27. mezinárodní konference "Měřicí technika pro kontrolu jakosti"

Verze pro tisk

Ve dnech 6. a 7. března 2018 se v kongresovém centru Primavera v Plzni uskutečnila tradiční, již 27.mezinárodní konference Měřicí technika pro kontrolu jakosti. 

Jako každým rokem, tak i letos, doprovázela konferenci rozsáhlá výstava měřicí techniky. Dochází tak k těsnému spojení výstavy a přednášek, což umožňuje velmi efektivní poznávání moderní měřicí techniky. Informace, získané na přednáškách, si účastníci ihned prakticky ověřují na exponátech výstavy. Program konference byl proto stanoven tak, aby účastníci měli čas na prohlídku výstavy a konzultace s jednotlivými vystavovateli. Na závěr konference proběhl workshop na téma Nejpřesnější měřicí přístroje v oblasti měření délky, který moderoval doc. Ing. Vít Zelený, CSc. z Laboratoří primární metrologie ČMI Praha. Odezva na workshop byla velmi živá.

Na závěr konference se uskutečnily všechny čtyři exkurze v rámci fakultativního programu v odpoledních hodinách.


Bylo předneseno 23 referátů. Konferenci zahájil úvodním slovem předseda České metrologické společnosti Ing. Miroslav Hanák a Ing. Zbyněk Veselák, ředitel odboru metrologie ÚNMZ, seznámil přítomné s aktualitami z ÚNMZ. Dále následovaly referáty podle pořadí daného časovým rozvrhem.

K jednotlivým příspěvkům předneseným na konferenci:

Pánové Michael Hagen  a Ing Ivan Moltaš (JENOPTIK) se ve svém příspěvku zaměřili na 4 skupiny měřidel.

 

Přístroje na měření drsnosti povrchu a kontury

  • Přístroje na měření kruhovitosti-úchylka tvaru a polohy
  • Optické měření rozměrů a úchylek
  • Speciální přístroje měřicí hlavice, inspekční kamera apod.

I dílenské přístroje se vyznačují bohatou výbavou usnadňující a urychlující měření. Například střední z řady dílenských přístrojů na měření drsnosti Hommel-Etamic W10 je vybaven 8 programy, měří více než 40 parametrů, ovládá se barevným dotykovým displejem s grafickým vyhodnocením tolerančního pásma a paměť na 2000 měření.

Nová řada drsnoměrů a konturografů WAVELINE je stavebnicovým systémem umožňujícím uživatelům sestavu podle náročnosti měření. Zaměření je na jednoduchost, rychlost a přesnost měření. Např. u typu W900 je rychlost nastavení pozice posuvu 200 mm/s, rychlost posuvu sloupu 80mm/s. Počet bodů až 20 000 000. Celkové parametry potom závisí na použitém typu snímače. Pro snadnou a rychlou obsluhu mají snímače magnetické upínání a vestavěné čipy s radiofrekvenční identifikací, což do obslužného software okamžitě zanese potřebná data. Snímače jsou vyvinuté pro současné měření kvality povrchu a kontury.

Rozlišení pro nejnáročnější měření je až 0,6 nm v celém rozsahu měření. Dále byla představena celá řada přístrojů na měření rozměrů a úchylek kruhových dílů. Řada Opticline umožňuje optické a dotykové měření rozměrů hřídelových součástí až do délky 1000 mm a průměru 230 mm. Předností je rychlost měření v řádu sekund. Jsou mezi nimi i typy přímo určené pro zabudování do výrobní linky s možností spolupráce s manipulátorem. Zajímavá je také velmi rychlá kamera pro kontrolu povrchu otvorů, která pro průměry od14 do 50 mm dokáže naskenovat povrch za 10s.

 

Pánové Mgr. David Pechar a Marek Minařík (Mahr, s.r.o. Proboštov) přednesli příspěvky o moderních měřicích přístrojích pro délková měření. Zvýšení uživatelské hodnoty je možné i u digitálního mikrometru. Zjednodušení napájení spolu se snížením spotřeby při bezdrátovém přenosu dat u mikrometru Mahr 40EWRI spolu se software, ve kterém je možné přímo zobrazit toleranční pásma včetně rizikových oblastí, zvyšuje komfort obsluhy. Podobně doplnění přístroje Optimar 100 pro kalibraci číselníkových úchylkoměrů a indukčních snímačů o rychlou  USB 3 kameru s led osvětlením pro automatické snímání polohy ručičky měřidla, umožňuje plnou automatizaci kalibrace a eliminuje možnou chybu obsluhy.

Nové generace délkových měřicích přístrojů přinášejí zvýšenou přesnost a zlepšené ovládání. Řada přístrojů ULM se s nejistotou dostává pod požadovanou hranici 0,1mm. Referenční automatické délkové měřicí přístroje PLM 600/1000E a CM 828 1000E umožňují přímé měření s vyloučením Abbeho chyby s nejistotou 0,085+L/1500, resp. 0,055+L/1500, nejistota v mm, délka v mm. Všechny měřicí přístroje mají podporu v moderním software, který klade minimální nároky na obsluhu. V případě potřeby umožňuje také monitorovat stav všech měřicích stanic a jejich využití Získané údaje lze využít pro optimalizaci procesů a tím zvýšení efektivity.

 

Zajímavý byl příspěvek Ing. Rostislava Kadlčíka (PRIMA Bilavčík, s.r.o.) o aplikacích multisenzorové souřadnicové měřicí techniky a počítačové tomografie v dílenském a laboratorním prostředí. V referátě byla uvedena analýza použití kontaktních a optických senzorů Porovnávala se rychlost měření, čas potřebný pro vypracování výsledného protokolu o výsledcích měření pro různě složitá zadání.  V příspěvku byly uvedeny konkrétní příklady s určením, které metody měření jsou pro daný případ vhodné. Bylo to inspirativní zejména pro metrology v případech, kdy se zadává měření do jiné organizace, nebo se rozhoduje o pořízení nové měřicí techniky.

 

Novými trendy u průmyslové počítačové tomografie se zabýval obsáhlý referát pana Daniela Strička (PTB Rožnov p R., s.r.o.) V referátě byl podán podrobný popis funkce počítačových tomografů, kdy se získá velké množství 2 D rentgenových snímků (v konkrétním případě až 2600) tvořených jednotlivými pixely a matematickým postupem se vytvoří prostorový 3D obraz měřeného objektu. Obraz je tvořený jednotlivými prostorovými body-voxely. Celý proces má řadu fyzikálních omezení. Je to prostupnost materiálu pro rentgenové záření, rozlišovací schopnost snímačů, zaostření rentgenového paprsku, stabilita mechanických

pohybů v průběhu snímkování, odstup šumu apod. V současné době lze dosáhnout velikosti voxelu .pod 50 mm. Stejně důležitou položkou jako je samotné CT zařízení, je i odpovídající software. Postup pro stanovení nejistot u konkrétního dílu určuje  VDI/VDE 2630 2 1. Je to časově náročné, vyžaduje se nejméně 20x opakované měření. Pro správné měření počítačovými tomografy je kromě techniky a softwarového vybavení nezbytná kvalifikovaná obsluha s rozsáhlou znalostí daného způsobu měření.

 

Příspěvek pánů Ing. Pavla Boháče, Jana Altmana A Ing. Tillingera (Carl Zeis spol, s.r.o., Praha) uvedl novinky v podpoře souřadnicového měření. Příspěvek vycházel ze skutečnosti, že ještě větší vliv na výsledky měření a jejich využití, než hardwarové vlastnosti CMM strojů má použitá strategie měření a správná interpretace naměřených výsledků. Toto zásadně ovlivňuje programátor měřicího stroje. Nároky na jeho kvalifikaci jsou vysoké. Potřebnou úroveň nabízí semináře AUKOM, poskytující školení v oblasti souřadnicového měření ve třech úrovních.

Pro získání a zpracování dat, na základě kterých se přístupným způsobem vytvoří systém pro řízení kvality a efektivnosti výroby, jsou k dispozici IT řešení ZEISS PiWeb v několika úrovních. Systém byl vyvinut s cílem zobrazování a analýzy naměřených dat s vysokou flexibilitou, s nezávislostí na výrobci a podporou různých typů dat. ZEISS PiWeb reporting zobrazuje průběh z 10 posledních měření, ZEISS PiWeb reporting plus umožňuje statistické vyhodnocení až 1000 měření a analýzu způsobilosti měřicího systému. ZEISS PiWeb sbs je určený pro řízení dat kvality ve větších místnostech a v malých firmách. ZEISS PiWeb enterprise je zaměřen na velké firmy a je vhodný pro sběr dat v různých lokalitách a pro globální sběr dat.

 

Pan Daniel Beránek (D-Ex Instruments, s. r. o. Brno) seznámil přítomné s moderními zařízeními na kalibraci měřidel tlaku. Snadné použití i v terénu a univerzálnost charakterizují provozní kalibrátory Additel Model 761. Přestože má kompaktní rozměry, obsahuje řadu modulů pro kalibraci od diferenciálního tlaku, přes atmosférický tlak až po přetlak do  4o barů, vestavěný generátor tlaku a měření elektrických signálů pro kalibraci průmyslových převodníků Podobné vlastnosti poskytující kompletní automatizované řešení kalibrace deformačních tlakoměrů a převodníků tlaků poskytují také průmyslové kalibrátory FLUKE s rozsahem měření a regulace tlaku od -100 kPa do 20 MPa s relativní nejistotou 0.02 % z měřeného rozsahu.  Pístové tlakoměry v průmyslovém provedení jsou náročnější na obsluhu. Umožňují měření ve velkém rozsahu, až do 400 MPa a použití různých medií - vzduch, olej, destilovaná voda. Pro přesná měření v laboratorních podmínkách jsou určené referenční pístové tlakoměry, např. Fluke PG7000 umožňuje měření až do 500 MPa s nejistotou  od (0,2 Pa +12 ppm).

 

S aplikací moderní měřicí techniky ve výrobním prostředí seznámil účastníky konference pan Václav Vacula (PRIMA Bilavčík, s.r.o.). 3D měření umožňují v laboratorním i ve výrobním prostředí s řadou výhod, jako je snadná přenositelnost a využití širokého spektra snímačů, měřicí ramena FARO. Konstrukce z uhlíkových vláken a snímače teploty v kloubech ramene umožňují činnost v rozmezí teplot od 10o C do 40o C. Případné změny teploty dokáže zařízení kompenzovat s rychlostí 3o C za 5 minut. Při využití liniového skeneru je možné snímat až 600 000 bodů za sekundu. Lasertracker  ve spojení s měřicím ramenem umožňuje měření na velké vzdálenosti, až + 80 m. Univerzalitu těchto přístrojů završuje kombinace měřicího ramene s lasertrackerem v jednom souřadnicovém systému. Je to výhodné při měření velkých dílů, kdy na velké vzdálenosti je možné měřit, nebo skenovat jednotlivé detaily.

 

Analýzu aktuální problematiky rozměrových měření pomocí rentgenové počítačové mikro tomografie prezentovali pánové Pavel Blažek a Martin Kareš ze středoevropského technologického institutu VUT Brno. Počítačová tomografie nabízí oproti dotykovým, nebo

optickým souřadnicovým měřením několik výhod Zásadní je schopnost měření rozměrů vnějších i vnitřních struktur i složitých součástí bez jejich demontáže, nebo případné

destrukce. Význam roste s rozvojem 3D tisku, který dovoluje výrobu součástek se složitou vnitřní strukturou, jinými postupy nerealizovatelnou. Lze také měřit lehké a velmi měkké materiály, kdy při dotykových měřeních dochází k deformacím. Měření na CT je ale zatíženo řadou vlivů spojených s rentgenovým zdrojem, snímačem a zpracováním obrazových dat. Určování nejistot je proto poměrně problematické. Používají se 3 základní metody, případně jejich kombinace. Jsou to analytické metody, počítačové simulace a experimentální metody. Experimentální metody dávají v současnosti nejlepší výsledky a jsou i podepřené normou VDI/VDE 2630/2.1. Schopnost prokázat stanovení nejistot je podmínkou pro akreditaci laboratoře podle ČSN EN ISO/IEC 17025. K metrologickému výkonu se v laboratoři CEITEC VUT používá korekce systematických chyb pomocí kalibru v podobě rubínových kuliček, který se měří současně s měřeným vzorkem, nebo postupně s kalibrem na místě měřeného vzorku.

 

Paní Ing. H. Beňadiková (AQUASTYL SLOVAKIA, s.r.o., Povážská Bystrica) se ve svém příspěvku zabývala měřením tvrdosti materiálů. Představila ucelenou řadu přístrojů pro měření tvrdosti v dílenských i laboratorních podmínkách. Prezentované tvrdoměry umožňují měření materiálů metodami ROCKWELL, VICKERS a BRINELL. Jsou vybavené moderní řídící elektronikou s řadou užitečných funkcí

  • Korekce na nerovných plochách
  • Přepočet tvrdosti na jiné stupnice
  • Určení hloubky vrypu a pevnosti materiálu
  • Přenos naměřených hodnot do počítače
  • Tisk protokolů o měření

Laboratorní tvrdoměry umožňují plně automatickou činnost, zpracování dat a archivaci. K tvrdoměrům jsou k dispozici tvrdoměrné destičky s kalibračním certifikátem a přípravky na přípravu vzorků-řezačky, leštičky.

 

Pan Aleš Folwarczny (Amest, s.r.o., Praha) přednesl referát o plně automatizovaných měřicích stanicích pro kontrolu skříňových dílů. Takové stanice mají využití především v automobilovém průmyslu. Jsou koncipovány jako plně automatické celky umístěné v oploceném robotickém pracovišti. Stanice jsou vybavené standardními měřicími členy a kontrolují nejen základní parametry jako délkové rozměry, průměry, ale také obtížně měřitelné parametry, jako jsou vnitřní kulové plochy, rozteče otvorů apod. Měřené díly se zakládají pomocí robotů a manipulátorů. Po změření díl vyjíždí do základní pozice a stanice vysílá zpětnovazební korekce do výrobních strojů. V základě je to aplikace prvků 4. generace průmyslu v praxi.

 

Zajímavou aplikaci optického měření, která v praxi přináší značné ekonomické úspory, ukázal pan Ing. Richard Magiárics (Robustech, s.r.o., Komárno, SR) Optický měřicí a kontrolní systém Tubelinspect je určený pro měření a řízení strojů při výrobě dílů z ohýbaných trubek a drátů. Pracuje na základě digitálních kamer s vysokým rozlišením s bezdotykovým snímáním geometrie měřeného dílu Doba snímání se pohybuje v řádu sekund. V měřeném prostoru jsou kontrolní body rozmístěné se setinovou tolerancí, ke kterým se vztahuje poloha měřené trubky. Systém pracuje jako virtuální šablona a uspoří náklady na kontrolní šablony, Rychle určí korekční údaje pro ohýbací stroje, zkracuje čas na jejich seřizování a snižuje náklady na základní materiál.

 

Že využití informačních technologií a možností spojených s nástupem 4, generace průmyslu nemusí být spojené s používáním složitých, někdy nepřehledných a nákladných systémů, ukázal ve svém příspěvku pan Ing. Martin Marušák (Mitutoyo Česko, s.r.o.). Přednesený referát se zabýval přenosem a zpracováním dat z komunálních měřidel. Převážná část

komunálních měřidel v současné době používá digitální indikaci a má elektronickou vyhodnocovací a zobrazovací část. To umožňuje digitální data dále přenést, zpracovat a rovněž to vylučuje možnost chyb při manuálním odečtu a zápisu. Rostoucí požadavky na kvalitu vyžadují také zpracování a vyhodnocování stále většího objemu dat, který není možné bez aplikací automatizačních procesů zvládnout. Mimořádný potenciál přitom mají chytré telefony a tablety se systémem Android, které mohou být součástí systému přenosu a zpracování dat a jsou rozšířené a dostupné. V příspěvku byla uvedena nejrozšířenější rozhraní a vrstvy, mezi které patří Digimatic, RS232, HID (jednoduché připojení na Android) a bezdrátové UWAVE. Navazuje potom pro zpracování dat několik samostatných softwarových balíčků. ITPAK a UWAVEPAK pro management měření a předání do MS EXCEL, SENSORPAK pro zobrazení dat na displeji PC a Measurlink pro sběr, ukládání, statistické zpracování a vyhodnocování dat. V příspěvku byly dále uvedené možnosti zpracování dat pomocí cloudových aplikací a dostupných skriptovacích jazyků.

 

Pan ing. Zdeněk Novák (IMECO TH, s.r.o.) přednesl obsáhlý a podrobný referát, doplněný o řadu konkrétních příkladů na téma Moderní softwarové nástroje hodnocení textury a tvaru povrchu. Rostoucí požadavky na kvalitu a spolehlivost výrobků a jednotlivých dílů vyžadují podrobnější analýzu všech parametrů. Nestačí již změření drsnosti povrchu, ale měří se, jestli po obrábění nezůstala na povrchu hřídele, nebo ložiska šroubovice. Kontrolují se povrchy ložisek s uměle profilovaným povrchem, zjišťují se dominantní vlnové délky po

obrábění povrchů. Tyto parametry jsou funkčně důležité v mnoha průmyslových aplikacích. Mohou způsobovat například chvění, nebo prosakování kapaliny těsněním. K vyhodnocení se používají metody harmonické analýzy a filtrací. Program umožňuje predikci výsledků výrobního procesu a tím využití pro regulaci výrobního procesu. Hodnocení rozšiřuje také znalosti o provozu výrobku, které jsou využitelné ve vývoji a výzkumu. V další části referátu bylo popsáno programové zajištění kontroly tloušťky stěn a disků s praktickým využitím pro výrobce ložisek, brzdových disků a těsnění. Programová analýza je také potřebná pro měření odchylek od roviny, nebo kružnice.

 

Pan Marek Mergl (Palstat, s.r.o.) seznámil posluchače s modulem „Laboratoře“, který je součástí rozsáhlého systému řízení jakosti PalstatCAQ: PalstatCAQ je informační systém naplňující požadavky norem řízení kvality ISO 9001 a požadavky automobilového průmyslu dle standardu IATF 16949, VDA a dalších. Modul je určený pro libovolné druhy laboratoří a může být použitý také pro správu požadavků na zkoušky v externích laboratořích. Do modulu je třeba vložit údaje charakterizující činnost laboratoře včetně ekonomických údajů a druhy požadovaných výstupů. Pro jednotlivé pracovníky je možné nastavit oprávnění pro jednotlivé úkony. Dále se potom vkládají požadavky na zkoušky (např. kalibrace). Pro každý požadavek lze nadefinovat povinné a volitelné údaje Na základě požadavků se provádí plánování práce V průběhu zkoušek je již možné dílčí výsledky zaznamenávat do systému, pokud je to žádoucí. Výsledky zkoušek mohou být zpracovávány jako řízená dokumentace s omezením přístupu. Data o provedených zkouškách, časové náročnosti a nákladech potom slouží jako podklady pro řízení laboratoře.

 

Paní Ing. Renata Janošcová, PhD. (Katedra matematiky, statistiky a informačních technologií V Š managementu v Trenčíně.) ve svém příspěvku uvedla využití systému PalstatCAQ v přípravě manažerů kvality na vysoké škole. Na základě analýzy podle požadavků praxe a hw a sw možností se vypracovala obsahová náplň předmětu. Z průzkumů vyplynulo, že bude lepší zaměřit se na méně softwarových nástrojů, ale o to jít více do hloubky. Jako základní softwarový systém byl po zvážení všech okolností vybrán Palstat CAQ. Jako doplňkový nástroj zůstal MS Excel a některé další systémy pro předmět statistika a pravděpodobnost. Základem koncepce výuky manažerů kvality zůstává pochopení informačních systémů v obecné rovině V předmětu CAQ je potom základním

softwarem PalstatCAQ V závěru příspěvku byli posluchači seznámeni s praktickými ukázkami z výuky CAQ. Příprava manažerů kvality pro průmysl 4. generace vyžaduje znalosti ve využívání sofistikovaných informačních sítí, umělé inteligence ale také sdílení znalostí s praxí.

 

Závěrem konference byl workshop na téma délkových měření, připravený a moderovaný panem Doc. Ing. Vítem Zeleným, CSc. Z laboratoře primární metrologie ČMI, oddělení technické délky. K tomuto tématu připravil pan docent podrobný materiál s názvem Nejpřesnější měřicí přístroje v oblasti měření délky. Příspěvek je natolik rozsáhlý a zajímavý, že by byl vhodný pro samostatnou publikaci. V dalším budou z tohoto příspěvku uvedené jen některé postřehy postihující danou problematiku. Státní etalon délky České republiky je odvozený ze světového atomového času přes rubidiové kvantové hodiny.

Délka a čas jsou vzájemně vázané vlnovou podstatou světla. Vlastní délkový etalon je tvořený souborem laserů. Jodem stabilizovaný helio-neonový laser o vlnové délce 633nm je porovnáván femtosekundovým hřebenem opřeným o přesný čas. Relativní nejistota státního etalonů délky je 10-11. Pro názornost je uvedeno porovnání s měřením průměru Země. Průměr Země by s danou hodnotou byl změřený s nejistotou 0,1 mm! Následující návaznost délky na etalony nižšího řádu je realizovaná laserovými interferometry s rozlišitelností lepší než 1 nm.

V oblasti délkových měření nabývají na významu souřadnicové měřicí stroje. Používají se stále více v laboratorní i průmyslové praxi. Používají se buď s dotykovými snímači, kde podstatnou část nejistoty tvoří dotyková hlava, nebo s optickými snímači, kde se na konstantní části nejistoty podílí způsob zpracování obrazu. Aby Český metrologický institut zajistil nejnáročnější kalibrace pro průmysl, pořídil do laboratoře technické délky souřadnicový měřicí stroj ZEISS XENOS. Tento stroj byl zatím jen ve dvou světových laboratořích v USA a SRN. Základní parametr je 0,3+L/1000 m s měřicím rozsahem 900x1500x700 mm. Základní konstrukce je z kvalitního granitu a pro komponenty, důležité pro přesnost se požívá nová keramika z karbidu křemíku.

 

27. konference Měřicí technika pro kontrolu jakosti skončila. Charakteristický byl velký zájem jak účastníků, tak i vystavovatelů, který vedl k využití možností centra PRIMAVERA do krajnosti. Podle ohlasu účastníků byl největší zájem o přednášky i expozice z oboru multisenzorových souřadnicových měřicích strojů. Je to v současné době progresivní směr pro produktivní měření ve výrobě. Rovněž počítačová tomografie, její možnosti a omezení vyvolaly značnou pozornost. Relevantních informací z tohoto oboru měření je málo. Z referátů o moderním software pro metrologické laboratoře nejvíce zajaly informace o systémech pro komplexní analýzu a řízení činnosti laboratoře a jednotlivých procesů. Podle zaznamenaných ohlasů od účastníků by bylo program konference dobré doplnit o problematiku stanovování nejistot, zvláště pro některá náročná měření.

Česká metrologická společnost pozorně sleduje náměty a připomínky posluchačů i vystavovatelů. Cílem je pořádání akcí, které jsou prospěšné nejen pro metrology z průmyslu, na jejichž potřeby je kladený důraz, ale také pro všechny zájemce o vývoj a moderní trendy v metrologii.