Přísné požadavky na kvalitu, vysoce choulostivé obrobky a materiály a pravidelná kontrola kvality v průběhu výroby – to jsou postuláty moderní high-tech výroby. A platí to jak pro relativně mladá průmyslová odvětví, jako jsou lékařské a energetické technologie, tak i pro tradičnější obory, jako je automobilový průmysl a přesné strojírenství. HEIDENHAIN proto nyní nabízí dvě zakázková řešení — délkové měřidlo METRO MT 1281 MW a modulární následnou elektroniku MSE 1000. Přesnost stojí na začátku i na konci moderní výroby a trvalý soulad s těmito požadavky je umění samo o sobě. Aby toho výrobní společnosti dosáhly, investují do nejdokonalejších měřicích technologií, použitých v tzv. měřicích ostrovech v bezprostřední blízkosti výrobní linky. Dílce z probíhající výroby jsou zde, jako nedílná součást výrobního řetězce, průběžně testovány pro zajištění souladu s přísnými standardy kvality a přesnosti. Testování hotových dílců je někdy nedostačující, protože v procesu nejde o výběr zmetků nebo dílců k přepracování, ale o optimalizaci a seřizování probíhajícího výrobního procesu tak, aby ke zmetkům či předělávkám vůbec nedocházelo. Například vysoce přesné vrstvené struktury vyžadují kontrolu tloušťky vrstvy po každém výrobním kroku a broušení s mikrometrickou přesností povrchu musí být kontrolováno průběžně během obrábění. Při měření v měřicích ostrovech existuje mnoho různých úkolů a problémů. Jedním problémem je například deformace jemných nebo pružných zkoušených komponent působením dotykových sond. Standardní sondy poskytují požadovanou úroveň přesnosti, avšak při použití velkých měřicích sil mohou způsobit chyby měření nebo poškození obrobků. Dalším úkolem je získávání dat z měřicích ostrovů – několik měřicích stanic dodává souvisle hodnoty, které je často nutné měřit souběžně a nezávisle na rozhraních různých sond. Třetí výzvou je zajistit, aby vše v měřicím ostrově správně fungovalo, což lze považovat za zajištění kvality. Společnost HEIDENHAIN poskytuje inteligentní řešení pro všechny tři požadavky. Kompaktní, manuálně ovládané měřidlo délky METRO MT 1281 MW umožňuje extrémně přesné měření choulostivých obrobků, prakticky bez deformací. Zařízení z tohoto důvodu kombinuje maximální přesnost a opakovatelnost systému s měřicí technologií, která nepůsobí téměř žádnými tlakovými silami na testovaný dílec. Modulární následná elektronika MSE 1000, která je schopná souběžně měřit až ve 250 měřicích kanálech s velkou růzností rozhraní a je vybavena extenzivními online diagnostickými funkcemi, dodává data pro účely předběžného zajišťování kvality a snížení chyb během probíhající výroby. Knihovna programů DLL pro operační systém Windows navíc umožňuje obsluze MSE 1000 psát vlastní testovací programy pro specifické aplikace. METRO MT 1281 MW : Sn adnost měření Soustavný pokrok v materiálových technologiích, který například vede v průmyslovém sektoru k rostoucímu používání pružných materiálů, jako jsou elastomery, a také trend k menším výrobním dávkám představují nové výzvy pro měření choulostivých obrobků. Nežádoucí deformace pružných dílců způsobené sondou mohou zkreslit výsledky měření a obrobky z velmi choulostivých materiálů mohou být sondou poškozeny nebo zničeny. Nedestruktivní bezdotykové principy měření jsou běžné, skrytou výzvou přitom však je zajištění vysoké úrovně přesnosti. Postupy založené na optickém měření nejsou schopné dosáhnout přesnosti dotykových sond s fotoelektrickým snímáním a transparentní materiály při optických metodách často působí problémy, protože měření je v těchto případech náročné na čas i úsilí. Nové měřidlo délky Zero Force z řady METRO společnosti HEIDENHAIN (obr. 1) nyní umožňuje dotykové měření testovaného objektu s minimálním rizikem deformace nebo poškození. Je to díky neobvykle malé měřicí síle v rozsahu 0,01 N až 0,07 N, vykazované v celé 12 mm měřicí dráze měřidla délky. Kromě velice nízkých působících sil disponuje měřidlo METRO MT 1281 MW přesným dělením stupnice Zerodur s periodami signálu 2 μm. Zerodur má koeficient tepelné roztažnosti téměř 0 ppm/K v rozsahu 0 až 100 °C, což znamená, že okolní teplota nemá žádný vliv na roztažnost stupnice, takže je vždy měřena skutečná délka. Zerodur je díky svým vynikajícím teplotním charakteristikám používán jako základní materiál zrcadel velkých teleskopů. Dalšími základními komponentami systému METRO MT 1281 MW jsou kromě snímání, vysoce přesná vedení s kuličkovými ložisky, interakce těchto vedení a opakovatelnost menší než 0,03 μm po celé měřicí dráze, dosažené díky vysoce přesnému fotoelektrickému snímání. Systémová přesnost délkového měřidla je ±0,2 μm, což jsou také standardní hodnoty ve smyslu výkonové charakteristiky. METRO MT 1281 MW zpřístupňuje společnosti HEIDENHAIN nové možnosti na poli dotykové, vysoce přesné metrologie, například pro měření ozubených kol minimálních rozměrů, výrobků lékařské techniky a výrobě nejrůznějších typů skel a substrátových disků. Testované objekty by byly dříve při použití normálních snímačích tlaků zničeny. Na obr. 2 je křivka měřicích sil v systému HEIDENHAIN METRO MT 1281 MW během přiblížení a odsunutí. Osa X představuje měřenou dráhu a osa Y sílu, jakou působí dotek. Červenou barvou je zobrazena síla v době dodání a zelenou potom síla po pěti milionech měřicích cyklů – mimořádná životnost pro manuálně ovládanou sondu. Graf jasně zobrazuje, že se křivka měřicí síly během pěti milionů měřicích cyklů ještě zlepšuje díky zaběhnutí ložisek, vyvinutých a vyrobených společností HEIDENHAIN. MSE 1000: zvládnutí vícebodových měřicích stanic Stanice vícebodového měření získávají na poli průmyslových měřicích technologií stále větší důležitost. V těchto aplikacích je současné měření několika hodnot na testovaném dílci řízeno elektronicky a často bývá součástí předem stanoveného testovacího postupu s mnoha složitými měřicími úlohami. Uvedení modulární následné elektroniky MSE 1000 nyní umožňuje současné měření až ve 250 měřicích kanálech s velikou růzností rozhraní (obr. 3). Při konstruování systému MSE 1000 kladla společnost HEIDENHAIN důraz na jednoduchost instalace modulů a připojení sond. Zvolený systém konfigurace modulů je detekován zcela automaticky, pro uživatele nepozorovaně; ten jenom musí nastavit specifické měřicí kanály. Při použití snímačů EnDat není konfigurování snímače nutné – ten nezávisle zajistí všechna k provozu potřebná data a je okamžitě připraven k měření. MSE 1000 také samozřejmě umožňuje připojení snímačů EnDat v jejich úplné funkčnosti, což uživatelům poskytuje rozhodující výhody ve smyslu predikční údržby jejich měřicích systémů. Znázornit lze rovněž funkční rezervy absolutních a inkrementálních stop, například kvůli online diagnostice zařízení EnDat. Uživatelé mají také přístup k dalším provozním kritériím, jako podmínky osvětlení, amplituda signálu a výpočet polohových hodnot, které obratem zlepšují dosažitelnost a provozní spolehlivost systému (obr. 4). Kromě podpory protokolu EnDat HEIDENHAIN pro absolutní snímače jsou podporovány také všechny běžné inkrementální snímače, další možnosti připojení pro analogové snímače a snímače polohy LVDT a HBT dobře známých výrobců. Moduly se spínanými vstupy a výstupy umožňují interakci s dalšími ovladači ve snímači. Společnost HEIDENHAIN nabízí k systému MSE 1000 následující moduly: » Moduly os s rozhraním pro lineární snímače a snímače úhlu (1 VPP, TTL/RS-485, EnDat 2.2, LVDT, HBT) » Modul osy s univerzálním rozhraním pro různé snímače (± 10 V, 4 to 20 mA) •Spínací modul stlačeného vzduchu pro přímé řízení, např. pneumaticky ovládaných měřidel délky » I/O modul pro digitální vstupy a výstupy » Napájecí moduly (100 až 240 V AC, 24 V DC) Moduly lze montovat na DIN lišty, a vytvořit tak úhledné a kompaktní měřicí stanice s přenosem dat přes standardní Ethernet. V rámci dodávky systému MSE 1000 je obsažena knihovna programů DLL. Ta představuje nabídku funkcí MSE 1000 ze softwarové stránky a umožňuje obsluze vyvíjet vlastní testovací programy. Pro testovací procesy, vyžadující další akce (v závislosti na výsledcích měření), lze také aktivovat další vstupy a výstupy. Programové možnosti systému MSE 1000 částečně eliminují potřebu dalšího řídicího vybavení. METRO MT 1281 MW , MSE 1000 a Q-DAS procella: ideální tým Vyhodnotit měření znamená v moderních měřicích ostrovech více než pouhé shromažďování informací na místě. Mají-li být měření převedena na výsledky, je třeba je zpracovat, analyzovat a archivovat. Kooperace společností Q-DAS a HEIDENHAIN to umožňuje zvláště jednoduše a pohodlně díky úspěšným softwarovým řešením, podporujícím vysoce přesnou metrologii. Aktuální verze 11 softwaru procella zavádí softwarovou integraci systému MSE 1000 do světa Q-DAS. Toto kombinované řešení poskytuje kompletní funkčnost softwaru procella a také uživatelům významně zjednodušuje řízení složitých měřicích stanic. Všechny kanály lze například parametrizovat v softwaru procella a také pro nové měřidlo délky METRO MT 1281 MW. Měřicí technologie společnosti HEIDENHAIN a software společnosti Q-DAS shromažďují, vyhodnocují a archivují informace přičemž díky kompletní integraci hardwaru a softwaru je obsluha jednoduchá a pohodlná. Podporována je také povinná dokumentace, která je v mnoha existujících případech, například v sektoru lékařské technologie, vyžadována.