GépészPresszó

CNC, ipari automatizálás, karbantartás, gyártás.

A szerszámgépek geometriai vizsgálatának jelentősége és eszközei

Oszd meg az ismerőseiddel!

A munkadarab, készülék, gép és szerszám, azaz az MKGS rendszer vitathatatlanul legösszetettebb eleme a gép. Általánosságban elmondható, hogy amíg a többinek csak néhány hibalehetősége akad, addig a szerszámgép hibákat elrejtő labirintus is lehet. A gép javítása, cseréje, pótlása a legköltségesebb, legtöbb termelésből kieső időt eredményező művelet. Éppen ezért fontos mindig pontosan ismerni a szerszámgép állapotát, ütemezni a karbantartásokat vagy javításokat, tisztában lenni az amortizáció mértékével.


Szerszámgép geometriai vizsgálata

De nem a gép lerobbanása az egyetlen elképzelhető forgatókönyv, ami kiesést és veszteséget okoz egy üzemnek. A bizonytalan gyártás, méret szórás, munkadarabon mért alakhibá, megnövekedett szerszámköltségek mind adódhatnak a szerszámgép nem ismert hibájából, de a MKGS rendszer többi elemének nem megfelelő működéséből is.


Az a felhasználó, aki mindig pontosan tisztában van a gép állapotával, a hibák előfordulása esetén nem fordul bele a végtelen zsákutcák sorába, hanem a sokkal valószínűbb helyeken keresi a probléma forrását.


A gép szerepe a megmunkálásban egyrészt, hogy tartja, esetleg mozgatja a munkadarabot. Hogy a munkadarab vagy a szerszám végzi a főmozgást, ebben az összefüggésben nem lényeges. A fontos, hogy úgy a megmunkálandó alkatrész mint a megmunkálást végző szerszámok pozíciója, más alkatrészekkel bezárt szögei meg kell feleljenek az elvárásoknak.
Másrészt a tengelyek mozgásainak is helyesen kell végbemenni, merőlegesen és párhuzamosan a megfelelő tengelyekre, kellő stabilitással mozogva, a vezérlő által diktált ütemben. Nem csak a bejárt utak, hanem a mozgások merevsége, stabilitása is meghatározó.


Szerszámgépek ellenőrzése

Szerszámgépek geometriai vizsgálata

A szerszámgépek átvizsgálásának ebben a megközelítésben két csoportja van. Az egyik az átvételi vizsgálat, ami egy minden részletre kiterjedő, nagyobb eszköz ellátottságot igénylő méréssor. A másik az üzemi vizsgálat, aminek az elvégzése kevesebb időt és eszközt igényel, ugyanakkor az eredmények számos alapösszefüggésre rávilágíthatnak.

A vizsgálatok célja egyrészt a hiba keresés. Ebben az esetben már egy megkésett vizsgálatról lehet beszélni, de sajnos előfordul.


Egy másik cél lehet a statisztika és állapot nyomon követés okán végzett ellenőrzési műveletsor. Itt fontos, hogy a rendszeresen végzett mérések és ellenőrzések a lehetőségekhez képest azonos feltételek mellett történjenek. Az átvételi vizsgálat neve megtévesztően hat, mert nem csak egy új gép üzembehelyezésekor érdemes elvégezni. De mivel több időt igényel, érdemes ütemezni a szerszámgép termelésből való kivételét.
A vizsgálat az általános geometriai ellenőrzéseken túl statikus és dinamikus vízszint mérést, meghúzó- vagy szorító erő mérést, rezgésdiagnosztikát, irányváltási hibák és tüskék mérését is feltételez.

Az üzemi vizsgálat elvégzése rendszeresen, akár egy-egy új alkatrész gyártásának megkezdése előtt megtörténhet. De sok esetben ezen vizsgálatok elvégzéséhez kötött a szerszámgépre kapott gyártói garancia is.


Próbagyártás

A pontosság

A legtöbben a gépről lekerült darab pontosságát és a gép pontosságát említve ugyanarra gondolnak. Ez nem teljesen helyes, de az összefüggés nem vitatható. Az igazság az, hogy a gépről pontatlanul lekerült darab nem feltétlen a gép miatt selejt, és a rossz kondíciókkal operáló gép is képes lehet mérethelyes darabot gyártani, noha működése a legtöbb esetben hektikus. A szerszámgépek pontosságát tekintve szó eshet geometriai és megmunkálási pontosságról.

Geometriai pontosság

A felületek

A gép működése szempontjából meghatározó alkatrészek gyártásának és szerelésének pontossága.

Azaz felületek alakhűsége(síklapuság, körkörösség, hengeresség,), tengelyvonalak helyzetpontossága (felületek egyenesvonalúsága és párhuzamossága,) és ezek eredője.

A mozgások

Ide tartozhat a mozgáspályák alakhűsége, helyzetpontossága és természetesen ezek eredője.


Szögtapintós mérőóra – pupitasz
Gránit derékszög
Lézerinterferométer
BallBar eszköz

A geometria mérése

A geometriai mérések elvégzése akkor a leghasznosabb az üzem számára ha rendszeresen és dokumentálva történik. A vizsgálatot összeszerelt és megfelelően működő gépen kell végezni.
A hiteles mérés további feltétele, hogy a mérés során nincs hőmérséklet ingadozás a mérés környezetében, illetve, hogy az ellenőrzéseket üzem meleg szerszámgépen kell elvégezni.


A mérés eszközei – mérőeszközök

Nem kell azonnal high tech eszközökre gondolni. A mérés alapvető eszközei vízmérték, mérőóra, mikrométer és mikrokátor. BallBar eszközzel az irányváltási tüskék, körkörösség és hasonlók mérése még pontosabban megtörténhet. A tengelyeket mozgató orsó és anya kopását pedig a legpontosabban lézerinterferoméreterrel lehet megállapítani.

Fontos, hogy a mérés során egyes műveleteket csak a gépgyártó által előírt formában lehet végezni. Ehhez a szerszámgép ágyán sokszor kiképzett helyek vannak, például a mérőeszköz elhelyezésének.

Hogy pontosan mely mérési eljárásokat kell végrehajtani a szerszámgép típusától, kinematikájától függ.

Általánosan elmondható, hogy egy megmunkáló központ esetében a statikus és dinamikus vízszint vizsgálatán túl áttapintással ellenőrizni kell a főorsó asztalhoz viszonyított helyzetét.
A “Z” tengely megfelelő állását mérőóra és gránittömb segítségével kell ellenőrizni.
Az irányváltási hibák pupitasz műszerrel is ellenőrizhetők, noha a Ball Bar rendszer működése sok esetben átfogóbb és pontosabb képet ad.

A mérés eszközei – segédeszközök

Vannak mérések, amik csak segédeszközökkel végezhetők, ilyen a fent említett gránit tömb, de a főorsóba helyezett referencia tüske is, amivel például a főorsó csapágyak állapotára lehet következtetni.

Azokat a méréseket, melyek a gép asztalán több helyen is ellenőrizhetők, el is kell végezni, és a mérési eredményeket össze kell hasonlítani.

Esztergagépek esetén a főorső és revfejhomlok párhuzamossága, a furatkés és az eszterga főorsó párhuzamossága, az X esetleg az Y tengely nullpozíciói fontos mérőszámok a gép geometria megfelelőségét illetően.


Furat mérés intóval

A megmunkálási pontosság

A típus tervezésének és rendeltetésének megfelelő gyártási eljárás során ellenőrzött pontosság, mely körülményekből igyekszünk kizárni a nem kontrollálható erőhatásokat stb. Azaz jellemzően simító eljárások során történik a megmunkálási pontosság ellenőrzése.

A próba forgácsolást a termelésre is jellemző darabon, szerszámmal és körülmények között érdemes elvégezni.

Az ilyen eljárások során a felületek méretpontossága, alakhűsége, helyzetpontossága illetve a felületi minőség kerül ellenőrzésre. Fontos tényező továbbá a gyártott darabokon mért méretek szórása.

Természetesen a megmunkálási pontosság nem csak a gép geometriai pontosságától függ, hisz ha így lenne, előbbiből lehetne következteti az utóbbira.

Hatást gyakorol rá azonban a geometria pontosság változása, mely a hőmérsékletből és az ébredő erőkből adódóan következik be, valamint a megmunkálás során jelentkező rezgések.

A mérést minden esetben több darabon kell végezni, és mivel a mérés a gép működését vizsgálja, meg kell győződni arról, hogy minden egyéb, a megmunkálásban résztvevő eszköz, mint munkadarab és szerszám rögzítő stb. megfelelően működik, illetve a megválasztott technológia a szerszám számára ideális legyen.

A rendszeres ellenőrzések elvégzése időrabló tevékenységként él a köztudatban. Mivel hozzájuk közvetlen profit nem kapcsolható, ezért egy vállalat felső vezetésétől az ilyen feladatok elvégzése nem kap kiemelt figyelmet. Azonban a gépek állapotának nyomon követése elkerülhetővé teszi a nem várt gépállások, termelési kapacitás csökkenés és elégedetlen ügyfelek problémaköreit. A mérések rendszeres és következetes elvégzése olyan hiteles információval látja el a termelés szereplőit, ami alapján minden beruházás, termelés ütemezési módosítás stb. tervezhetővé válik.


Szerző: Sipos Ádám