hodnocení měřidel, u kterých nedochází k ovlivňování výsledků měření obsluhou, jedná se zejména o měřicí automaty a absolutní měřidla. Hodnocení pomocí cg, cgk posuzuje měřidlo z hlediska strannosti a opakovatelnosti. Tento postup je založen na opakovaném měření kontrolního etalonu, který představuje konvenčně pravou hodnotu. Tato hodnota by měla být totožná s průměrnou hodnotou výsledků měření. Předpokládá se přitom, že náhodná veličina – výsledky měření se řídí zákonem normálního rozdělení. Při aplikaci této metody je nutné dodržet následující podmínky: – – – – – –
minimálně 30 opakování měření kontrolního etalonu měření provádí jedna osoba měření se realizuje jedním měřidlem měření se realizuje jedním postupem během měření jsou zajištěny stejné podmínky měření probíhá v relativně krátkém časovém intervalu
Opakovatelnost je dána vztahem: cg =
kde
0,2 ⋅ T 6 ⋅ sg
(2.1)
T - je tolerance měřeného rozměru sg - je výběrová směrodatná odchylka výsledků měření kontrolního etalonu
a jsou dány vztahy: T = HMR – DMR, kde
HMR - je horní mezní rozměr DMR - je dolní mezní rozměr sg =
kde
(2.2)
(
1 n ∑ xi − x g n − 1 i =1
)
2
(2.3)
n - je počet měření za podmínek opakovatelnosti (min 25) xi - je výsledek i-tého měření x g - je výběrový průměr výsledků měření kontrolního etalonu
xg =
1 n ∑ xi n i =1
(2.4)
Strannost je dána vztahem: c gk =
0,1⋅ T − x g − xm 3 ⋅ sg
(2.5)
Indexy cg , cgk určují, zda výsledek měření kontrolního etalonu leží s pravděpodobností 99,73% ve zvoleném pásmu tolerance měřidla. Šířka tolerance měřidla je stanovena na 20% šířky tolerance měřeného rozměru. Hodnoty těchto indexů určují způsobilost měřidla pro daný účel, ke kterému má sloužit. Tabulka 2.1 určuje mezní hodnoty pro schválení, nebo zamítnutí měřidla na základě velikosti tolerance měřeného rozměru. Tab. 2.1 Tolerance
Mezní hodnoty
T ≤ 50 µm
cg, cgk ≥ 1
T > 50 µm
cg, cgk ≥ 1,33
Pro praktické vyhodnocování vhodnosti měřidla se používá vyhodnocovací protokol – viz obr 2.2. T HMR
DMR
xm
Strannost
xg ±3sg 0,2T Obr. 2.1 - Znázornění cg, cgk vzhledem k toleranci
Cg, Cgk - Vyhodnocovací protokol Cg, Cgk - Evaluation sheet
MESING, s.r.o. Mariánské nám.1
617 00 Brno
Měřic přístroj: Equipment: Datum / Date:
Měřená souč.: Part: Označení:
Měřidlo APKP 20.05.05
Typ rozměru: 100,2±0,6 Characteristic Tolerance: 1,2000 Tolerance:
Číslo měřidla: Equipment nr.: Inventární čís.: Inventory nr.: Nástavný kus: 0,0000 Master part: Číslo měření
Nr. 1-6 7-12 13-18 19-24 25-30
měřené řady 1-3 řada 1 řada 2 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0010 0,0010 0,0000 0,0000 0,0000
Střední hodnota / average value
řada 3 0,0000 0,0010 0,0010 0,0000 0,0000
měřené řady 4-6 řada 4 řada 5 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0010 0,0000 0,0000 0,0010 0,0000
Xq =
0,0002
Standardní odchylka / standard deviation s =
0,0004
řada 6 0,0010 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Opakovatelnost měřidla / Repeatability / Equipment Variation : Cg =
22,78
Přesnost měření / Accuracy: Cgk =
22,60
Pro vyhodnocení způsobilosti měřidla platí následující tabulka: The capability evaluation is given by the following table: Toleranční pole / Tolerancewidth (Tol): Zde zaškrtnout křížkem Please select Měřidlo vyhovuje: X Equipment is capable: Měřidlo podmíněně vyhovuje:
E. is marginal capable: Měřidlo je nevyhovující:
Equip. is not capable:
Tol <= 20 um Cg;Cgk > 1,00 1,00 >= Cg;Cgk >= 0,80 Cg;Cgk < 0,80
20 um < Tol < 50 um Cg;Cgk > 1,14 1,14 >= Cg;Cgk >= 0,89 Cg;Cgk < 0,89
Zvláštního povolení k měření udělil: Acceptance after special agreement: Oddělení / Podpis: Datum: 20.5.2005 Department / Signature: Date:
Tol >= 50 um Cg;Cgk > 1,33 1,33 >= Cg;Cgk >= 1,00 Cg;Cgk < 1,00
Ošlejšek
Míra spolehlivosti / confidence level =99,73% Musí být provedeno minimálně 25 měření. The evaluation has to be based on a minimum of 25 parts.
Pozn.: partnerem firmy MESING ve Slovenské republice je AQUASTYL SLOVAKIA s. r. o., Povážská Bystrica, tel./fax: 00421/42 4326106 www.aquastyl.sk
MESING, spol.s r.o., Mariánské náměstí 1, 617 00 Brno, ČR tel. 00420-545426211-24; fax: 545426219; e-mail:
[email protected]; www.mesing.cz
FIRMA JE DRŽITELEM CERTIFIKÁTU ČSN EN ISO 9001: 2001 a ČSN EN ISO 14001:1997
