AVIKO PRAHA s.r.o., Na Hutmance 2, 158 00 Praha 5
aktualizace: srpen 2017



Měření izolačních materiálů

BMZ: zařízení pro automatické bezdotykové měření rozměrů izolačních materiálů pohyblivých vodičů a plášťů kabelů

BMZ: stolní provedení
  • Automatické, velmi rychlé a objektivní měření, bez možnosti ovlivnit výsledky měření obsluhou.
  • Značná výkonnost, umožňující v krátkém okamžiku měřit poměrně velký počet parametrů, včetně nejrůznějších složitých tvarů.
  • Automatické rozlišení procentuálního podílu jednotlivých barev izolace.
  • Výpočet hmotnosti izolačního materiálu na jednotku délky.
  • Průběžná archivace dat pro protřeby certifikace aj., automaticky doplněná o další zvolené údaje jako např. označení zakázky, označení typorozměru, kód pracovníka, kód stroje, číslo pracoviště, datum a čas měření atd.
  • Zařízení lze připojit k firemní ethernetové síti.
  • Průběžné výsledky statistického zpracování naměřených hodnot v číselné a grafické podobě na monitoru měřicího zařízení.
  • Zařízení lze vybavit čtečkou čárového kódu pro rychlé a bezchybné načtení identifikačních údajů.
  • Konstrukčním uspořádáním a velmi jednoduchou obsluhou je měřicí zařízení BMZ určeno především pro nasazení přímo u výrobního stroje.
  • Spojení přesného dílenského měřidla s archivací a se statistickou regulací umožňuje trvalé řízení jakosti výrobního procesu samotnými dělníky ve výrobě, a tak včasným zásahem předejít výrobě zmetků.
  • Jednoduchá obsluha, minimalizující vliv lidského faktoru na proces měření; obsluha v běžném provozu ovládá zařízení pomocí čtyř tlačítek na čelním panelu, s možností doplnit nožní spínač na kabelu.
  • Odpadá seřizování měřicího zařízení, systém se automaticky kalibruje podle vloženého normálu).
  • Vysoká životnost měřicího zařízení při minimální údržbě, daná podstatou bezdotykového měření.
  • Vysoký stupeň flexibility, dovolující na jednom pracovišti měřit automaticky více typů vzorků izolačních materiálů bez dalších nákladů při inovaci výroby.
  • Měřicí zařízení je proti výpadku napájení i přepětí v síti chráněno záložním zdojem UPS.
  • Zákaznicky orientovaný přístup výrobce měřicího zařízení maximálně zohledňuje konkrétní specifické podmínky uživatele.
  • Velmi příznivá cena v porovnání s automatizovaným profilprojektorem.
  • Technické řešení měřicího zařízení je chráněné užitným vzorem č.5043 uděleným Úřadem průmyslového vlastnictví.
  • Po dobu životnosti zařízení je poskytován záruční i pozáruční servis.

1. Určení

Měřicí zařízení je určeno pro automatické měření rozměrů izolačních a plášťových materiálů elektrických kabelů, vodičů a šňůr. Zařízení BMZ představuje plně automatické měřicí a identifikační zařízení nové generace, umožňující velmi rychle a objektivně, tj. bez možnosti ovlivnit výsledky měření obsluhou, bezdotykovým způsobem změřit všechny sledované rozměry měřeného vzorku a tyto výsledky měření, automaticky doplněné o řadu nezbytných údajů, archivovat.

V bezdotykových měřicích zařízeních BMZ používáme digitální kamery s vysokým rozlišením vyvinuté ve spolupráci s firmou ViDiS s.r.o. (elektronika kamery a programové zpracování obrazu) a řadu telecentrických objektivů speciálně zkonstruovaných pro zařízení BMZ.

BMZ: stojanové provedení

Zařízení umožňuje následujících měření:

  1. Měření tloušťky izolace sektorového jádro
  2. Měření tloušťky izolace lamelového jádra provedení 'a'
  3. Měření tloušťky izolace lamelového jádra provedení 'b'
  4. Měření tloušťky izolace nerovného vnějšího povrchu
  5. Měření tloušťky pláště ploché dvojžilové šňůry
  6. Měření tloušťky pláště nepravidelného vnitřního povrchu
  7. Měření tloušťky pláště nekruhového vnitřního povrchu
  8. Měření tloušťky pláště nepravidelného vnějšího povrchu
  9. Měření tloušťky pláště ploché dvojžilové šňůry
  10. Měření tloušťky pláště plochého kabelu se samostatnými žilami

Předností automatického bezdotykového měření a identifikace je schopnost prakticky v jednom okamžiku změřit a vyhodnotit všechny sledované rozměry, včetně složitých geometrických tvarů a výsledky měření archivovat a statisticky zpracovat. Výsledky měření i statistického zpracování jsou průběžně zobrazovány na displeji měřicího zařízení. Zařízení umožňuje měření přímo u výrobního stroje, takže obsluze výrobního stroje nabízí v číselné i grafické podobě všechny nezbytné údaje o stavu výroby (např. počty shodných a neshodných vzorků, pohyb měřených hodnot v tolerančním poli, statistické charakteristiky: průměry, směrodatné odchylky, koeficienty Cp, Cpk, a další) a tím významně urychluje a zkvalitňuje řízení jakosti samotnými dělníky ve výrobě. Obsluha navíc měřený vzorek vizuálně kontroluje několikanásobně zvětšený na monitoru měřicího zařízení.

Všechna data jsou průběžně archivována pro následný tisk nebo pro potřeby certifikace. Měřené hodnoty se pro archivaci automaticky doplňují o řadu dalších zvolených údajů jako např.:

  • datum a čas měření
  • označení zakázky
  • označení typu
  • kód pracovníka
  • kód stroje
  • kód pracoviště

Statistický program je vždy zpracován podle zvyklostí zavedených v daném výrobním závodě na základě podrobnější specifikace zadavatelem. Běžně dodáváme statistický program podrobněji popsaný v kapitole statistické vyhodnocení.

K zařízení lze připojit tiskárnu pro tisk naměřených hodnot, včetně tisku obrysu měřeného vzorku s vyznačenými řezy v nichž jsou rozměry vyhodnocovány.

Komfort měření, určený programovým vybavením je možné postupně doplňovat podle aktuálních požadavků uživatele.

Uvedený soubor vlastností měřicího zařízení BMZ má nezanedbatelný vliv na brzkou návratnost vynaložené investice.

Zařízení vyrábíme ve stolním nebo stojanovém provedení, vybavené jednou až čtyřmi digitálními kamerami s telecentrickými objektivy. Dosud největší telecentrický objektiv byl dodán pro zorné pole 90 x 90 mm, nejmenší pro zorné pole 2 x 2 mm.

2. Měřicí metoda

Měření rozměrů izolace

Měřicí metoda je založena na poměrovém měření, kdy rozměr měřeného objektu je srovnáván s měřicím normálem. Podle tohoto normálu se před každou sérií měření automaticky zkalibruje měřicí stupnice. Pomocí normálu je rovněž možné průběžně kontrolovat stálost podmínek měření. Vhodnou volbou měřicího normálu, jehož rozměry, případě i optické vlastnosti povrchu, odpovídají měřenému vzorku, lze docílit vysoké přesnosti měření. Použitá měřicí metoda umožňuje přímo u výrobního stroje průběžné automatické měření rozměrů vzorků, které se obvykle provádí až dodatečně pomocí profilprojektorů na pracovištích technické kontroly, případně v měrovém středisku nebo v metrologických laboratořích.

Měření probíhá opticko-elektronickým bezdotykovým způsobem bez použití pohyblivých elementů měřicího systému. Jediným pohyblivým elementem je měřený vzorek, který se vkládá do měřicího komory. Posun vzorku mikrometrickými posuvy do středu zorného pole je ovládán točítky vně komory. Podstata měření spočívá v tom, že se měřený vzorek snímá průmyslovou digitální kamerou. Zařízení nastaví předvolenou kombinaci osvětlení, sejmutý obraz měřeného vzorku analyzuje, tzn. potlačí šum, detekuje hrany a přechody a v programově volitelných řezech změří požadované rozměry. Velikosti změřených rozměrů se v číselné formě vypisují na monitoru včetně tolerančních mezí. Při překročení programově volitelných tolerancí se číselný údaj žlutě podbarví. Současně je na monitoru zobrazován i snímek měřeného vzorku s vyznačenými měřicími pásmy. Celková doba měření, včetně vyhodnocení rozměrů z volitelného počtu snímků (průměrování), trvá 1 až 3 s.

Obecně platí, že přesnost měření je dána velikostí záběru snímaného vzorku nebo jeho části a následnou interpolací. Čím je zorné pole objektivu kamery menší, tím se dosahuje vyšší přesnosti.

Počítačovou analýzou snímků a následnou interpolací u objektivů se zorným polem průměru 10 mm dosahuje rozlišení ± 1 µm, u zorného pole průměru 30 mm dosahuje rozlišení ± 2 µm a u zorného pole průměru 60 mm dosahuje rozlišení ± 4 µm. Uvedené hodnoty platí za předpokladu, že měřený rozměr je vyhodnocovaný na hraně přímkové nebo obloukové, dosahující alespoň pětiny rozměru zorného pole objektivu. Při měření velmi malých rozměrů ve velkém zorném poli se rozlišení snižuje.

TAB.1 Zařízení měří následující parametry izolačních materiálů pohyblivých vodičů:

  1. průměr střední
  2. průměr mininimální
  3. průměr maximální
  4. tloušťka střední
  5. tloušťka minimální
  6. tloušťka maximální
  7. plocha (průřez) izolace
  8. plocha (průřez) jádra
  9. přístřik
  10. ovalita
  11. centricita

TAB.2 Zařízení měří následující parametry plášťů kabelů se dvěma až pěti vodiči:

  1. průměr střední
  2. průměr minimální
  3. průměr maximální
  4. tloušťka střední
  5. tloušťka minimální
  6. tloušťka maximální
  7. plocha (průřez) izolace
  8. centricita

TAB.3 Zařízení měří následující parametry plochých plášťů kabelů se dvěma a třemi vodiči:

  1. šířka pláště
  2. výška pláště
  3. tloušťka střední
  4. tloušťka minimální
  5. tloušťka maximální
  6. plocha (průřez) izolace
  7. centricita

3. Měřicí postup

Ovládání měřicí stanice je velmi jednoduché. Obsluha ovládá měřicí zařízení pouze pomocí čtyř tlačítek na čelním panelu, nebo počítačovou myší. Pro přestavování parametrů, rozměrů a tolerancí, změny způsobu vyhodnocování a zpracování výsledků se používá klávesnice, která je umístěna v uzamykatelné zásuvce, nebo se připravené parametry načítají čtečkou čárového kódu.

Obsluha vloží měřený vzorek do snímkovací komory a snímkovací komoru uzavře. Pomocí mikrometrických posuvů ovládaných z vnějšku snímkovací komory umístí měřený vzorek do záměrného kříže odpovídající kamery a zmáčkne tlačítko „MĚŘENÍ“.

Vlastní měření probíhá zcela automaticky. Výsledek měření a vyhodnocení zobrazený na monitoru, respektive nedodržení předepsaných tolerancí lze na požadavek současně signalizovat světelnou i zvukovou signalizací.

Výsledky měření s automaticky doplněnými dalšími údaji se tlačítkem „ULOŽIT“ ukládají do paměti počítače pro archivaci a statistické zpracování.

Ovládání měřicího zařízení čtyřmi externími tlačítky na panelu přístroje je obvykle používané při standardním měření dělníky obsluhujícími výrobní stroje.

Tlačítka umožňují:

  • volit měřicí předpis dle typu kabelu
  • spustit měřicí program
  • zobrazené údaje archivovat
  • vytisknout naměřené hodnoty spolu s tiskem obrysu měřeného vzorku
  • prohlížet výsledky statistického zpracování dat v číselné a grafické podobě

Parametrování měřicího zařízení je umožněno jen osobám k tomu určeným. Parametrování se provádí klávesnicí umístěné v uzamykatelné zásuvce.

Klávesnice umožňuje:

  • nastavování parametrů nových typů vodičů a plášťů, včetně rozměrových tolerancí
  • vyplnit identifikační údaje, které se automaticky archivují spolu s naměřenými hodnotami
  • volbu průměrování, tj. výběr počtu snímků určených k analýze rozměrů
  • nastavení hodnot intenzity osvětlení pro daný typ měřeného vzorku - kombinace osvětlení dolního, bočního a horního
  • kalibraci měřicího zařízení pomocí kalibračních kroužků (součást dodávky)
  • parametrování statistického programu

Vkládání vybraných parametrů je možné automatizovat načítaním čtečkou čárového kódu.

4. Statistické vyhodnocení

Měřicí zařízení BMZ spojuje přednosti přesného dílenského měřidla s archivací a se statistickou regulací a umožňuje tak trvalé řízení jakosti výrobního procesu samotnými dělníky ve výrobě. Tím je uzavřena nejkratší regulační smyčka a tedy v nejkratším čase může být odstraněna případná závada.

Vyhodnocení měření – včetně statistického zpracování výsledků měření – zpracujeme podle zvyklostí zavedených v každém výrobním závodě. Obdobně upravíme měřicí protokol a tisk výsledků měření.

Běžně dodávané statistické vyhodnocení slouží pro regulaci výrobního procesu formou regulační karty (diagramu) individuálních hodnot a rozpětí Xi – R, středních hodnot a rozpětí X – R, středních hodnot a směrodatné odchylky X – S a karty histogramu.

Veškerá data je možné dohodnutým způsobem předávat do již existujícího firemního systému.

5. Popis měřicího zařízení – předmět dodávky

Mechanika měřicího zařízení je řešena stavebnicově. Měřicí zařízení lze dodat v provedení stolním tzn. s větší pracovní plochou a nižší celkovou výškou, nebo v provedení stojanovém. Stojanové provedení je výhodnější při umístění měřicího zařízení v těsné blízkosti výrobních strojů, kde je požadována malá půdorysná plocha zařízení.

Měřicí zařízení v základním provedení tvoří:

  1. mechanika zařízení ve stolním nebo stojanovém provedení
  2. digitální kamery (1 až 4 dle konkrétního zadání)
  3. telecentrické objektivy (standardní zorné pole v provedení 4x4 až 40x40 mm)
  4. osvětlovací systém (osvětlení horní, boční, dolní – vše ovládané z řídicího počítače)
  5. vyhodnocovací zařízení (počítač PC, klávesnice, myš, UPS)
  6. zobrazovací a signalizační zařízení (LCD monitor, alt. dotykový monitor)
  7. mikromerické posuvy izolačního vzorku ve dvou navzájem kolmých osách
  8. kalibry pro automatickou kalibraci
  9. základní programové vybavení (měření a vyhodnocení rozměrů, statistické zpracování)
  10. uživatelská dokumentace
  11. součástí dodávky je instalace zařízení a zaškolení obsluhy a údržby

6. Cena zařízení, termín dodávky

Cena zařízení je závislá na provedení konstrukce (stojanové, stolní), na složitosti a počtu vyhodnocovaných rozměrů, počtu snímacích kamer s objektivy a osvětlením, případně speciálních požadavků na programové a konstrukční vybavení. Obvykle více než polovinu ceny tvoří náklady na programové vybavení pro nový tvar vzorku. Z toho vyplývá, že cena zařízení se významně snižuje při opakované dodávce měřicího zařízení, nebo při dodávce více měřicích zařízení najednou. Ceny nejčastěji dodávaných typů zařízení se pohybují v rozsahu 700 000 až 1 000 000 Kč.

Konkrétní cena zařízení je vždy uvedena v nabídce, kterou bezplatně zpracujeme pro každou konkrétní úlohu, podle požadavků specifikovaných zadavatelem. Jako podklad pro zpracování nabídky obvykle postačí zadat požadované provedení (stolní, stojanové) a požadované velikosti záběrů pro kamery (velikosti měřených vzorků) a požadavky na programové vybavení, tisk protokolů apod.

Zařízení lze dodat v termínu orientačně 2 až 4 měsíce. Zařízení je možné obsáhle modifikovat dle potřeb uživatele. Rovněž lze dojednat množstevní slevy a kalendář dodacích termínů.

Hlavní odběratelé:

PRAKAB PRAŽSKÁ KABELOVNA a.s., nkt cables Vrchlabí k.s. člen skupiny NKT, Draka Kabely s.r.o. Velké Meziříčí, LAMELA ELECTRIC a.s. o.z. Kabelovna Chyše