SIEMENS
PointX - news (2016)
Axiom
Google překladač: English Deutsch

Exkluzivní partner sekce

Siemens
Dassault - SolidWorks
SIEMENS - PLM
Control

GOPAS - CAD kurzy

Více kurzů

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

Metrologie v procesech tváření plechových výlisků

Autor článku: Karel Heinige   

Tags: 3D skenování | ATOS | Correlate | GOM | INSPECT | MCAE | Metrologie | PONTOS | ScanBox

metrologie ilustracniSeminář o 3D metrologii spjaté s tvářením plechových výlisků uspořádala firma MCAE Systems na přelomu února a března 2017 hned ve dvou lokalitách – v Ostravě a Kuřimi. Akce byla součástí řady mezinárodních seminářů firmy GOM, konaných od ledna do dubna 2017 na třiadvaceti různých místech od Asie až po Ameriku. GOM pořádá tyto akce se svými partnery s cílem zprostředkovat technologické a metrologické know-how nejen konstruktérům a výrobcům lisovacích nástrojů, ale i odborníkům z oblasti výzkumu a vývoje, výroby a zabezpečování kvality výroby z celého světa.

O přivítání přítomných a seznámení s programem se postarala Helena Matalová, teoretickým úvodem pak začal Bronislav Zvardoň. Nejprve se krátce zmínil o firmě GOM a jejích měřicích systémech, které se používají při lisování, ohýbání, tažení a tváření plechových výlisků k zajištění trvalé kvality procesu výroby – od určování materiálových vlastností, přes rychlejší zapracování nástroje a první inspekci výrobku až po průběžnou kontrolu sériové výroby a analýzu trendů odchylek.

Pomocí systémů GOM lze získat přesné materiálové charakteristiky, jako je např. limitní křivka tváření, která je potřebná při návrhu a simulacích plechových výlisků. Pak přichází na řadu klasický návrh celkové geometrie plechového dílu v CAD a výroba a zapracování nástrojů. Během zapracování lisovacího nástroje je u plechových výlisků kontrolován jejich tvar, rozměr a materiálové vady. Jde o parametry, jako jsou geometrie dílu, odpružení, ostřih, poloha otvorů, tloušťka materiálu a reálné deformace vůči limitním hodnotám. U kontroly kvality sériové výroby je možné všechna měření a inspekci automatizovat.

Vznik plechového dílu od začátku do konce

Bronislav Zvardoň ukázal posloupnost kroků od návrhu a CAD modelu přes analýzu, simulace, až po sériovou výrobu se sériovou kontrolou a montáž. V celém procesu je mnoho míst, kde je vhodné používat produkty firmy GOM, ať už jde o hardwarové prostředky ke skenováni, nebo specializované softwary. Například při volbě materiálu se používá optický měřicí systém Aramis, což je dvoukamerový systém pro měření deformací materiálu. Při návrhu lisovacího nástroje se dá využít skenerů Atos, kdy fungují jako efektivní způsob měření při výrobě prototypových lisovacích nástrojů. Získané 3D skeny mají velkou kvalitu a přesnost, takže se dají použít například pro optimalizaci ostřihu i pro rekonstrukci CAD ploch na skenovaných dílech.

metrologie 1

Prvním krokem, pokud se bavíme o velkých nástrojích používaných v automobilovém nebo leteckém průmyslu, je výroba odlitku, že kterého později vznikne lisovací nástroj. I zde se používá optický skener Atos. Jednak pro naskenování odlitku, kdy je možné použití skenu pro hrubovací program, a dále se dá použít funkce tzv. zpětné projekce, kdy je účelem optimálně využít každý odlitek z hlediska technologie.

Zapracování lisovacích nástrojů – máme vytvořený odlitek, který ofrézujeme a děláme zkušební vzorky, testujme. V tomto okamžiku můžeme použít skener Atos pro komplexní měření prvních výlisků a celkové mapování odchylek. Využíváme plošný sken, můžeme řešit ostřihy, odpružení, prostřižené díry, odlehčené rádiusy a celou řadu prvků na výlisku tak, abychom se dostali z hlediska funkce a tvaru co nejrychleji k relevantnímu stavu. V případě oboustranného skenu se dá řešit i tloušťka materiálu. Na základě získaných výsledků se provádí korekce lisovacího nářadí.

Na životnost výlisku má vliv nejen konstrukce lisovacího nástroje, ale i samotné chování lisu. V tento okamžik se dají využít dva nabízené systémy firmy GOM. Jednak je to fotogrammetrický systém Tritop, který můžeme použít například pro měření v lisu. Nyní, v okamžiku, kdy je hotový výlisek, je naskenovaný a má prověřenou geometrii, zatím nevíme o výlisku nic z hlediska technologie tváření. Zde můžeme využít optický systém Argus, což je systém přímo určený k měření výlisků. Získáme výsledek v podobě barevné mapy, která dává informaci o hlavním a vedlejším přetvoření, o tloušťce výlisku, případně ztenčení, ukáže i kritické místo. S tím souvisí simulační výpočty, opětovné použití skeneru Atos a zjišťování limitních hodnot materiálu pro tváření.

V procesním řetězci tváření plechů se dostáváme k prvním vylisovaným dílům a jejich inspekci, kdy je dobré si archivovat finální stav lisovacího nástroje. Při následujícím kroku, kterým je sériová výroba, je možné využít zařízení Atos ScanBox s automatizovaným měřením. Na sériovou výrobu navazuje zpracování výsledků ze sériové výroby, čili statistické sledování stability výroby.

Se sériovou výrobou souvisí údržba lisovacího nářadí, opotřebení, výroba náhradních dílů, kdy skenováním nástroje po určitém čase můžeme porovnávat skeny a souvisící opotřebení, místa s poškozením apod. Finální fází je montáž, kdy se dají skenery používat i pro měření sestav a podsestav a použít funkci tzv. zpětné korekce. Zde se dají využít softwarové varianty Atos Live a Pontos Live.

metrologie 2

Zařízení GOM Atos ScanBox

Další části se ujal Ambróz Both a zmínil se o průmyslovém 3D měření skenery Atos. Automatizace je dána spojením skeneru s průmyslovými roboty. Hovořil o porovnání dotykového a automatizovaného měření, kdy měření ve ScanBoxu vychází na polovinu času. Používá se zvláště v automobilovém průmyslu, kde ScanBox umožňuje měřit/skenovat celý svařenec karosérie auta zvenku i zevnitř.

Robert Navrátil z MCAE pak ukázal konkrétní případ použití ovládacího programu pro ScanBoxy GOM Inspectu, simulaci poloh skenování s ručním nastavením. Na inspekční prvky lze generovat automaticky skenovací program, kterým lze dále optimalizovat cesty robota z hlediska času, ale i možných kolizí s modelem, se stěnou boxu nebo sama se sebou. Vytvořit se dá i off-line inspekce, neboli si předchystat protokoly.

Další funkcí je barevná mapa odchylek, což je vzdálenost naskenované sítě od 3D modelu. Hlídají se hrany, kruhové a oválné otvory apod.

Skenování sice může probíhat za jakékoliv teploty a skener je možné dát vždy automatizovaně zkalibrovat, ale teplotně pracují hlavně díly. Proto se vždy doporučuje mít ScanBox i měřené díly v klimatizovaném prostoru.

metrologie 3

Ukázka využití u konkrétního zákazníka

Jiří Palčík z Kovovýroby Hoffmann poté zprostředkoval pohled konkrétního uživatele, který produkty zmíněné v teoretické části semináře používá ve výrobě lisovacího prototypového i sériového nářadí. Ve svém provozu mají instalovány systémy GOM Atos Triple Scan s příslušenstvím a nověji také Atos Core hlavně pro skenování interiérů. Používají skenování pro kontrolu polystyrénových modelů, vstupní inspekci odlitků, optimalizaci drah a orýsování odlitků nebo při finální kontrole nářadí. Začínají fotogrammetrií nářadí v zatíženém lisu, kde je maximální možný čas simulace 3 minuty, dají se zvládnout i opravdu velké kusy. Používají samolepicí body a adaptéry vsazované do děr, otvorů, hran apod. Nářadí se poté demontuje, převeze na klimatizované pracoviště a pořizují se fotogrammetrie jednotlivých operací. Následoval ještě další popis pracovních postupů i záznamů jednotlivých měření. Na závěr si Jiří Palčík posteskl, že doposud nemají ScanBox s robotickým měření a robotem je on sám.

Vyhodnocování naskenovaných dat

Poté opět pokračoval Robert Navrátil s tematikou vyhodnocení naskenovaných dat. Představil GOM hardware a software. Zmínil inspekci naskenovaných dat v softwaru GOM Inspect Professional. Ten umožňuje načítání dat ze všech možných CAD programů, není potřeba cokoliv dokupovat.
Praktická ukázka představila práci s programem, nastavením zobrazení, práci s řezem atd.

V GOM Inspectu je možné otevřít více stavů nazývaných stage. Pro tyto práce jsou se skenery dodávány výkonné GOM počítače se dvěma procesory po deseti jádrech a 64 GB RAM paměti, takže vše probíhá rychleji než na přednášce z notebooku.

Sofistikovanějšími nástroji profesionální verze GOM Inspection jsou Analýza GD&T s vyhodnocením barevnou mapou odchylek, Analýza lokálních vad povrchu – opět s pomocí barevné mapy odchylek, Character line – Analýza křivosti vycházející z designové křivky (lajny), Character line – Analýza poloměrů. Poslední zmíněnou analýzou byla Virtuální montáž. Opět se pracuje s barevnou mapou odchylek na seskládaných skenech. Optimalizují se spáry a přesazení.

GOM Correlate Professional se používá pro měření deformací v rámci zkoušek materiálu, k analýzám pohybu atd.

Bezplatné softwary GOM Inspect a Correlate fungují jako výborné prohlížeče, ale mohou pracovat jen s jedním projektem a také chybí možnost načítat některé CAD soubory, zvláště ty z dražších produktů.

metrologie 4

Ukázky pracovišť

V odpoledním programu byly naplánovány workshopy, tedy praktické živé prezentace, které představily výsledky nejnovějšího vývoje na poli 3D metrologie a v oblasti měřicího a inspekčního softwaru. Pracovníci MCAE Systems odpovídali na dotazy účastníků, kteří se rozdělili na několik skupin, aby se vešli na jednotlivá předváděná pracoviště. Myslím, že na konci byli všichni spokojeni a nabiti vědomostmi.

Na závěr bych se rád omluvil přednášejícím i čtenářům, pokud jsem v tomto článku snad vše neposkytl zcela přesně nebo úplně. Vznikl na základě mých on-line pořizovaných poznámek, které nemohly postihnout předávané informace kompletně.


Mohlo by vás zajímat:
 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit