Opublikowano: 25 września 2013

Ramiona przegubowe 3D, powszechnie znane jako ramiona pomiarowe, to przenośne współrzędnościowe maszyny pomiarowe (CMM) określające i rejestrujące położenie końcówki pomiarowej w przestrzeni trójwymiarowej, oraz raportujące wyniki poprzez oprogramowanie.

Floris Rouw

Nazwa odzwierciedla faktyczny wygląd tego urządzenia, przypominającego ludzkie ramię z barkiem, łokciem, przedramieniem i nadgarstkiem. W celu ustalenia położenia końcówki pomiarowej każdy „przegub” wyposażony jest w chronione patentem szklane krążki nazywane koderami, które obliczają położenie końcówki pomiarowej podczas swobodnego przemieszczania się ramienia w przestrzeni roboczej.
Zasięg promieniowy ramienia po całkowitym rozłożeniu wynosi zwykle od 0,65 m do 2,00 m. W branży urządzeń CMM ramiona klasyfikuje się zgodnie z ogólnym zasięgiem roboczym, od 1,20 m aż do 3,65 m. Im krótsze ramię, tym bardziej jest ono precyzyjne, co wynika z mniejszego błędu mechanicznego związanego z długością poszczególnych odcinków. Ramiona można też klasyfikować według liczby osi obrotowych. Ramiona posiadają zazwyczaj 6 osi obrotu, ale jeśli urządzenie zakończone jest uchwytem do sterowania obrotowym nadgarstkiem, uważa się je za ramię 7-osiowe. 
Jedną z głównych zalet stosowania ramienia jest jego mobilność. W porównaniu z tradycyjnym sprzętem CMM, ramiona są znacznie mniejsze i lżejsze, dzięki czemu można je zabrać tam, gdzie znajduje się część czekająca na kontrolę, zamiast transportować część do urządzenia CMM. Pozwala to również zminimalizować czas przestoju maszyny oraz tzw. wąskie gardła w procesie kontroli jakości. Ponadto ramiona mają zdolność przystosowywania się do większości warunków temperaturowych, mogą więc działać w szerokim zakresie środowisk i nie wymagają klimatyzowanego pomieszczenia. Dokładność CMM jest lepsza niż w przypadku większości narzędzi ręcznych często stosowanych do kontroli. Przenośne ramiona pomiarowe są znacznie mniej kosztowne niż maszyny stacjonarne, są także łatwiejsze w użyciu dzięki prostym przyciskom na uchwycie, służącym do gromadzenia danych.
Typowe zastosowania ramion pomiarowych:

• Kontrola geometrii: gromadzenie informacji dotyczących części celem ich porównania z rysunkami i planami
• Pomiar względem modelu CAD: porównywanie części z modelem CAD w czasie rzeczywistym, z natychmiastowym wynikiem
• Kontrola w trakcie produkcji: wykorzystanie mobilności ramienia i kontrola danej części zarówno przed, w trakcie jak i po zakończeniu produkcji, nie zdejmując jej z obrabiarki
• Kontrola pierwszej serii: kontrolowanie i porównywanie wzorców przedseryjnych z wartościami nominalnymi
• Wyrównanie: ustawianie przyrządów obróbkowych oraz uchwytów mocujących
• Inżynieria odwrotna: możliwość rejestracji unikatowych cech badanej części za pomocą ramienia lub skanera z laserem liniowym, aby utworzyć model CAD w celach produkcyjnych lub do dokumentacji cyfrowej

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (72) wrzesień 2013

Opublikowano: 25 września 2013

W wielu przypadkach, gdzie pojawia się kwestia modelowania skomplikowanych kształtów, użytkownicy decydują się na tworzenie geometrii z wykorzystaniem modelowania sekwencyjnego. Oczywiście, nie jest to błąd, gdyż przeważnie i tak wykończenie trudnych do zamodelowania kształtów jest dopracowywane tradycyjnie, z wykorzystaniem szkiców i operacji bazujących na profilach. Czy jednak stosowanie tej metody od samego początku procesu projektowania jest optymalnym rozwiązaniem?

Bernard Pacula

W artykule chciałbym przedstawić sposób na przyspieszenie pracy poprzez łączenie zalet  środowiska sekwencyjnego z synchronicznym, nawet w sytuacji tworzenia całej konstrukcji przez tryb sekwencyjny.
Aby móc przedstawić sposób podejścia i optymalnego wykorzystania możliwości programu, skupimy się na wykonaniu przykładowego obiektu przedstawionego na rysunku 1.


Rys. 1

Jest to typowy pojemnik wykonany z tworzywa lub szkła. Podchodząc w klasyczny sposób do jego utworzenia należałoby utworzyć szkic zawierający podstawę obiektu i skopiować go na płaszczyznę równoległą lub utworzyć na takiej płaszczyźnie kolejny zarys. Warto przy okazji wspomnieć, iż kopiowanie to można wykonać za pomocą polecenia Narzędzia główne -> Szkic -> Powiel elementy szkicu. Za jego pomocą można utworzyć kopię asocjatywną (będącą powiązaną ze szkicem bazowym), kopię nieasocjatywną (odzwierciedlającą jedynie bieżący kształt obiektu bazowego) lub przenieść szkic na nową płaszczyznę. W przypadku gdy profil ma być kontynuowany w kolejnych wyciągnięciach, warto korzystać z asocjatywności, gdyż odpada konieczność pilnowania zgodności profili. W tym konkretnym przypadku lepiej jednak utworzyć kopię bez powiązania, gdyż możliwa będzie wtedy niezależna modyfikacja kształtu podstawy i góry. Po umieszczeniu obu profili możliwe jest ich połączenie, w celu otrzymania bryły. Do tego celu wykorzystać można polecenie Narzędzia główne -> Bryły -> Wyciągnięcie przez przekroje. Po jego wykonaniu dostępna jest już baza do dalszych modyfikacji (rys. 2).
Chcąc wykonać skręcenie należy wejść w edycję szkicu, gdzie można go dowolnie obracać, powodując uzyskanie pożądanego kształtu. Tutaj jednak elastyczność modelowania w pełni sekwencyjnego się kończy i pojawia się problem  np. z pochyleniem ścianki górnej pod pożądanym kątem. W takiej sytuacji należałoby zdefiniować na nowo profil lub wykorzystywać za każdym razem użyte wcześniej polecenie powielenia elementów szkicu w trybie przeniesienia. Jest to jednak znaczne utrudnienie modyfikacji, powodujące stratę czasu i pogorszenie możliwości edycyjnych części.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (72) wrzesień 2013

Opublikowano: 25 września 2013

Andrzej Wełyczko

Projektowanie żeber wzmacniających nabiera specjalnego znaczenia w projektowaniu elementów formowanych (odlewy, odkuwki, wypraski). Dlaczego? Dlatego, że elementy tego typu nierzadko mają skomplikowany kształt, a ich definicja musi uwzględniać także aspekt technologiczności wykonania. Załóżmy, że w modelu pokazanym na rysunku 20 trzeba zdefiniować żebro wewnętrzne na płaszczyźnie Plane.1 prostopadłej do krzywej Sketch.1 w punkcie Point.2.


rys. 20

Jeśli kształt żebra może być określony krzywą płaską (kontur Sketch.3 na rysunku 21), to można zastosować polecenie Stiffener. Cechy technologiczne, czyli pochylenie ścian bocznych (Draft.1), zaokrąglenie krawędzi żebra (EdgeFillet.2) oraz zaokrąglenie krawędzi wspólnej żebra (Stffener.1 + Draft.1 + EdgeFillet.2) i bryły podstawowej (Rib.1 + Shell.1 + EdgeFillet.1) trzeba i można wykonać w następnych krokach.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (72) wrzesień 2013

Opublikowano: 25 września 2013

Seria katastrof kolejowych w ostatnich latach i duża liczba ofiar powinna skłonić projektantów, konstruktorów taboru szynowego i technologów budowy tego taboru do ponownego przemyślenia całości bezpieczeństwa w ruchu kolejowym. Rozwój kolejnictwa pasażerskiego doprowadził do zastosowania nowoczesnego, z wyglądu, i rozwijającego wielkie szybkości taboru szynowego. Jednak konstrukcja lokomotyw i wagonów, czy zestawów pociągowych, oraz technologia ich budowy wywodzą się ze starszych czasów lub pozostały daleko w tyle.

Aleksander Łukomski

Nowoczesny kształt nie oznacza nowoczesnych rozwiązań. I nie chodzi tu o elektronikę, monitory czy wystrój wnętrz, a nawet nie o komputery w konstrukcyjnym biurze przyzakładowym producenta pojazdów szynowych; te często są bardzo nowoczesne. Chodzi o rozwiązania konstrukcyjne pudeł wagonów, wózków, o nowe materiały w budowie pojazdów szynowych, być może nowe rodzaje torowisk. Także zasady budowy, badania i przepisy pozostały często w epoce taboru rozwijającego znacznie mniejsze prędkości. Jest co prawda organizacja UIC i cały szereg norm, przepisów i instrukcji, także krajowych, które lepiej, czy gorzej są stosowane, ale pogoń za obniżką kosztów budowy czy napraw pojazdów szynowych prowadzi do omijania i tak nie przystających do dzisiejszych wymagań w technice, przepisów. Naprawy pojazdów szynowych to jest jeszcze inna, oddzielna sprawa. Kiedyś było w Polsce 27 zakładów naprawczych taboru szynowego tzw. ZNTK i obligatoryjny system przeglądów oraz napraw rewizyjnych i głównych. Obecnie system ten uległ likwidacji i ZNTK- i też. Trudno powiedzieć, jak ten tabor jest dzisiaj naprawiany i czy jest zgodnie z oczekiwaniem ostatecznych użytkowników – pasażerów, przeprowadzana właściwa kontrola taboru.


Fot. 1  Pozycjoner spawalniczy, jednokolumnowy (udźwig 3,2 t), z podnoszeniem i obrotem przyrządu w dwóch osiach dla umożliwienia wykonywania spoin w pozycji podolnej

Wzorem i podstawą do przemyśleń powinien być tutaj przemysł motoryzacyjny, gdzie kładzie się ogromny nacisk na bezpieczeństwo pasażerów. W nowoczesnych samochodach są odpowiednie do szybkości strefy zgniotu, duża liczba poduszek bezpieczeństwa, zagłówki, pasy z napinaczami i specjalna konstrukcja siedzeń zapobiegająca deformacji i urwaniu podczas zderzenia, i wiele innych elementów. Producenci samochodów wkładają ogromny wysiłek w konstrukcję i rozwój tych rozwiązań. Najczęściej, w ich tworzeniu, łączą wysiłki, bo działania te są kosztowne. Również przepisy, badania kwalifikacyjne i kontrolne poszczególnych elementów samochodu, są bardzo ostre. Technologia budowy samochodów jest niezwykle skomplikowana. Prawie każda operacja technologiczna jest kontrolowana i potwierdzana. Dotyczy to często nawet każdej zgrzeiny czy spoiny. W dokumentacji konstrukcyjnej podawane są punkty referencyjne, które mało że są odnośnikami, to są jeszcze w każdej kolejnej operacji sprawdzane. Kadłub nadwozia jest mierzony na maszynie pomiarowej z dokładnością +/- 0,05 mm, gdzie mierzeniu podlega minimum 200 punktów pomiarowych, a całkowita długość nadwozia mieści się w tolerancji 2 mm. Bardzo szczegółowe instrukcje technologiczne, procedury odbiorcze, stanowiska kontrolne często bardzo skomplikowane, dobór pracowników obsługujących urządzenia technologiczne ze względu na ich predyspozycje, ciągłe szkolenia i workshopy, crashtesty (niekiedy „niszczy się” w crashtestach 300 pojazdów), doprowadziły w fabrykach samochodów do pewnej perfekcji w budowie i uzyskania najwyższej, na dzisiejszy stan techniki, jakości i gwarancji bezpieczeństwa dla pasażerów. W Polsce istnieje specjalne stanowisko do przeprowadzania crashtestów pojazdów szynowych, niestety jest bardzo rzadko używane.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (72) wrzesień 2013