Możliwości wykorzystania technik skanowania w aplikacjach kuźniczych

• Autorzy: Hawryluk M. , Ziemba J.

Warianty tytułu

EN

The possibility of using scanning techniques in forging applications

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy możliwości zastosowania nowoczesnych bezstykowych technik pomiarowych w kuźniach matrycowych, w szczególności możliwości wykorzystania skanerów optycznych i ramion pomiarowych ze zintegrowanymi skanerami liniowymi. W pracy wskazano na różne aspekty bezstykowych technik pomiarowych wykorzystywanych głównie do dwóch grup obiektów, zwracając uwagę na niedostateczną świadomość ważności stosowanych przyrządów i metod pomiaru, zwłaszcza w kontekście bezpieczeństwa uzyskiwanych wyrobów oraz istotnych problemów pomiarowych, wynikających z ekstremalnych warunków panujących w przemysłowych procesach kucia na gorąco. Do pierwszej grupy zaliczyć można rozmaite pomiary odkuwek, m.in.: ich kontrolę w trakcie i po procesie kucia oraz po obróbce mechanicznej z wykorzystaniem techniki kontroli skanów na wirtualnych sprawdzianach z bazami cząstkowymi. Drugą grupę obiektów pomiarowych stanowi oprzyrządowanie kuźnicze, gdzie pomiary obejmują szeroko rozumianą kontrolę jakości nowych matryc, stempli i wkładek matrycowych, analizę zużycia narzędzi kuźniczych oraz pomiary dla narzędzi regenerowanych w technologii napawania. W pracy przedstawiono także inne możliwości wykorzystania technik skanowania, m.in.: do analizy małych i precyzyjnych narzędzi kuźniczych. Przeanalizowano także możliwość stosowania technik skanowania odwrotnego 3D do bezpośredniej kontroli jakości oraz zmian geometrii warstwy wierzchniej narzędzi kuźniczych, bez konieczności ich demontażu, na podstawie pomiaru zmian geometrii cyklicznie pobieranych odkuwek.

EN

The article concerns the possibility of the use of modern non-contact measurement techniques in a die forges, in particular the possibility of using an optical scanners and measuring arms with integrated linear scanners. The work points to different aspects of measuring techniques used mainly for two groups of objects, emphasizing their important role in the context of the safety (achieved forgings – products) and the significant measurement problems due to the extreme conditions in industrial processes hot forging. The first group consists of various measurements of forgings, for example: its control during and after the forging and mechanical treatment, the use of control techniques scans on virtual exams with partial databases. The second group of measuring objects is forging instrumentation, where measurements include the widely understood quality control of new dies, punches and die inserts, the analysis of forging tools wear and measurement for regenerated tools in pad welding technology. The paper presents the other possibilities of using scanning techniques, inter alia: for geometric analysis of small and precise forging tools. Also examined the possibility of using 3D reverse scanning techniques to direct quality control and changes of surface layer geometry of the forging tools, (without the necessity of their disassembly), based on the measurement of geometry changes for cyclically collected forgings.

Słowa kluczowe

PL

kontrola jakości; skanowanie; narzędzia kuźnicze; odkuwka

EN

quality control; scanning; forging tools; forging

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 28, nr 1
• Strony: 39--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr

Twórcy

autor

Hawryluk M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Ziemba J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Gąska A., M. Olszewska. 2011. „Ocena odwzorowania kształtu za pomocą współrzędnościowego ramienia pomiarowego wyposażonego w głowicę optyczną”. Postępy Nauki i Techniki 7: 37–43.
• [2] Gronostajski Z., M. Hawryluk, A. Niechajowicz, M. Zwierzchowski, M. Kaszuba, T. Będza. 2011. „Application of the scanning laser system for the wear estimation of forging tools”. Computer Methods in Materials Science 11 (2): 425–431.
• [3] Gronostajski Z., M. Hawryluk. 2008. „The main aspects of precision forging”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 8 (2): 39–55.
• [4] Gronostajski Z., M. Kaszuba, M. Hawryluk, M. Marciniak, M. Zwierzchowski, A. Mazurkiewicz, J. Smolik. 2015. „Improving durability of hot forging tools by applying hybrid layers”. Metallurgy 54 (4): 687–690.
• [5] Gronostajski Z., M. Kaszuba, M. Hawryluk, M. Zwierzchowski. 2014. „A review of the degradation mechanisms of the hot forging tools”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 14 (4): 528–539.
• [6] Gronostajski Z., M. Hawryluk, J. Jakubik, M. Kaszuba, G. Misun, P. Sadowski. 2015. „Solution examples of selected issues related to die forging”. Archives of Metallurgy and Materials 60 (4): 2767–2775.
• [7] Gronostajski Z., M. Hawryluk, M. Kaszuba, J. Ziemba. 2016. „Application of a measuring arm with an integrated laser scanner in the analysis of the shape changes of forging instrumentation during production”. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 18 (2): 194–200, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2016.2.6.
• [8] Hawryluk M., M.D. Kaszuba, P. Widomski, J. Ziemba. 2016. „Możliwości zastosowania technik pomiarowych w procesach kucia matrycowego na gorąco.” Przegląd Mechaniczny 75 (9): 16–22.
• [9] ISO GPS 10360-4:2000 Geometrical Product Specifications (GPS) – Acceptance and Reverification Tests for Coordinate Measuring Machines (CMM) – Part 4: CMMs used in Scanning Measuring Mode. Norma.
• [10] Jakubiec W., J. Malinowski. 2004. Metrologia wielkości geometrycznych. Warszawa: WNT.
• [11] Kontrola jakości odkuwek i matryc – archiwizacja i regeneracja matryc. Mat. informacyjne: ITApolska; http://www.ita-polska.com.pl.
• [12] Kuş A. 2009. „Implementation of 3d optical scanning technology for automotive applications”. Sensors 9: 1967–1979.
• [13] Li F.X, A. Longstaff, S. Fletcher, S. Myers. 2012. „Integrated tactile and optical measuring systems in three dimensional metrology”. W mat. konf. Computing and Engineering Researchers’ Conference, University of Huddersfield, Marzec 2012, 1–6.
• [14] Lulkiewicz J., S. Szkudelski, B. Pachutko. 2015. „Kompleksowe badania matryc kuźniczych”. Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie 3 (90): 16–19.
• [15] Machácek P, J. Tomícek. 2010. „Application of laser scanning in reverse engineering and prototype manufacturing”. WTP 1 (21): 35–44.
• [16] Magdziak M. 2012. Metoda pomiaru powierzchni swobodnych na obrabiarce sterowanej numerycznie. Praca doktorska, Rzeszów: Politechnika Rzeszowska.
• [17] Marton E., F. Pizzolon. 2010. „Dimensional control during forging. Innovative 3d laser measuring systems”. Forge Applications 1 (23): 35–44.
• [18] Measurement of a forging die for tooling corrections. Mat. informacyjne: AICON_3D_SYSTEM; http://www.aicon3d.com/fileadmin/user_upload/p rodukte/en/breuckmann_Scanner/01_PDF_IuT/F orging_die_measurement_Web.pdf.
• [19] Pachutko B., S. Ziółkiewicz. 2012. „Badania procesów zużycia matryc do kucia zaczepu budowlanego na podstawie badań metalograficznych”. Obróbka Plastyczna Metali 23 (4): 277–293.
• [20] Ratajczyk E. 2008. „Współrzędnościowe ramiona pomiarowe i ich testy dokładności”. Przegląd Elektrotechniczny 5: 181–185.
• [21] Ratajczyk E., A. Woźniak. 2016. Współrzędnościowe systemy pomiarowe. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• [22] Salah Hame R. A. 2008. „Influence of fitting algorithm and scanning speed on roundness error for 50 mm standard ring measurement using CMM”. Metrology and Measurement Systems 15 (1): 33–53.
• [23] Ulatowski Krzysztof. 2013. Ramiona pomiarowe – rynek i zastosowania. http://www.magazynprzemyslowy.pl/zarzadzaniei-rynek/Ramiona-pomiarowe-rynek-izastosowania,3580,1.
• [24] Weckenmann A., J. Weickmann. 2006. „Optical inspection of formed sheet metal parts applying fringe projection systems and virtual fixation”. Metrology and Measurement Systems 13 (4): 321– 334.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).