Česká republika je se Slovenskem na samém vrcholu zemí v počtu vyrobených aut na obyvatele. Nejsme, jak někteří ještě stále tvrdí, jen montovnami. Díly do aut se u nás ve velkém také vyrábějí a přirozeně i kontrolují. Konstrukce a výroba potřebné měřicí techniky má u nás dobrou tradici a tato zařízení jsou i úspěšným vývozním artiklem. K měření délek, ale i úchylek geometrického tvaru a polohy se nejčastěji používají indukčnostní snímače. Čím více se nasazuje zakázková měřicí technika, tím víc roste rovněž poptávka po nových a účelově koncipovaných snímačích. HISTORIE Mnoho let byla speciální měřicí technika pro provozní kontrolu osazována „tužkovými“ snímači o ø pláště 8 mm (obr. 1), které se původně vyvíjely k měření v laboratorních podmínkách nebo v provozních měrových střediscích. Jejich vlastnosti a parametry jsou dosud excelentní a snad nejvíce se používají snímače s pracovním rozsahem ± 2 mm, který byl dostačující pro většinu kontrolních operací. Nelinearita byla maximálně několik µm, navíc je kompenzovatelná, a opakovatelnost měření byla i ± 0,01 µm. Vysoce přesné snímače se vybavovaly bezvůlovým předepnutým kuličkovým vedením a uplatnění v provozní a automatické kontrole výrazně podpořilo vakuové odstavování nebo přistavování doteků tlakovým vzduchem. Tyto snímače, vyráběné ve velkých sériích, pozitivně ovlivňovaly řadu let i úroveň provozní techniky. Nasazovány budou přirozeně i nadále. Nové požadavky, zejména automobilového a ložiskového průmyslu, si již ale vynucují i nové typy snímačů. NOVÉ POŽADAVKY NA MĚŘICÍ TECHNIKU A ŘÍZENÍ JAKOSTI Uvádíme alespoň ty základní: » U důležitých parametrů provádět 100% kontrolu. » Parametry kontrolovat přímo ve výrobním procesu, přičemž přesnost provozní techniky musí být na úrovni dříve používaných laboratorních přístrojů. » Kontrolní zařízení musí být rychlejší, než je výrobní takt. ZÁMĚRY Takto specifikované požadavky mění pohled a nároky na nové snímače. Ty již nemohou být poměrně drahým prvkem, k němuž se „vzhlíží s obdivem“, ale levnou metrologickou „bižuterií“ o velkém sortimentu. Dnes není neobvyklé použít několik desítek snímačů na jedné měřicí stanici a právě u takových zařízení hraje cena velkou roli. KONCEPCE NOVÝCH SNÍMAČŮ Ideové návrhy nových typů snímačů musí vycházet z požadavku, že základní vlastnosti indukčnostních systémů – linearita a citlivost (± 0,01 µm) – se musí zachovat. Zde je nutno pouze hledat cesty ke snížení výrobních nákladů. Tou je např. náhrada feritu niklovými slitinami. U snímačů ø 8 mm je nutno nahradit drahá a výrobně náročná předepnutá kuličková vedení speciálně koncipovanými vedeními kluznými. Výhodou je, že většina provozních měřicích zařízení nepožaduje opakovatelnost měření ± 0,01 µm, ale vyhoví také o řád horší. Velkým přínosem je použití uhlíkového kompozitu na plášť (obr. 2) s cca 10krát menší teplotní roztažností než má dosud standardně používaná ocel. Takto řešené snímače jsou zvlášť vhodné do nepříznivých provozních podmínek s kolísající teplotou. Ploché snímače (obr. 3) se intenzivně používají teprve několik let a jejich určitou nevýhodou je vedle vysoké ceny i torzní vůle v pomocném kluzném vedení a nevhodnost pro prostředí s intenzivní olejovou mlhou v ovzduší. Ta se postupně usazuje na hlavním – předepnutém kuličkovém vedení a vyprcháním těkavých složek dochází ke zhoršování chodu. Problém výrazně řeší použití membránového paralelogramu (obr. 4), který pracuje bez pasivních odporů, a je tudíž vhodný k měření s vysokou opakovatelností v řádu setin µm. Je také naprosto necitlivý na olejovou mlhu. Použitelnost takto koncipovaných snímačů je někdy omezena náchylností na poškození radiálními silami. Výrobně nejjednodušší a nejlevnější jsou nově navrhované pákové snímače s membránovým kloubem (obr. 5 a 6). Stavební prvky jsou nalepeny na kompozitní karbonovou desku, což výrazně zjednodušuje montáž; karbonová deska má s výhodou i velmi malou délkovou teplotní roztažnost. Většina nově koncipovaných snímačů je vybavena pneumatickým přistavováním/odstavováním pohyblivé části snímače s měřicím dotekem. Vzhledem k předpokladu nasazování na vícesnímačových zařízeních jsou nové snímače vybavovány konektory. Při poruše kabelu (nejčastější závada) se snadno vymění jen kabel a se snímačem není nutno manipulovat. REALIZACE Vývoj nových speciálních snímačů je unikátním projektem firmy MESING. Ta je bude nasazovat hlavně do svých zakázkových měřicích zařízení, ale počítá se i s prodejem, a to již v průběhu tohoto roku. Kromě zmíněných jsou vyvíjeny i speciální snímače pro laboratorní účely včetně snímačů s nanometrickou citlivostí. Příklad indukčnostního páčkového snímače pro laboratorní měření je na obr. 7 a snímač s minimální měřicí silou na obr. 8. Vývoj probíhá za účinné grantové podpory MPO v rámci projektu FRTI 2 / 705. jan.kur@mesing.cz michal.chamrad@mesing.cz martin.weigl@mesing.cz
