Szerszámgépek diagnosztikai vizsgálata körteszt berendezéssel III.

A szerszámgép diagnosztikával foglalkozó TDK dolgozat következő részével jelentkezünk Olvasóinknak. Ezen dolgozat esetében, az eddigiektől eltérően nem csak egy összefoglalót, hanem több alkalommal, hosszabb részeket teszünk közzé. Biztosak vagyunk abban, hogy számos olyan részlet van benne, ami széles érdeklődésre tarthat számot, a gyakorlati oldalról tekintve is.

(A korábbi, reverse engineering témájú TDK dolgozatról szóló cikkünk ITT, az Y-elágazás geometriai optimalizációjáról szóló ITT, a Forma-1-es versenyautó első szárnyának tervezéséről ITT, az esztergálási folyamatszabályzásról szóló pedig ITT érhető el.)

A dolgozat a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem által szervezett, 2010. évi Tudományos Diákköri Konferencián szerepelt sikeresen.

Szerző: Horváth Antal

Konzulens: Dr. Markos Sándor – adjunktus (BME Gyártástudomány és -technológia Tanszék)

A dolgozatot bemutató sorozat első része ITT, második része ITT olvasható.

RENISHAW Ballbar körteszt-mérőberendezés hardveres és szoftveres elemei, tartozékai

A Ballbar tulajdonképpen egy elmozdulás jeladó, mely két nagypontosságú gömb között van elhelyezve. Ez az egyszerű konstrukciójú eszköz CNC gépek körkörösség pontosság vizsgálatára alkalmas és egymaga képes kiváltani a komplett NAS 979 tesztet. A nemzeti és nemzetközi szabványokban való elfogadtatását követően most már a Ballbar körtesztelő világszerte elfogadott CNC szerszámgépek gépképesség vizsgálat eszközévé vált.

Mérési pont létrehozása

A szoftverben minden mérni kívánt géphez egy mérési pontot kell létrehozni, melyben az adatait rögzítjük. Ehhez a mérési ponthoz aztán több mérési elv rendelhető. Egy volumetrikus mérés során a három síknak (x-y,x-z, y-z) megfelelően három ilyen készül. Az első lépést az alábbi ábra bal oldalán lévő kép mutatja, ahol a gép típusát, a mérni kívánt síkot, az előtolást, a mérőkészülék hosszát, és a gépre jellemző hőtágulási együtthatót lehet definiálni. Az egyéb megjegyzésben egy nagyon fontos dolgot kell rögzíteni a reprezentálhatóság miatt (ami egy ipari mérésnél az egyik legfontosabb elvárás), mégpedig a teszt végzésének helyét, ez lehet például az asztal közepe.

Mérési pont létrehozása a QC20-as berendezés szoftverében0

Mérési pont létrehozása a QC20-as berendezés szoftverében

A jobb oldali kép a következőlépést szemlélteti, ahol a mérés kezdeti pontját, a gép tengelyeinek orientációját, az eszköz a mért körön kívüli túlhaladását, és a mérés forgásirányát lehet beállítani. Ezután már csak annyi szükséges a méréshez, hogy az elmentett mérést a vezérlőhöz illesszük, vagyis kiválasztjuk a szoftver listájából a posztprocesszort, majd generáltatunk vele egy NC programot. A Ballbar tehát egy egyszerű kör alakú pálya programját használja fel a szerszámgép egy előre beállított középpont körüli körbe mozgatásához. A jeladó a középponti golyójához mágnesesen csatlakozik. A Ballbar másik végén szintén egy precíziós gömb található mely szintén mágnesesen csatlakozik a főorsóba rögzített adapterhez. A jeladó a mozgás közben a radiális irányú hosszváltozást érzékeli és regisztrálja folyamatosan. A PC-re történő adatrögzítést korábban (QC10-nél) RS232 porton keresztül oldották meg, a QC20-as berendezésnél ez a kapcsolat már Bluetooth megoldással érhető el.

A mérés menete

  • A mérési környezet kialakítása: a főorsóba be kell fogni az adaptert, majd az asztalon rögzíteni kell a mágneses talpú mérőállványt.
  • Nullpont felvétele: meg kell közelíteni az asztalra tett állványt, melyre egy erre a célra használt ugyanolyan kalibrált gömböt kell tenni, mint a Ballbar-on van. Már a folyamat elején rögzíteni kell a főorsó orientációját. Addig kell közelíteni, míg a mágnes magától fel nem húzza az állványra tett gömböt. Ezután az állvány adapterét rögzíteni kell, majd a regiszterbe eltárolni a nullpontot. Ezután már lehet mozogni a tengelyekkel, így eltávolíthatjuk a segédgömböt.
  • Kalibrálás: Ha létrejött az eszköz és a PC között a Bluetooth kapcsolat, akkor a Zerodur segítségével a mérés elkezdése előtt az eszközt hitelesíteni kell. Ezt követően a mérés környezet hőmérsékletét is meg kell adni, mert a hitelesítés csak akkor nyeri el az értelmét, ha a gép hőtágulását követni tudjuk. A kalibráló egység egy a Renishaw PLC cég által hitelesített léc, melynek a hőtágulása elhanyagolható, gyakorlatilag nulla.
  • Futtatás: A betöltött programot elindítva a kezdőpozícióra áll a gép, ekkor kell a kalibrált Ballbart betenni a helyére, majd ciklus starttal elindítani a mérést. A program végén a gép megáll, a műszer kivehető, a mért adatot pedig archiválni kell.
  • Kiértékelés: Ezt a szoftver az elmentett mérés után automatikusan megteszi, amely a diagnosztának nagy segítség, de az ő tapasztalata is kell a végleges állapot megállapításához.

A mérés kiértékelése

A szoftvernek egy igen kifinomult kiértékelő rendszere van, mellyel az alábbi hibák mutathatóak ki:

A mérőrendszer által kimutatható hibák és jellegzetes alakjaik

A mérőrendszer által kimutatható hibák és jellegzetes alakjaik

Ha a jellemző után (M) van, akkor az a gép hibájára utal, ha (T)van utána, a mérési hibára utal.

Az elmentett eredmények két további modulban nyithatóak meg, az egyik a mérések egyenkénti vizsgálata, melyben a legapróbb részletekig mindent kielemezhetünk, a másik pedig egy trendvonalat jelenít meg az egyes hibatípusok időbeli változására utalva.

A szoftvernek barátságos help-része van, melyben az összes mért hibajellemző definiálva van az alábbi pontokkal:

  • A diagramon hogyan jelentkezik ez a hiba.
  • A mért, diagnosztizált értékek hogyan néznek ki, mire utalnak.
  • Mi(k) a hiba oka(i).
  • Mi a hiba hatása, a mérésre vagy a munkadarabra, megmunkálásra.
  • Milyen teendőket javasolnak.

Ezeket a kiértékeléseket igény szerint végezhetjük több szabvány által (ISO, ASME, JIS, GB/T).

Szimulátor

A szimulátor arra szolgál a szoftveren belül, hogy a problémák megoldását szimuláljuk vele, ezáltal a mért eredményeket a javított állapothoz igazítja, és megmutatja, hogyan alakulnak a jellemzők a javítás után. Persze ezeket nem olyan egyszerű elvégezni, mert egy merőlegességi hiba több mindenből adódhat, illetve összetetten több kezdeményező oka is lehet.

Riportálás

A szoftver talán egyetlen gyengepontja a riport jegyzőkönyv szerkeszthetetlensége. Gyakorlatilag a volumetrikus mérési eredmények kinyomtatását érthetjük ez alatt, saját megjegyzést nem tudunk beleírni, szerkeszteni a nyomtatás előtt, csak utólag kézzel pótolhatjuk.

Írta:
Horváth Antal Zsolt 


Források:
A Renishaw Ballbar QC20 szoftvere.
folytatása következik…

kép: www.renishaw.com

(A korábbi, reverse engineering témájú TDK dolgozatról szóló cikkünk ITT, az Y-elágazás geometriai optimalizációjáról szóló ITT, a Forma-1-es versenyautó első szárnyának tervezéséről ITT, az esztergálási folyamatszabályzásról szóló pedig ITT érhető el.)