APPLICATIONREPORT Měření velkých dílů laser trackerem OMNITRAC TRACKER3 Ultraportable Laser Tracker Automated Precision Europe GmbH Im Breitspiel 17 69126 Heidelberg Tel: +49 (0) 6221 729 805 0 Fax: +49 (0) 6221 729 805 23
Měření velkých dílů laser trackerem Toshulin a.s. Nestává se zrovna často, aby návštěva u dodavatele byla takto významnou událostí, ale přesně to se stalo při návštěvě zástupců Toshulin, známého výrobce vertikálních soustruhů z Hulína, při návštěvě svého dodavatele v Německu na konci roku 2008. Zástupci Toshulin si ještě naposledy měli zkontrolovat velké obrobky před jejich dodáním do Česka. Tak zaměstnanci Toshulin na vlastní oči uviděli měření pomocí laserové technologie, která byla schopna měřit velké díly rychle a hlavně velmi přesně. Tam si také poprvé uvědomili potenciál laser trackeru, kterým se měření provádělo. Oddělení Řízení kvality, pod vedením ředitele interního auditu Martina Kvapilíka, po návratu do vlastního závodu, podrobilo všechny takové dostupné systémy komplexnímu srovnávání, jehož závěry měly určit nákup jejich vlastního laserového měřicího systému. Vítězem se s přehledem stal Laser Tracker společnosti Automated Precision Inc. (API). Navíc tento systém, na základě vlastních zkušeností, doporučoval jejich největší německý dodavatel, který na něm chválil mimo jiné zejména kompaktnost. Laserový systém byl menší a lehčí, než všechny konkurenční. Toshulin plánoval nasazení laserových měřicích systémů nejen ve vlastním závodě, ale také při očekávaných měřeních v prostorách jeho dodavatelů a zákazníků.
Měření na sestavě vertikálního soustruhu. S Intelliprobe od API, která se drží v ruce, mohou být měřeny také skryté hrany a drážky, které nejsou v přímém dosahu laserového paprsku. Laser tracker je vidět v popředí. Společnost, která je v osobním vlastnictví, má již mnoho let dobré vztahy s hlavními výrobci v leteckém průmyslu. Jejími hlavními produkty jsou soustruhy a vertikální obráběcí centra, které jsou používány také v ropném, dopravním a zbrojním průmyslu. Laser tracker: Pro velké komponenty Krátce po návštěvě se management rozhodl objednat laser tracker a současně investoval do nového měřicího stroje. Od začátku bylo jasné, že většinu velkých dílů nebude možné tímto měřicím strojem měřit. Laserový měřicí systém by měl být používán právě z těchto důvodu a dále pro měření při montážích těchto jejich strojů. Nejde pouze o skutečnost, že významně ušetříme montážní čas, protože nyní se obejdeme bez spousty kroků, které byly dříve potřeba pro zajištění procesní spolehlivosti. říká Martin Kvapilík, ředitel Interního auditu Toshulin. Nyní jsme schopni ověřit výsledky měření pomocí laser trackeru mnohem snadněji a lépe než předtím, laser trackery jsou stabilnější a bezpečnější. V Toshulin pracují s tímto novým měřicím systémem celkem tři zaměstnanci; hlavní použití zahrnuje ustavení vzájemné polohy různých hlavních komponentů stroje jako je stojan a otočný stůl.
Ačkoliv mnoho běžných základních montážních sestav může být použito dle projektového plánu, Toshulin nevyrábí na sklad, ale zaměřuje se na projektově orientované zakázky pro celosvětový trh s těžko dosažitelnými zákaznickými požadavky na vývoj, který předchází samotné výrobě. Intenzivní výměna informací se zákazníkem se uskutečňuje v průběhu celé vývojové i výrobní fáze a mnoho požadovaných testů s ohledem na přesnost strojů a na nich vyráběných dílů je založeno na měření s laser trackerem, jehož schopnost uskutečňovat měření na různých místech usnadňuje realizaci úprav. Měření skrytých prvků Ne všechny struktury a geometrické tvary se dají snadno měřit laser trackerem. Fyzikálním principem optického měření je dáno, že při laserovém měření musí měřené body ležet na ničím nepřerušené spojnici mezi hlavou laser trackeru a měřenou součástí většinou ve vzdálenosti do 60 metrů, která umožňuje měření velkých obrobků které ale musí být přímo dostupné pro laserový paprsek. Paprsek musí být schopen dosvítit do kulového odražeče (SMR), odkud je paprsek odražen zpět do optického systému trackeru. Foto: Krones AG Pro měření skrytých prvků, jako např. drážek, úkosů či skrytých hran, používají v Toshulin dotykovou sondu API Intelliprobe. Na rozdíl od konkurenčních systémů, 6DOF sensor, díky integrovanému polohovému čidlu, nevyžaduje postranní kameru trackeru. Z tohoto důvodu není přesnost závislá na vzdálenosti od trackeru. Další výhodou této koncepce je, že tracker může být dotykovou sondou dovybaven dodatečně be jakéhokoli zásahu do hlavice laser trackeru. Sonda Foto: Toshulin Intelliprobe od API je dostupná v několika verzích, buďto s dotekovým hrotem, nebo s integrovaným scannerem pro bezkontaktní měření. Mezi aplikace API trackeru patří scanování modelu, Měření pomocí Intelliprobe provádí inženýr Leoš Smolka. Může měřit rovinnost, průměr a polohu vyvrtaných děr a pozice jednoho stojanu k druhému a ke sklíčidlu. stejně jako měření povrchu velmi velkých měřených objektů a komponentů se záznamem 3D mraku bodů.
Posun k hranicím současných technologických možností Stroje z Toshulin pracují na hranici technických možností a proto je obzvlášť důležité věnovat pozornost teplotní stabilitě stroje. Použití teplotního sensoru a kompenzační jednotky laser trackeru zajistí, že všechna měření budou uskutečněna korektně za všech okolních podmínek. Toshulin má ambiciózní plán pro blízkou budoucnost. Plánuje nasazení systému API Active Target, což je motorizovaný odražeč (SMR), který se dokáže sám natáčet tak, aby neustále sledoval hlavu trackeru a Měření karuselu. Měření jsou prováděna pomocí kulového odražeče (SMR), jehož zabudovaná soustava zrcadel (koutový odražeč) odráží laserový paprsek do svého středu a poté přesně nazpět do optické soustavy laser trackeru. odrážel laserový paprsek bez nutnosti vnějšího zásahu. Je tedy také možné sledovat (trackovat) pohybující se objekty a laser trackerem měřit jejich trajektorii. Použití těchto inteligentních odražečů umožní značnou automatizaci kalibrace obráběcích strojů. Active Target a Laser Tracker společně se softwarem VEC od API, pro korekci prostorových chyb, poskytnou příležitost podstatně zvýšit přesnost obráběcích strojů. Vyhlídka brzkého použití takové měřicí technologie v Toshulin je tedy pozitivní koneckonců špičkové obráběcí stroje a inovativní měřicí technologie si spolu rozumí. O Toshulin a.s. Toshulin a.s. založená v roce 1949, s ústředím a výrobními prostory v Hulíně, dosud dodala více, než 13.500 strojů do 60 zemí světa a je jedním z vedoucích výrobců vertikálních soustruhů. Se svými 380 zaměstnanci, ze kterých se 50 přímo podílí Foto: Krones na AG vývoji Toshulin nejen že vyvíjí a vyrábí soustruhy se stoly o průměru 1.250 až 5.000 mm, ale také automatický měnič nástrojů se zásobníkem pro až 96 nástrojů. Dále dodává kompletní vertikální trojosá výrobní centra a pohony pro rotační nástroje, které umožňují vysoce výkonné obrábění (hrubování i jemné obrábění). Stroje jsou vybaveny moderními ovládacími centry od společností Siemens, Fanuc nebo Bosch. Pomocí tradičních konstrukčních postupů a komponent vyrábí Toshulin zákazníkem specifikované soustruhy pro široký rozsah použití, zejména pro letecký průmysl. Jeho dobře známí zákazníci jsou např. Rolls-Royce, General Electric a Pratt & Whitney. Další využití nalézají tyto stroje v ropném, dopravním, zbrojním a zdravotnickém průmyslu, např. při výrobě tomografů a RTG jednotek. Společnost také provádí modernizaci a opravy obráběcích strojů. Webová stránka: www.toshulin.cz Kontaktní osoba: Martin Kvapilik, martin.kvapilik@toshulin.cz TOSHULIN, a.s. Wolkerova 845 768 24 Hulín Czech republic