Modernizace měření drsnosti povrchu. Modernization Measurement of Surface Roughness

Transkript

1 VŠB - Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie Modernizace měření drsnosti povrchu Modernization Measurement of Surface Roughness Student: Vedoucí bakalářské práce: Daniel Jordán doc. Ing. Vladimír Vrba, CSc. Ostrava 2017

2 2

3 3

4 4

5 ANOTACE BAKALÁŘSKÉ PRÁCE JORDÁN, D. Modernizace měření drsnosti povrchu. Ostrava: Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie, Fakulta strojní VŠB Technická univerzita Ostrava, 2017,43 s. Bakalářská práce, vedoucí: Vrba, V. Bakalářská práce se zabývá modernizací kamerového systému u zařízení pro optické měření nosného podílu. V úvodní části jsou popsány informace o firmě CeramTec a obecná problematika měření drsnosti povrchu. Následuje rozdělení a popis měřidel. Hlavní část této práce je zaměřena na ověření přesnosti a stability nového měřícího systému. Poslední část práce v sobě zahrnuje vyhodnocení naměřených hodnot a shrnutí výsledků celé práce. Klíčová slova: nosný podíl, materiálový podíl profilu, optické měření, CetamTec ANNOTATION TO BACHELOR THESIS JORDÁN, D. Modernization Measurement of Surface Roughnes. Ostrava: Department of Machining and Assembly, Faculty of Mechanical Engineering VŠB Technical University of Ostrava, 2017, 43 p. Bachelor thesis, heads: Vrba, V This bachelor thesis deals with the modernization of the camera system in the device for optical measuring the surface contact area. The introduction describes information about CeramTec and the general issue of surface measurements. This is followed by the distribution of measurement gauges. The main part is focused on the verification of measurements with new cameras. The last part includes the evaluation of measured values and a summary of the results. Key words: surface contact area, optical measurement, CeramTec 5

6 Obsah Seznam použitých symbolů a zkratek... 7 Úvod Obecná charakteristika daného problému Význam drsnosti povrchu O firmě CeramTec Úvod do problematiky Jakost a drsnost povrchu Jakost povrchu Integrita povrchu Zbytková napětí Změna struktury Zpevnění povrchové vrstvy Drsnost povrchu Profil povrchu Parametry drsnosti Měření a kontrola parametrů drsnosti Porovnáním s etalony drsnosti Měření pomocí profilometrů Měření optickými metodami Návrh vlastního řešení Měřící zařízení Program Vivus Kamery Měřená součást Ověření přesnosti a stability měřícího systému Výsledky Výsledky prvního měření dne Výsledky druhého měření dne Diskuze k navrženému řešení Technicko-ekonomické zhodnocení Závěr Použitá literatura Seznam tabulek Seznam grafů Seznam příloh

7 Seznam použitých symbolů a zkratek Al 2 O 3 Oxid hlinitý CMOS - obrazový snímač na principu unipolárních tranzistorů R - Parametr vypočítaný z profilu drsnosti Ra - Střední aritmetická úchylka profilu [µm] Rc - Průměrná výška profilu [µm] Rku- Špičatost (příkrost) [µm] Rmr(c) - Materiálový podíl profilu (nosný podíl) [%] Rp - Největší výška výstupku profilu [µm] Rq - Průměrná kvadratická úchylka profilu [µm] Rsk- Vyosení (šikmost) [µm] RSm - Průměrná vzdálenost prvků profilu [µm] Rt - Celková výška profilu [µm] Rv - Největší hloubka prohlubně profilu [µm] Rz - Největší výška profilu [µm] Teil Označení referenčního vzorku Z(x) absolutní odchylka měřeného profilu [µm] Zt výška profilu [µm] ln - Vyhodnocovaná délka [mm] lr - Základní délka [mm] lt - Délka měřeného úseku [mm] r n -Poloměr ostří [mm] Δα - Oblast plastické deformace - zpevňování povrchové vrstvy Δα - Zpevněná povrchová vrstva 7

8 Úvod Strojírenství je zastoupeno ve všech částech České republiky od drobných provozoven po velké závody. Pro každou výrobu však platí to, že co nelze změřit, nelze ani vyrobit (lord Kelvin). [1] Metrologie (z řeckého slova metron = měřidlo) je věda o měření a jeho aplikaci. Její hlavní úkoly jsou definovat jednotky měření, realizovat tyto jednotky pomocí vědeckých metod a dokumentování hodnot a přesnosti měření. Metrologie jako taková je nepostradatelnou součástí každé výroby. [2] Ověření dosažených výsledků a hledání nedostatků spolu s jejich příčinami je krokem k celkovému progresu firmy. Vývoj nových způsobů měření a zdokonalování těch již známých nám umožňuje získávat čím dál tím přesnější informace. Na jejich základě lze určit vlastnosti výrobků a také předpovědět jejich chování v provozu. K získání těchto informací máme v dnešní době možnost využít pestrou škálu měřících zařízení. Ty nahrazují nedokonalosti lidských smyslů a pomáhají udržovat určitý standard kvality měření. S rozvojem technologií, především pak v oblasti výpočetní techniky, jsou dostupné stále dokonalejší měřící přístroje a programy pro vyhodnocování naměřených hodnot. Proto se mnoho z nich rychle stává zastaralými a je potřeba je nahradit modernější technikou. Z důvodu rostoucích požadavků na kvalitu je neustálá modernizace těchto zařízení nezbytná. Ve své práci se budu věnovat modernizaci měřícího zařízení, konkrétně nahrazením kamerového systému u zařízení pro měření nosného podílu. Téma této bakalářské práce bylo umožněno řešit firmou CeramTec Czech Republic s.r.o., která vyrábí a dodává keramické komponenty. 8

9 1 Obecná charakteristika daného problému 1.1 Význam drsnosti povrchu Výsledný stav povrchové vrstvy ovlivňuje vlastnosti součásti jako například přesnost chodu, hlučnost, dobu záběhu, ztráty třením, elektrickou vodivost, únavovou pevnost, odolnost proti opotřebení a korozi. Pozorování a vyhodnocování drsnosti povrchu je zásadní pro zabezpečení spolehlivosti dané součásti. Proto je výhodné, v některých případech i nezbytné, drsnost povrchu funkčních ploch sledovat a vyhodnocovat naměřené parametry. [3] Vhodnou úpravou povrchové vrstvy můžeme zvýšit odolnost a zlepšit mechanické vlastnosti dané součásti. Každá situace v provozu si žádá určitý stupeň kvality povrchové vrstvy. Drsnost povrchu musí být zvolena tak, aby byla zajištěna správná funkce obrobené plochy, spolehlivá činnost a dostatečná životnost. Kvalita povrchové vrstvy závisí na metodě opracování povrchu. Obecně platí, že čím vyšší kvality povrchu chceme dosáhnout, tím nákladnější výroba bude. Proto se při návrhu drsnosti povrchu volí taková hodnota, která bude splňovat dané požadavky, ale zároveň nebude zbytečně vysoká, aby se výroba příliš neprodražila. [3] Jednou z firem, která garantuje vysokou kvalitu svých výrobků je firma CeramTec Šumperk. Aby uspěli v konkurenčním boji, musí být schopni zaručit požadované vlastnosti jejich výrobků. V zájmu zachování dobrého jména věnují kontrole kvality vysokou pozornost O firmě CeramTec CeramTec Czech Republic s.r.o. jako součást mezinárodního koncernu CeramTec je jedním z předních výrobců moderní keramiky. Tato firma je zaměřena především na technické keramické materiály a jejich aplikaci pro český a východoevropský trh. Současné portfolio zahrnuje více než různých výrobků. CeramTec se zabývá jak kusovou, tak i sériovou výrobou keramických komponentů. Jejich výrobky se v praxi využívají například jako plynové trysky pro svařování, balistická ochrana vozidel a vojáků NATO, hlavy umělých kloubů, regulační disky a mnohé další. Hlavní myšlenkou firmy je stálý vývoj nových, inovativních materiálů, se silným důrazem na kvalitu a zaměřením na konkrétní požadavky zákazníka. [4] 9

10 1.3. Úvod do problematiky Při výrobě je třeba dbát na dodržení požadavků zákazníka a zajistit přesnost parametrů, které mají zásadní vliv na vlastnosti dané součásti. U keramických regulačních disků je důležitá hodnota nosného podílu na funkční ploše. Měření této hodnoty se nejprve provádí během lapování, poté při třídění a nakonec při závěrečné kontrole. Celkem je ve firmě CeramTec šest zařízení pro měření nosného podílu. Dříve umělo měřící zařízení pouze promítnout zvětšený obraz měřené plochy na monitor, ale nedokázalo z něj nic vypočítat. Pracovníci tedy pouze porovnávali promítnutý obraz s vytištěnými obrazy ploch s přesně danou hodnotou nosného podílu. Díky rozvoji výpočetní techniky se nyní využívá počítačového programu, který je schopen z měřeného obrazu vypočítat hodnotu nosného podílu. Přesnost tohoto měření ale závisí na kvalitě měřeného obrazu. Proto je třeba věnovat pozornost kamerovému systému tohoto zařízení. Počítače ve firmě CeramTec měly operační systém Windows XP. Ale vzhledem k neustálému rozvoji Windows ukončila společnost Microsoft podporu staršího operačního systému Windows XP. Nutnost aktualizace operačního systému vedla ke koupi nových počítačů s operačním systémem Windows 10. Dosud byly kamery měřícího zařízení propojeny s počítači analogovým připojením ke grafické kartě. Nové počítače ale mají integrovanou grafiku na základní desce, a proto k nim staré kamery nelze připojit. Byla tedy nutná výměna kamer a aktualizace programu, který vyhodnocuje nosný podíl na měřené ploše. Dále bylo zapotřebí ověřit přesnost a stabilitu měření s těmito novými prvky. Díky tomu mi bylo nabídnuto téma bakalářské práce, která se zabývá kvalitou měření nosného podílu po modernizaci měřícího zařízení. 10

11 2 Jakost a drsnost povrchu 2.1 Jakost povrchu Jakost lze chápat jako schopnost uspokojit dané požadavky. V případě jakosti povrchu se jedná o požadavky na rozměrovou a geometrickou přesnost, ale i vlastnosti a změny povrchové vrstvy. [3] Povrch představuje hranici mezi materiálem a jeho okolím. Můžeme ho změnit a upravit pomocí různých technologických metod. Na jakost povrchové vrstvy má největší vliv poslední operace. Podle podmínek obrábění dojde buď ke změně charakteru povrchu nebo ke změně vlastností povrchové vrstvy. [5] Jakost obrobeného povrchu je možné posuzovat podle následujících hledisek: - přesnost rozměru a tvaru: je dána přesností stroje, tuhostí systému stroj-nástrojobrobek a dalšími faktory. - drsnost a mikrostruktury: je ovlivněna procesem řezání. Především pak řeznou rychlostí, tvarem nástroje, působením řezných materiálů a stupněm jejich opotřebení. - vlastností povrchové vrstvy: ovlivňuje energetické působení na břit. S tím jsou spojené strukturní změny a stupeň zpevnění závislé na velikosti zbytkových napětí. [5] 2.2 Integrita povrchu Všechny změny, které nastávají v povrchové vrstvě, lze posuzovat jako změny jakosti. Tyto změny se dále mohou dávat do vztahu s budoucí funkcí dokončené plochy a využívají se pro hodnocení její integrity. [5] Integrita povrchu je souhrn vlastností a kvality povrchové vrstvy ve vztahu s jejím vznikem. Vyjadřuje tedy účinky technologických metod a jejich vliv na nově vzniklý povrch. Představy o integritě a parametrech povrchu se však liší. Nejčastěji hodnocené parametry integrity povrchu jsou mikrogeometrie povrchu, zbytkové napětí, změny struktury, zpevnění povrchové vrstvy. Tyto složky integrity povrchu se vzájemně ovlivňují a doplňují. [3] 11

12 2.2.1 Zbytková napětí V důsledku deformace a tepla, které vznikají při obrábění, se v povrchové vrstvě tvoří napětí. Můžeme je rozdělit podle doby jejich trvání na napětí okamžité a zbytkové. Okamžitá napětí zaniknou po odstranění jejich příčiny. Nesmí však přesáhnout mez kluzu. Zbytková napětí přetrvávají i po odstranění příčin jejich vzniku. Vznikají a mění se během procesu jejich výroby a jsou důležitým prvkem integrity povrchu. Ovlivňují odolnost proti opotřebení a rozměrovou stálost součásti. [6] Jestliže se materiál plastickou deformací zpevňuje, vznikají tlaková napětí. V případě, že plastická deformace vede ke změknutí, jsou napětí tahová. Tlaková pnutí mez únavy zvyšují, případně uzavírají růst trhlin v povrchové vrstvě Tahová pnutí mez únavy snižují a jsou příčinou únavových trhlin a lomů. [6] Příčiny vzniku zbytkových napětí: - Nerovnoměrná plastická deformace v obrobeném povrchu - Nerovnoměrný ohřev a ochlazování materiálu, které vyvolává jeho roztažení a smršťování - Nerovnoměrné změny struktury, vyvolané působením tepla a mechanických sil - Chemické procesy, spojené s reakcí částic pronikajících do povrchové vrstvy. [6] Druhy zbytkových napětí: Rozdělení na základě délky silového pole a fyzikální povahy. - Napětí prvního druhu (makroskopická): zasahují celý objem, nebo jeho většinu. Mají makroskopický charakter. - Napětí druhého druhu (mikroskopická): zasahují objem několika krystalických zrn. - Napětí třetího druhu (submikroskopická): působí v objemu několika atomových vzdáleností. [6] 12

13 2.2.2 Změna struktury Nově vytvořený povrch je ihned po odebrání třísky vystaven oxidaci z okolního prostředí. Vlivem vysoké teploty obrábění může také dojít k absorpci nových látek do povrchové vrstvy z řezného prostředí a nástroje. Energie přivedená pro obrábění se mění převážně na teplo. V takto ovlivněné povrchové vrstvě pak může dojít k difuzním procesům, a také fázovým a strukturním změnám. [7] Při běžných podmínkách ale ke změně struktury nedochází. Při soustružení nebo frézování nedosáhneme potřebné teploty, ani doby jejich působení, potřebné k těmto změnám. Dochází k nim až při velkých řezných rychlostech. Strukturní změny jsou charakteristické spíše pro broušení díky velmi rychlému ohřevu a teplotám vyšších než jsou teploty fázových změn. [8] Ke změnám struktury dochází v keramice pouze během výpalu. Slisovaný granulát se vlivem vysokých teplot změní na jednolitou strukturu. Ta je pak stejná v celém objemu tělesa Zpevnění povrchové vrstvy Při obrábění probíhá v povrchové vrstvě deformace způsobená zaoblením břitu nástroje. Síla, která při pohybu působí mezi hřbetem nástroje a obrobenou plochou, vyvolá napětí a plastickou deformaci v povrchových vrstvách. Ta probíhá při teplotách nižších než je teplota rekrystalizační. Díky tomu dojde ke zpevnění povrchové vrstvy. Takto zpevněná vrstva má vyšší tvrdost a pevnost. [9]. Obr. 2.1: Zpevnění povrchové vrstvy [9] r n - poloměr ostří BAC - styčná plocha Δα - zpevněná povrchová vrstva Δα - oblast plastické deformace 13

14 2.2.4 Drsnost povrchu Výsledný povrch je ukazatelem přesnosti použité technologie. Je nemožné docílit naprosto hladkého povrchu. Nástroj za sebou při obrábění zanechává na povrchu stopy. Ty spolu s dalšími nerovnostmi tvoří drsnost povrchu. [10] Drsnost povrchu je složka struktury povrchu s nejmenší roztečí nerovností. Je jedním z činitelů jakosti povrchu. Její hodnota závisí na technologii a technologických podmínkách výroby jako jsou řezné podmínky, materiál a geometrie břitu řezného nástroje, tuhost a pevnost systému stroj-nástroj-obrobek-přípravek a řezným prostředím. Ze známých parametrů obrábění lze vypočítat teoretickou drsnost profilu. Skutečná drsnost bude ale vždy vyšší, a to v důsledku vzniku defektů na obrobené ploše. Naopak v případě, kdy je známá hodnota parametrů drsnosti které chceme dosáhnout, můžeme určit vhodný posuv nástroje s určitým zaoblením hrotu. [10] Obr. 2.2: Podélná a příčná nerovnost [10] Drsnost povrchu na těchto plochách se hodnotí ve směru vektoru řezné rychlosti (podélná drsnost) a také ve směru kolmém na tento vektor (příčná drsnost). Podélná nerovnost vzniká tak, že se při obrábění vtláčí materiál pod zaoblenou řeznou hranu nástroje. V případě, že je mezi příčnou a podélnou nerovností velký rozdíl, hovoříme o orientovaném povrchu. Neorientované plochy, kde je příčná a podélná nerovnost takřka stejná lze dosáhnout například otryskáváním, nebo leptáním. [10] 14

15 2.3 Profil povrchu Povrch je prostorový útvar. Ke zjednodušení hodnocení nerovností povrchu se používá profilová metoda. Profil povrchu vzniká jako průsečnice nerovností povrchu s rovinou řezu kolmou na povrch. Tento systém profilové křivky je založen na dvojrozměrném hodnocení profilu povrchu získaného snímačem měřícího přístroje. Na tomto systému jsou založeny všechny normy hodnocení drsnosti povrchu. [3,11] Obr. 2.3: Vyobrazení profilu povrchu [11] Základní profil P skutečný profil získaný dotykovým snímáním. Představuje dráhu snímacího hrotu měřícího přístroje. Tento profil je složený z tvarových odchylek, vlnitosti a drsnosti. Je základem pro hodnocení parametrů profilu. [12] Obr. 2.4: Nefiltrovaný profil [13] 15

16 Profil drsnosti Profil odvozený ze základního profilu. Při měření drsnosti se nesmí projevit vliv nerovnosti s větší roztečí, jako je vlnitost. Použitím filtru se potlačí vlnitost a díky tomu je možné zkoumat pouze drsnost. Profil drsnosti je základem pro hodnocení parametrů drsnosti. [3] Obr. 2.5: Profil drsnosti [13] Profil vlnitosti Vlnitost může být způsobena chvěním, deformací obrobku a zpevněním materiálu. Příčinou bývá nevyváženost brousícího kotouče, nepřesnost vodících částí nebo malá tuhost. [3] Měřené délky Obr. 2.6: Profil vlnitosti [13] Obr. 2.7: Měřené délky [13] Základní délka (lr) délka ve směru osy x používaná pro rozpoznání nerovnosti charakterizujících daný profil. Má zásadní vliv na hodnotu charakteristik drsnosti povrchu. Proto je nutné volit správnou základní délku k dosažení srovnatelných výsledků měření drsnosti povrchu. [12] 16

17 Délka měřeného úseku (lt) celý úsek, který proběhne snímač přístroje. [14] Vyhodnocovaná délka (ln) délka ve směru osy x, obsahuje jednu nebo více základních délek. [14] Rozběhová délka přední část měřeného úseku, která se nepoužívá k vyhodnocení, ale slouží k náběhu filtrů. [14] Doběhová délka poslední díl měřeného úseku, který se nepoužívá k vyhodnocení veličiny drsnosti, ale slouží k doběhu filtrů. [14] 2.4 Parametry drsnosti Střední aritmetická odchylka profilu Ra aritmetický průměr absolutních odchylek Z(x) v rozsahu základní délky lr. Nevýhodou tohoto parametru je, že dva povrchy se stejnou hodnotou Ra mohou být zcela rozdílné ve svém chování z hlediska funkční spolehlivosti. Z hodnoty Ra si není možné udělat představu o tom, jak byl daný povrch vytvořen. Přesto je parametr Ra jeden z nejčastěji požadovaných. [12] Obr. 2.8: Parametr Ra [12] Největší výška profilu Rz součet výšky Rp největšího výstupku a hloubky Rv nejnižší prohlubně v rozsahu základní délky lr. [12] Obr. 2.9: Odchylky filtrovaného profilu drsnosti [13] Největší výška výstupku profilu Rp výška největšího výstupku profilu v rozsahu základní délky lr. [12] Největší hloubka prohlubně profilu Rv hloubka nejnižší prohlubně profilu v rozsahu základní délky lr. [12] 17

18 Průměrná výška profilu Rc aritmetický průměr výšek od vrcholů výstupků po hloubky prohlubní profilu v rozsahu základní délky lr. [12] Obr. 2.10: Střední vzdálenost výšek elementů profilu [12] Celková výška profilu Rt součet výšky nejvyššího výstupku a hloubky nejnižší prohlubně v rozsahu vyhodnocované délky ln. [12] Průměrná kvadratická úchylka profilu Rq průměrná kvadratická hodnota odchylek Z(x) filtrovaného profilu drsnosti v rozsahu základní délky lr. Parametr Rq má význam při statistickém pozorování profilu povrchu, protože zároveň odpovídá standardní odchylce z profilových souřadnic. [12] Obr. 2.11: Parametr Rq [12] Vyosení (šikmost) Rsk podíl průměrných hodnot třetích mocnin odchylek Z(x) a třetí mocniny hodnoty Rq v rozsahu základní délky lr. Negativní hodnota Rsk odpovídá profilu s málo výstupky, což znamená, že bude vhodný, jako nosná plocha. [12] Obr. 2.12: Parametr Rks [12] 18

19 Špičatost (příkrost) Rku podíl průměrných hodnot čtvrtých mocnin odchylek Z(x) a čtvrtá mocniny hodnoty Rq v rozsahu základní délky lr. Při normálním rozdělení souřadnic profilu Rku = 3, ostřejší výstupky a rýhy Rku 3 a naopak. [12] Obr. 2.13: Parametr Rku [12] Průměrná vzdálenost prvků profilu RSm aritmetický průměr šířek Xs prvků profilu v rozsahu základní délky lr. Vyhodnocení vyžaduje zadání hladiny řezu C1, C2. [13] Obr. 2.14: Parametr RSm [12] Materiálový podíl profilu (nosný podíl) Rmr(c) - Je to procentuální podíl součtu délek materiálových přímek Ml(c) v dané výšce profilu k měřené délce ln. Křivka podílu materiálu udává podíl v závislosti na výšce řezu. Tento materiálový poměr je poměr pouze délek, nikoliv plocha. [13] Obr. 2.15: Materiálový podíl drsnosti [12] 19

20 Křivka materiálového podílu zobrazuje, jak narůstá poměr materiálu v jednotlivých hloubkách řezu. V praxi slouží jako ukazatel, jak se s postupujícím opotřebením zvětšuje nosná délka. Tím, jak se zvětšují dosedací plochy mezi povrchy se zlepšují podmínky pro mazání. Na obrázku 2.16 je znázorněno, jak tvar nosné křivky závisí na šířce výstupků a prohlubní. [15] Obr. 2.16: Křivka materiálového podílu [15] Příčným a podélným měřením lze získat nosné křivky, díky kterým je možné vyhodnocení tvaru povrchu. Nosný podíl plochy v určité poloze řezu se určuje jako součin nosných podílů naměřených v příčném a podélném směru. Při takovémto měření se nebere ohled na rozdíly příčné a podélné nerovnosti v různých místech vyhodnocované plochy. Podélná drsnost také musí byt zaručeně přesně ve směru stop nástroje a příčná drsnost přesně kolmo na ně. To je v praxi jen těžko uskutečnitelné. Vzhledem k nedostatkům tohoto způsobu měření je výhodnější hodnotu nosného podílu plochy měřit jinou, přesnější metodou. Například měřením optickou metodou s využitím odrazu světla. [3] 2.5 Měření a kontrola parametrů drsnosti Porovnáním s etalony drsnosti Tato metoda spočívá v posuzování rozdílů mezi etalony a měřenou plochou. Využívá se buď pouze zraku, nebo jednoduchých mikroskopů. Nevýhodou této metody je poměrně vysoká nepřesnost. Její výsledky závisí především na zkušenostech a způsobilosti pracovníka. [12] Při této metodě je důležité dodržení následujících podmínek: - Etalon a měřená součást musí být ze stejného materiálu - Etalon a měřená součást musí mít stejný tvar - Musí být použita stejná trajektorie obrábění povrchu etalonu a součásti - Musí být zajištěné stejné podmínky pro pozorování (světlo) [12] 20

21 2.5.2 Měření pomocí profilometrů Během použití této metody se po měřeném povrchu posouvá stálou rychlostí měřící dotek s velmi malým zaoblením hrotu. Lze ale také posouvat měřenou plochu pod snímacím hrotem. Hrot opisuje tvar profilu povrchu a tím se pohybuje nahoru a dolů. Při pohybu snímacího hrotu je kladen velký důraz na přímost a rovnoměrnost. Nevýhodou této metody měření je, že při měření dochází k opotřebení měřícího hrotu. Měřením nesmí být způsobeno poškození povrchu. [12] Dotykový profilometr se skládá z mechanické a elektronické části: Mechanická část: - stolek pro umístění měřeného tělesa - rameno se snímacím hrotem - vratný pohyb je vytvořen elektomotorkem, nebo pneumaticky Elektronická část: - převede mechanický signál získaný snímacím hrotem na elektrický signál. Ten se dále zpracuje a výsledkem je číselná hodnota nebo grafický záznam nerovnosti. [12] Obr. 2.17: Schéma profilometru [12] 1 měřená součást 5 filtr 2 snímací hlavice s měřícím hrotem 6 - registrační jednotka 3 posunový mechanismus 7 - jednotka zpracovávající signál 4 zesilovač 8 - zobrazovací jednotka 21

22 Správnost měření závisí na: - poloměru zaoblení hrotu (2µm, 5µm, 10µm) - vrcholový úhel snímacího hrotu (60, 90 ) - přítlačná síla (0,00075 N) - rychlost změny měřící síly - celkové geometrické uspořádání měřícího systému [12] Při měření drsnosti jemně obrobených povrchů jsou i při použití nejpřesnějších profilometrů naměřené hodnoty vždy do určité míry zkreslené. To je způsobeno technicky použitelným zaoblením měřících hrotů. Pokud bychom chtěli přesně měřit nerovnosti povrchu menší než 1µm, je třeba použít optické metody měření. Výhodou optických metod měření je, že při něm nedochází k poškození povrchu ani opotřebení měřidla. Některá měřidla dovolují i posouzení větší části povrchu. [3] Měření optickými metodami Metoda světelného řezu Zařízení pro toto měření se skládá z osvětlovacího a pozorovacího mikroskopu. Jejich optické osy spolu svírají úhel 90. Paprsky projdou zeleným filtrem, kondenzorem a potom štěrbinou, která omezí svazek paprsků do tvaru velmi tenké světelné roviny a je promítán skrz čočky objektivu na měřený povrch. Průnikem světla skrz nerovnosti povrchu vznikne obraz profilu šikmého řezu nerovností plochy. Ten lze pozorovat druhým mikroskopem se stejnými optickými vlastnostmi, jako má mikroskop osvětlovací. Světelný řez je vyobrazen jako úzký zvlněný proužek ve tmavém poli. [3] 1 zdroj světla 2 zelený filtr 3 kondenzor 4 štěrbina 5 čočka objektivu Obr. 2.18: Schéma dvojitého mikroskopu [3] 22

23 Stínová metody světelného řezu Ze zdroje světla prochází paprsky kondenzátorem a zeleným filtrem. Následně se odráží od zrcátka pod úhlem 45 na destičku položenou na měřeném povrchu. Na měřících destičkách jsou vyryty tenké rovnoběžné rysky. Destička se pokládá plochou s vyrytými ryskami na měřenou plochu výrobku ve směru kolmo na stopy obrábění. Stíny rysek vytvoří soustavu rovnoběžných profilů šikmých řezů nerovností povrchu. [3] 1 zdroj světla 2 kondenzor 3 zelený filtr 4 zrcátko 5,7,8 optické čočky 6 testovací destička Obr. 2.19: Schéma mikroskopu pro měření stínovou metodou [3] Interferenční metoda měření Toto měření využívá vlnového chování světla. Paprsky světla vycházející z jednoho zdroje jsou rozděleny na polopropustné rovině do dvou svazků se stejnou vlnovou délkou i frekvencí. Jeden svazek se odrazí od měřené plochy a druhý od přesného rovinného zrcadla. Odražené paprsky se znovu složí na dělící rovině. Dráhy obou paprsků budou mít rozdílnou délku a lze je pozorovat v různých fázích. Podle fázového posunutí dojde k vzájemnému zesílení nebo zeslabení paprsků. Tím vznikne interferenční obrazec v podobě proužků, které se dále používají k měření. [3] S - zdroj světla P 1 měřená plocha S 1,S 2 rozdělené paprsky S 1,S 2 odražené paprsky D polopropustná rovina hranolu P 2 rovinné zrcadlo Obr. 2.20: Princip interferenčního mikroskopu [3] 23

24 Měření nosného podílu válcové plochy Na měřený povrch se přitiskne opticky rovná plocha hranolu. Světelné paprsky projdou boční stěnou hranolu a dopadnou na jeho zrcadlovou plochu pod takovým úhlem, že se od ní odráží. V mikroskopu je vidět jasně osvětlené pole. Místa, kde se vrcholy nerovnosti dotknou hranolu, se jeví jako nepravidelné tmavé skvrny nebo čáry. Vypočtením poměru průřezů tmavých ploch s celkovou měřenou délkou L získáme bezrozměrné číslo nosný podíl. [3] 1 zdroj světla 2,5 optické čočky 3 optický hranol 4 měřená součást 6 zobrazovací rovina 7 okulár Obr. 2.21: Schéma optické metody měření nosného podílu na válcové ploše [3] Měření v odraženém světle (epiprojekce): Kontrolovanou plochu osvětlujeme silným zdrojem světla ze strany objektivu. Metoda vhodná pro plochy kolmé k optické ose. Pozorovaná plocha musí dobře odrážet světlo. Paprsky ze zdroje procházejí kondenzorem a polopropustným zrcadlem na kontrolovanou součást. Od kontrolované plochy se odrážejí zpět na polopropustné zrcadlo a opět na další zrcadlo a jdou objektivem na matnici. Na matnici je vidět světlý obraz zvětšené součásti. [4] 1 zdroj světla 2 kondenzor 3 polopropustné zrcadlo 4 měřená součást 5 zrcadlo 6 objektiv 7 matnice Obr. 2.22: Schéma epiprojekce [12] 24

25 3 Návrh vlastního řešení 3.3 Měřící zařízení Na obrázku 3.1 můžete vidět zařízení pro měření nosného podílu se starší analogovou kamerou. Při použití je toto zařízení chráněno plechovým krytem, aby se na něj nedostaly nečistoty z okolí. Obr. 3.1: Zařízení pro měření nosného podílu Toto měřící zařízení využívá princip epiroprojekce, jenž je popsán v kapitole Měřidla. Skládá se z objektivu, polopropustného zrcadla, zdroje světla, zrcadla a kamery. Zařízení musí být schopno měřenou plochu dostatečné osvětlit, odražený obraz zvětšit a skrze kameru jej promítnout v počítači, kde program obraz zpracuje a vyhodnotí výsledky. Obr. 3.2: Schéma zařízení pro měření nosného podílu 25

26 3.4 Program Vivus Spolu s analogovými kamerami se používal program AnalySIS, který byl vyvinut pro firmu CeramTec. Dokázal vyhodnotit poměr černých a bílých pixelů obrazu měřené plochy a vypočítat nosný podíl měřeného povrchu. Výsledkem byl procentuální poměr bílé plochy k celkové ploše měřeného obrazu. Tato hodnota se zobrazila na monitoru vedle snímaného obrazu měřené součásti. V důsledku přechodu na novější operační systém Windows bylo mimo jiné potřeba aktualizovat tento program. Proto byl vytvořen program Vivus, který pracuje na stejném principu jako AnalySIS. Při měření pracovník porovná naměřené hodnoty s požadavky na výkresové dokumentaci a rozhodne o dalším postupu. Provádí se několik měření na různých místech funkční plochy keramických disků. Součástí mé práce je i ověření spolehlivosti programu Vivus a jeho přesnosti měření nosného podílu plochy s použitím nových kamer. Obr. 3.3: Prostředí programu Vivus 26

27 3.5 Kamery Aby byl program Vivus schopný co nejpřesněji vypočítat hodnotu nosného podílu, je třeba zajistit dostatečnou kvalitu obrazu měřené plochy. Na tu má zásadní vliv kamera. Podmínkou pro výběr nové kamery byl digitální přenos signálu, kompatibilita s operačním systémem Windows 10 a samozřejmě co nejvýhodnější poměr kvality a ceny. Původní analogové kamery byly typu TAYAMA TC A. Na trhu je nyní možné nalézt několik vhodných kamer, které by splňovaly dané podmínky. Cenově nejvýhodnější s vhodnými parametry jsou kamery Dino-Eye AM4023CT. Hlavní výhodou těchto kamer je možnost použití vlastního programu Vivus pro zpracování měřeného obrazu. Jiné kamery pracují jen s programy jejich výrobce. Tab. 1: Parametry kamery Dino-Eye Výrobce Dino-Eye Model AM4023CT Rozlišení 1.3 MPix (1280x1024) Typ senzoru CMOS Max. snímková frekvence 30fps Materiál pouzdra kov Hmotnost 100g Rozměry 48 mm (délka) 32 mm (průměr) Rozhraní USB 2.0 Windows XP, Kompatibilita Vista, 7, 8 a 10, Mac OS 10.4 Cena Kč Obr. 3.4: nová kamera Dino-Eye Přenos digitálního signálu z nových kamer s sebou nese jednodušší propojení s počítačem pomocí USB. Dříve bylo potřeba připojit ke kameře několik kabelů. Během provozu docházelo k jejich uvolňování a poškození. Analogové zapojení bylo velmi náchylné na manipulaci, při které mohlo dojít k degradaci kvality signálu. Tento problém je díky USB připojení vyřešen. 27

28 3.6 Měřená součást Měřenou součástí jsou keramické disky. Tvoří těsnící a regulační část kartuše uvnitř vodovodní baterie u pákového i ventilového mechanismu, elektromagnetických ventilů ovládajících přívod vody v myčce, pračce, kávovarech, nápojových automatech, nebo například ventilů ovládajících mimotělní krevní oběh. Jejich předností je vysoká odolnost proti opotřebení a korozi, vynikající kluzné a těsnící vlastnosti. Tyto destičky přestavením polohy otevírají a zavírají přívod tekutiny. Jejich rozměry jsou v rozmezí 7 mm x 2 mm až 110 mm x 20 mm. Obzvláště vysoké nároky jsou při výrobě kladeny na jejich rovinnost a hodnotu nosného podílu na funkční ploše. [16] Obr. 3.5: Funkce keramických regulačních destiček [16] Hodnota nosného podílu ovlivňuje velikost třecí síly potřebné ke změně polohy destiček a těsnící vlastnosti soustavy. Mezi destičky se aplikuje speciální mazivo. Toto mazivo vyplní nerovnosti materiálu. Znamená to tedy, že čím mají destičky na kontaktní ploše nižší nosný podíl, tím více se mezi ně dostane maziva a tím lépe po sobě kloužou. Díky tomu je k přestavení jejich polohy potřeba menší síly. [16] Problémem však je, že se zvyšujícím se množství maziva klesá přilnavost a s ní i těsnost soustavy. Proto je vždy cílem při volbě nosného podílu najít kompromis mezi těsností a snadnou ovladatelností. Při dodržení stanovené hodnoty nosného podílu by mělo mazivo uložené v nerovnostech povrchu na dva miliony cyklů. [16] 28

29 Materiál Regulační disky, na kterých se měření provádí, jsou z materiálu aluminium oxid (Al 2 O 3 ) také známý jako aluminia. Jeho základ tvoří Bauxit, žlutohnědý kámen pojmenovaný po svém objeviteli Les Bauxovi. Během vícestupňového procesu vznikne Al 2 O 3 ve formě velmi jemného prášku. [16] Existují varianty s hrubou i jemnou zrnitostí. Příkladem využití keramiky oxidu hlinitého v praxi jsou robustní tvářecí nástroje, substráty a jádra rezistorů v elektronickém průmyslu, dlaždice na ochranu proti opotřebení a balistiku, vodiče nití v textilním inženýrství, těsnicí a regulační disky pro vodovodní kohouty a ventily, tepelné jímky pro osvětlovací systémy, ochranné trubky v tepelných procesech nebo nosiče katalyzátorů pro chemický průmysl. [17] Vlastnosti oxidu hlinitého: - Velmi dobrá elektrická izolace - Mechanická pevnost (300 až 630 MPa) - Velmi vysoká pevnost v tlaku (2000 až 4000 MPa) - Vysoká tvrdost (15 až 19 GPa) - Mírná tepelná vodivost - Vysoká odolnost proti korozi a opotřebení - Dobré kluzné vlastnosti - Nízká hustota (3,75 až 3,95 g/cm3) - Provozní teplota bez mechanického zatížení 1000 až 1500 C - Bioinertní a kompatibilní s potravinami [18] Obr. 3.6: Hrubozrnný oxid hlinitý [17] 29

30 Opracování Funkční plochy keramických disků se opracovávají lapováním. Během tohoto procesu lze ovlivnit hodnotu nosného podílu teplotou lapovacího kola, nebo hrubostí diamantových zrn v olejové emulzi. Emulze se skládá ze saponátu, oleje a diamantových částic. Pokud budou diamantová zrna jemná, dojde k zahlazení výstupků na lapované ploše a tím ke zvětšení materiálového podílu, jak je znázorněno na obrázku 3.7. Naopak při použití hrubších diamantovách zrn dojde k vytvoření rýh. Tím se hodnota nosného podílu sníží. Obr. 3.7: Změna profilu povrchu po lapování [17] Pracovníci provádějí měření nosného podílu na třech kusech po každém cyklu. Tyto kusy jsou vybrány z různých průměru lapujícího kola, aby byla zaručená celková kontrola. Cyklus lapování pracovníci opakují, dokud nedosáhnou požadovaných hodnot. Obvyklá tolerance je 20%. Výsledky tohoto měření nejsou ukládány a slouží pouze pro regulaci cyklu a průběžnou kontrolu rozměrů. Po lapování následují operace mytí, třídění, celková kontrola kvality a expedice. Při závěrečné kontrole se naměřené výsledky ukládají společně s popisem daného kusu. Výsledný protokol obsahuje informace jako číslo materiálu, šarže a čas měření. 30

31 3.9 Ověření přesnosti a stability měřícího systému Po zakoupení nové kamery a instalaci programu Vivus jsem provedl měření referenčních vzorků s cílem ověřit chování a přesnost měřícího systému. Dryhým měřením jsem zjišťoval, zda je systém schopen i po určitém čase dosáhnout stejné úrovně přesnosti měření i po určitém čase v provozu. Měřil jsem referenční vzorky z čistého materiálu Al 2 O 3 s přesně definovanou hodnotou nosného podílu a to 45%, 57%, 67%, a 77%. Tyto vzorky byly schváleny mateřskou společností v Německu i cílovým zákazníkem. Jsou označeny jako Teil 1 až 4. Vzorky se pravidelně přeměřují v Německu a o tomto měření je sepsán protokol (příloha C), který obsahuje 5 naměřených hodnot každého vzorku. Podle požadavků vedení firmy nesmí rozdíl naměřené maximální a minimální hodnoty přesáhnout 3%. Obr. 3.8: Schválené měření referenčních vzorků Vzorky jsou v podobě jednoduchých kroužků. Mají označenou oblast v podobě kruhové rýhy, kde se provádí měření. Na stranách kroužků jsou zářezy pro snadné rozlišování. Referenční vzorky se používají pro kalibraci přístroje. Já je při svém měření použil pro ověření stability systému a přesnosti měření. Obr. 3.9: Referenční vzorek 31

32 První měření jsem provedl dne v čase 12:00 až 12:48 na měřícím zařízení s novou kamerou umístěného v místnosti třídírna. Teplota v místnosti byla 24,5 C. Druhé měření jsem provedl dne v čase 16:00 až 16:36. Teplota v místnosti byla 24,7 C. Obr. 3.10: Teplota během prvního (vlevo) a druhého (vpravo) měření V obou případech jsem stokrát měřil vyznačenou oblast u každého vzorku zvlášť. Při měření jsem vzorek pokaždé odebral a znovu vložil na měřící zařízení. Posouval jsem ho tak, abych se dostal do vyznačené oblasti. Naměřené hodnoty jsem zapsal do tabulek (viz příloha A a B) a provedl vyhodnocení naměřených hodnot Výsledky V následujících grafech jsou vyobrazeny naměřené hodnoty. Body min. a max. představují minimální a maximální naměřenou hodnotu na jednotlivých vzorcích. Hlavní sledovaná hodnota je rozdíl mezi min. a max. naměřenou hodnotou. Ten nesmí přesáhnout 3%. 32

33 Výsledky prvního měření dne Graf 1: Průběh prvního měření vzorku Teil 1 Nosný podíl v % 46,5 46, , ,5 44, Počet měření naměřené hodnoty Teil 1 min max Tab. 2.1: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 1 (první měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 45% 45,45% 44,12% 46,29% 1,29% 2,17% Graf 2: Průběh prvního měření vzorku Teil ,45 Nosný podíl v % 58, , , ,75 55, Počet měření naměřené hodnoty Teil 2 min max Tab. 2.2: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 2 (první měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 33 57% 57,31% 55,75% 58,45% 1,45% 2,7%

34 Graf 3: Průběh prvního měření vzorku Teil 3 68,5 68,4 Nosný podíl v % 68 67, , ,74 65, Počet měření naměřené hodnoty Teil 3 min max Tab. 2.3: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 3 (první měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 67% 67,18% 65,74% 68,4% 1,26% 2,66% Graf 4: Průběh prvního měření vzorku Teil 4 78, , ,5 76,14 76 Počet měření naměřené hodnoty Teil 4 min max Tab. 2.4: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 4 (první měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 34 77% 77,50% 76,14% 78,32% 1,32% 2,18% ,5 1 Nosný podíl v % 78,5

35 Výsledky druhého měření dne Graf 5: Průběh druhého měření vzorku Teil 1 Nosný podíl v % 46,5 46, , ,5 44, Počet měření naměřené hodnoty Teil 1 min max Tab. 3.1: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 1(druhé měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 45% 45,35% 44,07% 46,45% 1,45% 2,38% Graf 6: Průběh druhého měření vzorku Teil ,64 Nosný podíl v % 58, , , ,87 55, Počet měření naměřené hodnoty Teil 2 min max Tab. 3.2: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 2 (druhé měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 35 57% 57,12% 55,87% 58,64% 1,64% 2,77%

36 Graf 7: Průběh druhého měření vzorku Teil 3 Nosný podíl v % 68,5 68, , , ,59 65, Počet měření naměřené hodnoty Teil 3 min max Tab. 3.3: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 3 (druhé měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 67% 67,11% 65,59% 68,39% 1,41% 2,8% Graf 8: Průběh druhého měření vzorku Teil 4 Nosný podíl v % 78,5 78, , , ,64 75, Počet měření naměřené hodnoty Teil 4 min max Tab. 3.4: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 4 (druhé měření) Jmenovitá hodnota Průměrná naměřená hodnota min. hodnota max. hodnota Nejvyšší odchylka od jmenovité hodnoty Rozdíl min. a max. naměřené hodnoty 36 77% 76,78% 75,64% 75,43% 1,43% 2,79%

37 4. Diskuze k navrženému řešení Z naměřených hodnot vyplývá, že systém měří s maximální odchylkou 1,64% od jmenovité hodnoty referenčního vzorku. Ze všech měření byl největší rozdíl mezi minimální a maximální naměřenou hodnotou 2,8%. Tím že rozdíl naměřené maximální a minimální hodnoty nepřesáhnul 3% byla dodržena podmínka vedení firmy. Hodnota nosného podílu se na vyznačené ploše referenčním vzorku mírně liší a není možné ji zajistit na celé ploše naprosto stejnou. Rozdíl maximálně do 3% se přisuzuje nepřesnosti referenčního vzorku. Pokud by systém naměřil vyšší odchylku, znamenalo by to chybu měřícího systému. Během obou měření pracoval program Vivus bezproblémově a plynule. Měřící systém s využitím nových kamer tedy nejen dosáhl požadované úrovně přesnosti měření, ale také splnil požadavky na funkční propojení kamer s novými počítači a kompatibilitou s programem Vivus. Nevýhodou této metody měření je, že ji nelze využít u všech materiálů. Například u měření součástí z karbidu křemíku nedochází k dostatečnému kontrastu na měřené ploše a program tak není schopný spolehlivě vyhodnotit naměřené hodnoty. Proto tento způsob měření nevyužívá velké množství firem. Nicméně při výrobě regulačních a těsnících keramických disků tvoří nepostradatelnou součást výrobního procesu. Bez něj by nebylo možné zaručit přesné parametry výrobku, které jsou zásadní pro jejich správnou funkci. Tab. 4: Porovnání získaných hodnot Teil 1 Teil 2 Teil 3 Teil 4 Jmenovitá hodnota Průměrná hodnota Měření 1 Měření 2 Měření 1 Měření 2 Měření 1 Měření 2 Měření 1 45% 57% 67% 77% Měření 2 45,45% 45,35% 57,31% 57,12% 67,18% 67,11% 77,50% 76,78% min. hodnota 44,12% 44,07% 55,75% 55,87% 65,74% 65,59% 76,14% 75,64% max. hodnota 46,29% 46,45% 58,45% 58,64% 68,4% 68,39% 78,32% 75,43% Nejvyšší odchylka Rozdíl min. a max. 1,29% 1,45% 1,45% 1,64% 1,26% 1,41% 1,32% 1,43% 2,17% 2,38% 2,7% 2,77% 2,66% 2,8% 2,18% 2,79% 37

38 5. Technicko-ekonomické zhodnocení Celkové výdaje na modernizaci kamerového systému byly Kč. Této relativně nízké částky bylo dosaženo především díky nalezení výhodné nabídky vhodných kamer a využití na zakázku vytvořeného programu Vivus. Ten na rozdíl od softwarů nabízených k jiným kamerám lze ve firmě CeramTec neomezeně kopírovat a využít jej tak pro všechny pracoviště. Pro srovnání podobný program Quick PHOTO MICRO 3.1 sice má více funkcí, ale pro toto dané měření by byly nadbytečné. Také by bylo třeba zakoupit tento program pro všech 6 pracovišť zvlášť a to by značně zvýšilo náklady. Tab. 5.1: Výdaje za modernizaci Kamery Software Celkové výdaje Typ Cena (6ks) Typ Cena Dino-Eye Kč Vivus Kč Kč Od kompletní modernizace měřícího systému, která proběhla v lednu roku 2017 byl do března zaznamenán pokles nutných oprav regulačních disků o 1,87%. Jedním z faktorů které mají vliv na tuto hodnotu je kvalita měření nosného podílu. Pokud po lapování byla pracovníky naměřená hodnota hraniční, stávalo se že při závěrečném měření hodnoty přesahovaly stanovené maximum. To bylo způsobeno vyšší nepřesností analogových kamer. Lze tedy předpokládat, že modernizace kamer byla jedním z činitelů, které ovlivnili pokles počtu nutných oprav. Výsledkem je úspora financí a času, kterou by jinak pracovníci strávili opravami. Tab. 5.2: Opravy v roce 2017 Počet opravovaných kusú Podíl z celkového počtu vyráběných kusů Odpracované hodiny (h) Strojní čas (h) Celkové výdaje Leden ,73% 145,2 188, Kč Únor ,31% 114,2 149, Kč Březen ,86% 113,4 143, Kč 38

39 Závěr Během vypracování bakalářské práce jsem měl možnost zabývat se reálnou problematikou ve spolupráci s oddělením metrologie ve firmě CeramTec. Díky přátelskému přístupu jsem získal dostatek informací a výsledků nezbytných pro svou práci. Prvním měřením bylo ověřeno, zda je zvolená kamera vhodná, a zda je s ní zařízení schopno spolehlivě měřit. Rovněž byla zkoumána spolehlivost aktualizované verze programu pro toto měření. Po pozitivních výsledcích byly dokoupeny zbylé kamery. Druhé měření mělo za cíl ověřit spolehlivost měření po určitém čase v provozu. Ve všech případech měřící zařízení vyhovělo daným požadavkům. Navíc byl po modernizaci zaznamenán nižší počet nutných oprav měřených kusů. Na základě mých výsledků a faktu, že k dnešnímu dni nedošlo k žádným komplikacím ani závadám, hodnotím modernizaci měřícího systému jako úspěšnou. Keramické disky ve vodovodních kartuších jsou součástí většiny domácností po celém světě. Jejich bezproblémovou funkčnost tedy očekává nespočetné množství lidí. Ještě důležitější je záruka co nejvyšší přesnosti u disků využívaných ve zdravotnickém průmyslu. Proto je třeba se neustále soustředit na rozvoj přístrojů, které ověřují jejich kvalitu. Poděkování Chtěl bych touto cestou poděkovat všem, kteří mi poskytli podporu a informace o dané problematice. Především bych chtěl poděkovat vedoucímu bakalářské práce Doc. Ing. Vladimíru Vrbovi a vedoucímu oddělení metrologie Ing. Tomáši Žaitlíkovi z firmy CeramTec s.r.o. 39

40 Použitá literatura [1] PETŘKOVSKÁ, Lenka a Lenka ČEPOVÁ. Strojírenská metrologie: studijní opora "Strojírenská metrologie". Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, ISBN [2] PETŘKOVSKÁ, Lenka a Lenka ČEPOVÁ. Metrologie a řízení kvality: učební text. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, ISBN [3] BUMBÁLEK, Bohumil, Vladimír ODVODY a Bohuslav OŠŤÁDAL. Drsnost povrchu. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, [4] Ceramtec.cz [online]. [cit ]. Dostupné z: [5] BUMBÁLEK, Bohumil. INTEGRITA POVRCHU A JEJÍ VÝZNAM [online]. In:. s. 6 [cit ]. Dostupné z: [6] GORDEYKO, Diana. Integrita povrchu pro obrábění [online]. Praha, 2015 [cit ]. Dostupné z: Diana-Bakalarska%20prace.pdf?sequence=-1. Bakalářská práce. ČVUT v Praze. Vedoucí práce Ing. Vítězslav Rázek, CSc. [7] MÁDL, Jan. Teorie obrábění. Praha : ČVUT, str Číslo publikace [8] MÁDL, Jan. Jakost obráběných povrchů. Ústí nad Labem: Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem, ÚTŘV, ISBN [9] DRIENSKY, Dušan, Pavel FÚRIK, Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. 1. vyd. Praha: SNTL, s. [10] ČEP, Robert a Jana PETRŮ. Experimentální metody v obrábění: učební text. Ostrava: VŠB-TUO, Fakulta strojní, Katedra obrábění a montáže, ISBN [11] KLETEČKA, Jaroslav a Petr FOŘT. Technické kreslení. 2., opr. vyd. Brno: ComputerPress, Učebnice (Computer Press). ISBN [12] TICHÁ, Šárka. Strojírenská metrologie. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, ISBN

41 [13] Systém měření drsnost - parametry drsnosti: hommel plakat drsnost 1000x700mm. Hommel-etamic.cz [online]. [cit ]. Dostupné z: [14] HOMMELWERKE GMBH. Příručka měření povrchů. Mühlhausen, [15] HAVLÍK, Luboš. Integrita povrchu při vystružování s využitím vystružovací hlavice MT3 [online]. Brno, 2011 [cit ]. Dostupné z: Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství. Vedoucí práce Ing. Karel Kouřil, Ph.D. [16] LINSMEIER, Klaus-Dieter. Technical Ceramics: The material of choice for the most demanding applications [17] Oxidová keramika oxid hlinitý (Al2O3). Ceramtec.cz [online]. [cit ]. Dostupné z: 41

42 Seznam tabulek Tab. 1: Parametry kamery Dino-Eye...27 Tab. 2.1: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 1 (první měření)...33 Tab. 2.2: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 2 (první měření)...33 Tab. 2.3: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 3 (první měření)...34 Tab. 2.4: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 4 (první měření)...34 Tab. 3.1: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 1 (druhé měření)...35 Tab. 3.2: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 2 (druhé měření)...35 Tab. 3.3: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 3 (druhé měření)...36 Tab. 3.4: Tabulka získaných hodnot vzorku Teil 4 (druhé měření)...36 Tab. 4: Porovnání získaných hodnot...37 Tab. 5.1: Výdaje za modernizaci...38 Tab. 5.2: Opravy v roce Seznam grafů Graf 1: Průběh prvního měření vzorku Teil Graf 2: Průběh prvního měření vzorku Teil Graf 3: Průběh prvního měření vzorku Teil Graf 4: Průběh prvního měření vzorku Teil Graf 5: Průběh druhého měření vzorku Teil Graf 6: Průběh druhého měření vzorku Teil Graf 7: Průběh druhého měření vzorku Teil Graf 8: Průběh druhého měření vzorku Teil

43 Seznam příloh Příloha A Tabulka naměřených hodnot nosného podílu dne Příloha B Tabulka naměřených hodnot nosného podílu dne Příloha C Protokol měření referenčních vzorků 43