Systemy pomiarowe przeznaczone do produkcji podzespołów napędów elektrycznych

Panujące trendy związane z ekologią, czyli głównie ograniczaniem emisji substancji szkodliwych do środowiska, sprawiają, że producenci pojazdów poświęcają więcej uwagi zagadnieniom elektromobilności. Stały rozwój napędów elektrycznych, skutkujący poprawą parametrów ich pracy, umożliwia wykorzystanie takich rozwiązań w coraz większej liczbie pojazdów. Nikogo nie dziwi widok elektrycznego samochodu osobowego, roweru czy hulajnogi, a coraz częściej wykorzystuje się silniki elektryczne w ciężkim sprzęcie budowlanym oraz samochodach ciężarowych. Tak samo jak w przypadku silników spalinowych, niezmienna pozostaje konieczność kontroli jakości podzespołów napędów elektrycznych. Firma Jenoptik – producent zaawansowanych systemów pomiarowych – oferuje szeroki wybór narzędzi do tego celu. Na polskim rynku są one dostępne dzięki firmie ITA z podpoznańskiego Skórzewa.

Do pomiaru zewnętrznej geometrii takich podzespołów napędu elektrycznego, jak: wałek wirnika, wałki przekładni czy wałki stosowane w elektrycznych hamulcach postojowych, idealnie nadają się optyczne skanery elementów obrotowych Opticline. Łączą one w sobie doskonałe możliwości pomiarowe z szybkością działania. Optyka o wysokiej rozdzielczości oraz wysoka prędkość pozycjonowania osi pozwalają na precyzyjny pomiar wielu cech w kilka sekund. Przy pomiarach statycznych możliwa jest m.in. ocena: średnic, długości, kątów, promieni oraz gwintów. Opcja obrotu umożliwia pomiary błędów kształtu i położenia, np.: bicia, okrągłości, walcowości, współśrodkowości i ekscentryczności. Dzięki wbudowanym wzorcom oraz kompensacji temperaturowej urządzenia Opticline można stosować zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i produkcyjnych. Doposażenie w końcówkę stykową dodatkowo zwiększa możliwości maszyny. Stykowa głowica skanująca z magnetycznie mocowanym ramieniem pozwala na pomiar: bicia osiowego, płaskości, prostopadłości czy takich elementów, jak: rowki wpustowe, koła zębate, wielowypusty oraz otwory przelotowe i nieprzelotowe. Łączenie obu rodzajów pomiarów oraz łatwość programowania gwarantowane są przez oprogramowanie Tolaris Optic. Dostępne są systemy stacjonarne do użytku manualnego, a także systemy przygotowane do automatyzacji procesu pomiarowego. W zależności od modelu maksymalny zakres pomiarowy wynosi 1300 mm dla pomiarów długości oraz 320 mm dla pomiarów średnicy.

W przypadku obróbki powierzchni niezbędne są pomiary chropowatości, a przy pomiarach geometrii zawierających małe promienie, sfazowania i gwinty (np. obudowy silnika lub przekładni, zewnętrznej i wewnętrznej geometrii wałka) może być konieczne użycie konturografu. Gama produktów do pomiaru chropowatości i konturu z serii Waveline zapewnia szeroki zakres pracy przy zachowaniu doskonałych parametrów. Przenośne przyrządy do pomiaru chropowatości W5, W10 oraz W20 umożliwiają operatorom wykonywanie szybkich pomiarów produkcyjnych. Statyw ułatwia pomiary w trudno dostępnych pozycjach, np. w kanałkach czy wewnątrz otworów. Z kolei oprogramowanie Evovis mobile rozszerza opcje analizy danych oraz tworzenia zaawansowanych raportów pomiarowych.

Stacjonarne systemy Waveline W800 oraz W900 znacząco rozszerzają możliwości pomiarowe i pozwalają na skonfigurowanie stanowiska zgodnie z własnymi potrzebami. Samodzielnie można dobrać wysokość kolumny, przesuw jednostki napędowej czy wielkość płyty granitowej. Zmotoryzowane osie ułatwiają pozycjonowanie końcówki w przypadku pomiarów w trudno dostępnych miejscach (np. małych otworów). Dostępne są osobne głowice do pomiaru chropowatości oraz konturu, a także głowice umożliwijące łączenie obu pomiarów. Każda z nich została skonstruowana z myślą o maksymalnej prostocie użytkowania, co zapewniają magnetyczne mocowania oraz elektroniczna identyfikacja głowicy i ramienia. Pomiary chropowatości z głowicą TKU400 mogą być realizowane w zakresie maksymalnie do 1,6 mm, z rozdzielczością 1 nm. Głowica do pomiaru konturu Digiscan zapewnia stałą rozdzielczość 10 nm w całym zakresie pracy wynoszącym 60 mm. Głowice Surfscan i Nanoscan umożliwiają łączenie obu typów pomiarów w jednym przejściu igły, czyli zwymiarowanie profilu oraz wyznaczenie chropowatości na dowolnie wskazanym odcinku. Maksymalny zakres pracy 48 mm oraz rozdzielczość 0,3 nm to parametry nieosiągalne dla innych producentów tego typu urządzeń.

 

Seria Waveline to nowoczesne przyrządy do pomiaru chropowatości i konturu

 

Każdy system W800 oraz W900 można wyposażyć w dodatkowe ramiona pomiarowe, akcesoria do montażu części czy stół antywibracyjny. Intuicyjne oprogramowanie Evovis umożliwia analizę chropowatości, konturu, topografii oraz parametrów Twist. W standardzie zawiera moduł eksportu danych oraz tworzenie zautomatyzowanych przebiegów pomiarowych. Umożliwia też pomiary średnic oraz wszystkich parametrów gwintu. Automatyzację można rozszerzyć o dodatkowe podzespoły, np.: zautomatyzowaną jednostkę obrotową, automatyczne stoliki dla osi poziomych oraz obrotowej, a także zautomatyzowane mocowania mierzonych części.

Podzespoły napędów elektrycznych zawierają często powierzchnie dokładnie obrobione, a więc z wąską tolerancją wymiarową. W takich przypadkach przeprowadzenie pomiaru błędów kształtu i położenia na zewnątrz i wewnątrz części na maszynie współrzędnościowej może być niewykonalne. Alternatywą są stykowe urządzenia F435/F455 oraz Roundscan z serii Formline, które pozwalają na stworzenie ergonomicznego stanowiska pracy dla operatora. Funkcja automatycznego poziomowania i centrowania mierzonego elementu eliminuje konieczność wykonywania tej operacji przez operatora. Jego rola jest ograniczona do poprawnego umieszczenia części w mocowaniu. Cała sekwencja pomiarowa jest wykonywana automatycznie, w zaprogramowanej kolejności. W ofercie jest wiele końcówek dostosowanych do różnych zadań pomiarowych, a sam system można rozwinąć o funkcje pomiaru chropowatości oraz moduły tłumienia drgań. Urządzenia Formline działają z oprogramowaniem Turbo Form, które daje szerokie możliwości analizy otrzymanych danych.

 

Systemy z serii Formline do pomiaru błędów kształtu i położenia pozwalają na stworzenie ergonomicznego stanowiska pracy

 

We wszystkich rodzajach silników, w tym elektrycznych występują podzespoły z dużymi wymaganiami odnośnie zachowania szczelności w trakcie pracy. Jako przykład można wymienić pompy hamulcowe czy części instalacji hydraulicznych. Seria Visionline umożliwia bardzo szybką i precyzyjną inspekcję powierzchni w kierunku poszukiwania ich wad mogących mieć wpływ na brak szczelności. Systemy IPS B5, B10 oraz B10 pozwalają na sprawdzenie otworów o średnicach od 5 do 110 mm. Pomiar zajmuje kilka sekund, a wysokiej rozdzielczości optyka pozwala na wykrycie wad o średnicy 100 μm. Modele F100 oraz F200 są przeznaczone do kontroli powierzchni płaskich. Szybkość skanowania wynosi do 600 mm/s, a po pomiarze możliwe jest pokazanie mapy odchyłek 3D. W produktach z serii Visionline zastosowano oprogramowanie Evovis Vision, które pozwala na dowolne skonfigurowanie inspekcji oraz odpowiada za automatyczną analizę danych. W ofercie są manulane stanowiska pomiarowe i stanowiska przygotowane do pełnej automatyzacji bezpośrednio na linii produkcyjnej.

Z roku na rok rośnie produkcja napędów elektrycznych, która ma już charakter masowy. Coraz większa jest więc potrzeba tworzenia specjalnych przyrządów pomiarowych dostosowanych do produkowanego asortymentu, które umożliwią bardzo szybki pomiar bezpośrednio w warunkach produkcyjnych. Takie możliwości oferują pneumatyczne przyrządy pomiarowe z serii Gageline. Są one szybkie i precyzyjne (zdolność systemu pomiarowego może być osiągnięta nawet dla tolerancji całkowitej 1 μm), nie trzeba czyścić części przed pomiarem i nie dochodzi do styku przyrządu z mierzoną powierzchnią. Dostępne są ręczne przyrządy pomiarowe (trzpienie, pierścienie, szczęki) oraz w pełni automatyczne stanowiska pomiarowe. Możliwe są pomiary średnic, długości, owalności, kątów, równoległości, współśrodkowości czy prostopadłości, a sam pomiar może się odbywać statycznie lub dynamicznie.

Jenoptik to firma nastawiona na stały rozwój oraz opracowywanie nowych, pionierskich rozwiązań. Od ponad pół wieku zmienia się dla swoich klientów, aby spełniać stale rosnące wymagania. Dzisiaj Jenoptik może się pochwalić produktami wykorzystywanymi z powodzeniem w nowoczesnym przemyśle automotive nastawionym na elektromobilność.

 

mgr inż. Paweł Górniak
Product Manager ds. Systemów Jenoptik