1.1 KOORDINAATTIMITTAUS PERUSKOULUTUS 1
Sisällys JOHDANTO... 3 1. LAITTEISTO... 5 2. MITTAUSOHJELMISTO... 13 3. VARSINAINEN MITTAAMINEN... 14 3.1 MITTAUSOHJELMISTO JA MITTAAMINEN... 19 4. MITTAUSRAPORTIT... 26 5. HARJOITUS... 28 6. CAD-MALLIN KÄYTTÖ MITTAUKSESSA... 29 7. CALYPSO MITTAUKSEN PERUSTEET... 33 2
JOHDANTO Tämä materiaali soveltuu Zeiss Duramax koordinaattimittalaitteen peruskäyttökoulutukseen. Materiaali on tuotettu Tehoa robotiikasta-hankkeessa Ylä-Savon ammattiopistolla tapahtuvia koulutuksia varten. Materiaali tukee itseopiskelua ja täydentää varsinaista käyttöopasta joka on englanninkielinen. Käyttöopas on kattava yli 1000 sivuinen pdf-tiedosto. Käyttöopas on välttämätön osa pidemmälle vietyä opiskelua, mutta tämän materiaalin avulla peruskoulutuksen saaneen opiskelijan on mahdollista harjoitella omatoimisesti koulutuksessa opittuja asioita ja tarvittaessa syventää osaamistaan käyttöoppaan avulla. Koulutus koostuu kahdesta lähipäivästä jolloin perehdytään laitteen käyttöön ja mittausohjelmien tekemiseen. Koulutuksen jälkeen tapahtuva omatoiminen harjoittelu vie opiskelijalta 1-2 päivää. Käytyään koulutuksen on opiskelijalla edellytykset suorittaa erilaisia koordinaattimittauksia ja syventää osaamistaan omatoimisesti käytännön harjoituksin. 1. päivä. Tutustuminen laitteistoon Peruskäyttö Mittauselementtien luonti Harjoittelu Mittauspöytäkirjan luonti 2. päivä Peruskäyttö jatkuu Mittaussuunnitelma, elementit, piirteet 3D-mallien tuonti mittausohjelmaan Valmiin mallin hyödyntäminen mittauksessa Mittausharjoitukset Mittauspöytäkirjojen luominen 3
3.-4. päivä Omatoimiset mittausharjoitukset Mittausohjelmien luonti geometriasta Mittausohjelmien luonti 3D-mallista Mittauspöytäkirjojen luonti Peruskoulutus-materiaalin sisältö: 1. LAITTEISTO 2. MITTAUSOHJELMISTO 3. VARSINAINEN MITTAAMINEN 4. MITTAUSRAPORTIT 5. HARJOITUS 6. CAD-MALLIN KÄYTTÖ MITTAUKSESSA 4
1. LAITTEISTO Zeiss-Duramax on CNC-ohjattu koordinaattimittalaite. Laite koostuu varsinaisesta rungosta ja mittauspuomista johon mittakärjet kiinnitetään ja tietokoneyksiköstä. Käyttöä ohjataan erillisellä käyttöpaneelilla mihin on sijoitettu tarvittavat hallintapainikkeet. Tietokoneen näytöllä käytetään Calypsomittausohjelmaa. 5
Mittauskärki 6
Mittauskärkiä on erilaisia riippuen mittaustilanteesta. Yleismalli on tikku jolla voidaan suorittaa perusmittauksia. Ns. tähti mahdollistaa mittaukset eri puolilta kappaletta, esim. sivulla olevan reiän halkaisija. 7
Mittaus aloitetaan käynnistämällä Zeiss Duramax mittauskone. Virtapainike sijaitsee ohjaimen vasemmassa päädyssä. Virtapainike 8
Mittauskoneen sisällä (alaosan oven takana) oleva tietokone käynnistetään erikseen. Kun tietokone on käynnistynyt, asetetaan ohjauspaneelin käyttövirta päälle, jolloin laite on perustilassa mittauksen aloittamiseen (ylempänä virtapainikkeen sijainti). Tässä tilassa konetta voidaan liikuttaa paneelin joystickeilla z, x ja y-suunnissa. Jos joystickin alapuolella olevassa lukon kuvassa palaa valo, laitetta ei voi liikuttaa. Liikuttaaksesi laitetta, paina lukon kuvalla varustettua pehmopainiketta vasemman tai oikean joystickin alapuolelta. 9
10
Käyttöpaneelin tärkeimmät käyttöpainikkeet Nopeuden säätönuppi. Nupilla säädetään liikenopeutta kaikissa tilanteissa. Nopeuden säätö vaikuttaa joystickilla tapahtuvien liikkeiden nopeuteen kuin myös CNC-ohjattuun ohjelman ajamiseen. M-painikkeelle laitetaan virrat käyttöpaneeliin. Painikkeen yläpuolella palaa vihreä valo kun laite on käyttövalmis. Hätäpysäytys Tämä nuppi kytkee laitteen toiminnat pois päältä ja estää käytön. Lopettaessasi käytön paina nuppi pohjaan ja käynnistäessäsi laitetta pyöräytä nuppia ja nosta jolloin laite on jälleen käyttökunnossa. Käänteisnuppi Kytkee X- ja Y-suunnat joystickilla niin, että konetta voidaan käyttää toiselta puolelta normaaleilla ohjaimen liikkeillä. Vihreän valon pitää palaa sillä puolella mistä mittalaitetta ollaan käyttämässä. 11
Return Voidaan usein käyttää kuten <enter> näppäintä tietokoneessa. Mittauskärjen 1-5 valintaan. Ota huomioon mittauskärkien suunta, mikä ei aina välttämättä vastaa kuvausta. Kärki 1 valitaan kun käytetään tikkumallin kärkeä. Tähteä käytettäessä ovat kaikki viisi suuntaa käytettävissä. Ohjaimet Niiden tehtävänä on ajaa käsiohjauksella mittakärki haluttuun paikkaan. Mikäli mittakärkeä ei saa liikutettua, tarkista ettei lukko ole päällä tai liikenopeuden säätönuppi ei ole nollassa. Vasemmanpuoleinen Z-suuntainen liike, oikeanpuoleinen X ja Y suunnat. Oikeanpuolisen ohjaimen päässä on painike jolla hyväksytään mittakärjen sijainti joissakin tilanteissa. Esim. turvakuution hyväksyntä tapahtuu nappia painamalla. 12
2. MITTAUSOHJELMISTO Käynnistä ohjelma Windowsin työpöydältä. (Calypso mittauksen perusteet.pdf s. 33) Voit käynnistää ohjelman myös Windowsin käynnistä valikosta: Valitse Käynnistä > Kaikki ohjelmat > Zeiss > CALYPSO 5.6 > CALYPSO 5.6. Kirjautumisikkuna avautuu: Opetuskäyttöön ei tarvita salasanaa, paina enter tai OK. Kone antaa varoituksen ennen liikkeelle lähtöä, tarkista tässä vaiheessa että laitteen on turvallista ajaa mittakärki kotiasemaan. Nopeudensäätönupilla voit hallita liikenopeutta. Laite ei liiku lainkaan mikäli nopeudensäätönuppi on käännetty nollille. 13
3. VARSINAINEN MITTAAMINEN Työskentelyn aloittaminen Valitse mitä haluat tehdä: Luo uusi mittaussuunnitelma (aina kun aloitetaan tehdä uutta ohjelmaa) Avaa mittaussuunnitelma (kun jo olemassaolevaa ohjelmaa halutaan käyttää uudelleen) Hae CAD malli (käytettäessä valmista 3D-mallia) Hallinnoi mittakärkiä (mittauskärkien valinnat ja mahdolliset muutokset) Muuta asetuksia Lisäksi oikeassa reunassa on näkyvissä aiemmin käytetyt mittaussuunnitelmat. CALYPSO ohjelmaikkuna Käynnistyksen jälkeen CALYPSO avaa useita ikkunoita: Pääikkunan, liikennevaloikkunan, tilaikkunan, vihjeet ja vinkit ikkunan. 14
Liikennevaloikkuna. Vihreä valo tarkoittaa sitä että laite on käyttökunnossa. Mikäli on keskeytetty jokin toiminto painamalla punainen valo päälle, saat vihreän takaisin klikkaamalla hiirellä vihreää ympyrää. Mikäli mittauksessa syntyy kosketuksessa liian suuri voima, tulkitsee kone sen törmäykseksi jollon valo vaihtuu myös punaiselle. Normaalisti liikennevalo on vihreä. Klikkaus punaiseen lopettaa CNC-prosessin Klikkaus keltaiseen keskeyttää CNC-prosessin Laite vaihtaa valon punaiselle törmäyksen tapahtuessa, jatkaaksesi mittausta tarkista mistä mahdollinen törmäys johtui, poista ongelma ja paina hiirellä liikennevalo vihreälle. 15
Tilaikkuna, tietoja laitteen tilasta. Laite on mittausvalmiudessa kun teksti KMK valmis on näkyvissä Tiedonsyöttö tapahtuu CALYPSO pääikkunassa. Muut ikkunat ovat informaatiota ja tarkistuksia varten. CALYPSON pääikkuna Tämä grafiikka näyttää pääikkunan ja siinä mahdollisesti olevan mittaussuunnitelman. CAD-ikkunassa näkyy mitattavan kappaleen malli. Pääikkunan ja sen elementtien kuvaus: Menu eli valikot (Tiedosto, muokkaa, näytä jne.) 16
Sisältää CALYPSOn peruselementit. Toolbar, kuvakkeet tekstien alapuolella. Kuvakkeiden avulla voit käyttää usein tarvittavia komentoja nopeasti. (Tutustu Calypso mittauksen perusteet.pdf dokumentin Basics about the CAD window lukuun s. 61) Measurement plan, Mittaussuunnitelma alue yhdistää neljä välilehteä joita tarvitaan mittaussuunnitelman teossa. KMK Tästä löydät mittauskärjen asetukset Mittaussuunnitelma Täältä löytyvät mittaussuunnitelmaan liittyvät asetukset. Piirre välilehdellä määritellään mittauksessa tarvittavat piirteet. Elementti Elementti välilehdellä luodaan mittauksessa ja asemoinnissa tarvittavat elementit Liikennevaloruutu on aina näkyvissä mittauksen alettua. Se valvoo ohjauksen ja alypsotietokoneen välistä kommunikaatiota. Se toimii myös yhtymäpintana, jossa voit puuttua prosessiin. Liikennevaloruutua ei saa sulkea, sillä muuten Calypso kadottaa yhteyden KMK:hon. Voit kuitenkin pienentää sen milloin tahansa tai piilottaa muiden ikkunoiden taakse. CAD ikkuna näyttää avatun CAD-tiedoston. HUOM. 17
Cad-kuvan avaaminen voi viedä hetken. Mikäli et tarvitse CAD-kuvaa valitse CAD > Näytä > Piilota CAD. Kun CAD-malli on avattu, kolmiulotteinen malli CAD-tiedostosta näkyy ruudulla. Voit pyörittää, siirtää tai zoomata mallia hiirellä. Tärkeimmät CAD-toiminnot ovat näytön alaosassa valittavissa hiirellä. 18
3.1 MITTAUSOHJELMISTO JA MITTAAMINEN Helpoin tapa lähteä tutustumaan mittaukseen on harjoitella piirteiden luonti mitattavaan kappaleeseen, ilman CAD-mallia. Aina ennen mittausta kappaleelle luodaan perussuuntaus. Perussuuntaukseen tarvitaan tässä tapauksessa kappaleen yläpinta ja kaksi sivua. Viedään mittalaitteen mittakärki kappaleen yläpinnalle, kosketetaan mittakärjellä yläpintaa vähintään kolmesta kohtaa jolloin yläpinnasta muodostuu taso. (Tarkempi ohjeistus Calypso mittauksen perusteet.pdf dokumentissa alkaen s. 117) Yläpinnan taso, Taso1 tekstin tilalle voi vaihtaa sopivan nimen esim. yläpinta. Tässä voidaan tasolle myös antaa tiettyjä toleransseja jos se on tarpeen. Erilaisille mitattaville elementeille kannattaa alusta saakka miettiä kuvaava nimi, koska jälkeenpäin niiden selvittäminen on työläämpää. Seuraavaksi mitattavan kappaleen etupinnalta näytetään joystickilla liikuttamalla kaksi pistettä jolloin kone tulkitsee kosketukset suoraksi. Kaksi peräkkäistä kosketusta riittää muodostamaan suoran. Toistetaan kahden pisteen näyttö myös oikealle sivulle. Näillä kolmella elementillä, tasolla ja kahdella suoralla voidaan mittakoneelle kertoa mitattava kappaleen sijainti. Nämä elementit toimivat pohjana myöhemmin luotaville piirteille. Sen jälkeen valitse mittaussuunnitelma välilehdeltä Perus- / Aloitussuuntaus 19
Uusi ikkuna avautuu. Klikkaa avaruuskierto, valitse listasta kappaleen yläpintaa kuvaava taso, tässä tapauksessa Ylapinta, valitse kohtaan tasokierto Etusivu ja kohtaan X-nolla oikea sivu. Paina OK. Seuraaaksi määritellään turva-alueet. Turva-alueen määrittäminen on välttämätöntä, muuten ei voida CNCohjattua mittausta suorittaa. Turva-alue on alue jonka sisään kone ei aja mittakärkeä missään tilanteessa mittausten välissä, vaan ainoastaan silloin kun ollaan suorittamassa mittaussuunnitelman mukaista mittausta. Oikein määritetty turva-alue estää törmäykset. 20
Vie mittakärki ensin kappaleen oikean takakulman yläkulmaan ja paina oikean joystickin päässä olevaa painiketta kolme kertaa (hyväksyy valinnan) ja siirry vasemman etukulman alareunaan ja paina taas joystickista kolme kertaa. Paina OK. 21
Tässä vaiheessa mittaussuunnitelma näyttää tältä, kaksi ylintä kohtaa ovat vihreinä mikä mahdollistaa CNCohjauksella suoritettavan mittauksen. Tässä vaiheessa ei ole vielä mitattavia elementtejä muita kuin perussuuntauksen teossa käytetyt kolme elementtiä. Lisätään mitattavaksi ympyränkaari. Siirry joystickin avulla kappaleen keskellä olevaan ympyrään. Huom: Mikäli haluat mitata täyden ympyrän, tarvitaan kosketus ympyrän kehälle neljässä kohdassa. Tässä tapauksessa kappaleen muoto on sellainen, ettei ympyrää voida mitata kokonaan ja tehdään siihen ympyrän kaari kolmella pisteellä. Kolmella pisteellä muodostetaan rata, jossa on ensimmäinen kosketus on radan alkupiste ja kolmas kosketus on radan lopetuspiste. 22
Samalla periaatteella voidaan lisätä muita mitattavia elementtejä työhön. Laite tunnistaa tavallisimmat geometriat kosketusten perusteella automaattisesti. Geometrian muodosta riippuu kuinka monta kosketusta tarvitaan. Esim. suoran tunnistus onnistuu kahdella pisteellä. Kolmella pisteellä tehty kappaleen kosketus riittää Calypsolle siihen että voidaan tunnistaa onko kyseessä suora, taso vai ympyrä. Lisätään mittaussuunnitelmaan vielä yksi taso kappaleen vinosta pinnasta. Käy koskettamassa mitattavaa vinopintaa neljästä (kaksi ylempää, kaksi alempaa) kohdasta jolloin taso muodostuu automaattisesti. (Calypso mittauksen perusteet.pdf sivulta 117 alkaen Measurement plan basics, mittaussuunnitelman perusteet. Sivulta 521 alkaen Editing the measurement plan, mittaussuunnitelman editointi) 23
Elementtivälilehdellä on nyt näkyvissä kaikki tähän saakka mitatut elementit. Tuplaklikkaamalla hiirellä elementtiä päästään tarvittaessa muuttamaan elementin asetuksia. Tämän pohjalta on jo mahdollista suorittaa yksinkertainen mittausoperaatio. Valitse hiirellä kaikki elementit ja paina sitten alareunassa olevasta Ajo-painikkeesta. Helpoiten valinta onnistuu näyttämällä ensimmäinen elementti jonka jälkeen painetaan näppäimistöltä vaihto-näppäin (Shift, nuoli ylöspäin) ja klikkaamalla hiirellä viimestä elementtiä. Ajo-painike näytön vasemmassa alalaidassa käynnistää mittausohjelman ajon. (Calypso mittauksen perusteet.pdf Running measurement plan, mittaussuunnitelman ajaminen alkaen s. 597) 24
Tässä vaiheessa tulee näkyviin mittauksen aloitussivu jossa voidaan määrittää mittaukseen liittyviä asioita. Nykyinen valinta kohta-kohta suorittaa CNC-ohjelmoidun ajon kaikille valituille elementeille. Tulos kohdassa on tärkeää huomata, että uutta mittausta tehdessä tulee valinta kohdassa Poista olemassaolevat tulokset. Muutoin mittaustulokset eivät päivity. Kun painat OK, alkaa mittaus. Varmista nopeudensäätönupilla lähestyminen, mikäli kaikki on kunnossa kone aloittaa mittaamisen ja käy kaikki mittaussuunnitelmassa olevat elementit läpi. Kone pysähtyy mittauksen jälkeen automaattisesti. 25
4. MITTAUSRAPORTIT Mittauksen olennainen osa on siitä saatavat raportit. Kun mittaus on tehty siirry ylhäällä olevalla valikkorivillä kohtaan Näytä. Määritelty tulostus Valitse sen jälkeen Määritelty tulostus. Kun sitä on klikattu, avautuu mittauspöytäkirja pdf-tiedosto. Mittauspöytäkirja sisältää kaikki määritellyt elementit jotka ovat olleet sellaisessa muodossa että mitattavaa tietoa on ollut saatavilla. Esimerkiksi pelkkä taso ei ole erikseen mitattava elementti ellei sitä verrata johonkin. Vertaaminen voi olla esim. sitä että tasolle on asetettu tietyn toleranssin mukainen tasomaisuus joka voidaan sitten mittauksella todentaa. 26
(Lisätietoa Calypso mittauksen perusteet.pdf s.629 Viewing, presenting and editing measuring results) Ensimmäiset mittaukset on nyt tehty. Seuraavaksi mitataan piirustusta apuna käyttäen 3Dcube-kappale. Varmista että mitattava kappale on kiinnitetty mittausta varten tukevasti, ettei se liikahda kesken mittauksen. Kiinnittämiseen voi käyttää magneettia, kuumaliimaa, kaksi puolista teippiä jne. tai puristinta. Mittausvoima ei ole suuri, kuitenkin pientä sivuttaisvoimaa kiinnityksen on kestettävä. 27
5. HARJOITUS 1. Mittaa yläpinnalta kaikki mahdolliset tasot ja vinopinnat. 2. Määritä yläpinnan ja vinopinnan välinen kulma. 3. Mittaa kappaleen yläpinnalla sijaitsevan uran leveys ja syvyys. 4. Mittaa reikien halkaisijat ja syvyydet. 5. Mittaa reikien etäisyys toisiinsa nähden. 6. Mittaa keskellä oleva kartio. Kun kaikki tarvittavat elementit ovat mitattu, käynnistä varsinainen CNC-ajo. Varmista lähestymiset käyttäen nopeudensäätönuppia. Kerran läpi ajettu ohjelma voidaan ajaa täydellä liikenopeudella. Lopuksi tulosta mittauspöytäkirja ja vertaa saatuja tuloksia piirustukseen. Pyri omatoimiseen työhön, pyydä apua tarvittaessa. 28
6. CAD-MALLIN KÄYTTÖ MITTAUKSESSA Ohjelma osaa lukea seuraavia tiedostotyyppejä: ACIS tiedostotarkenne *.sab CATIA tiedostotarkenne *.exp, *.model STEP tiedostotarkenne *.stp IGES tiedostotarkenne *igs VDAFS tiedostotarkenne *.vda Unigraphics tiedostotarkenne *ug ProE tiedostotarkenne *prt Parasolid tiedostotarkenne *x_t Inventor tiedostotarkenne *ipt Solidworks tiedostotarkenne *sldprt, *.sldasm IDEAS tiedostotarkenne *.id Työtä aloitettaessa valitse Tiedosto > Uusi Aiemmasta harjoituksesta tuttu ikkuna avautuu: 29
Valitse Hae CAD-malli Valitse tiedostosta cadcube.sat Kuvan mukainen tiedosto avautuu. 30
3D-malli kannattaa tarkastella ympäriinsä (hiirellä pyörittely) niin että näkee pintojen olevan ehyet. Cadmalli voi tulla näkyviin rautalankamallina jossa pinnat eivät näy. Pinnat saat näkyviin klikkaamalla alarivin Cad-valikosta Näytä Solid-malli. Mikäli mallissa näyttää olevan puutteita, valitse CAD > CAD-tiedosto > Automaattinen toipuminen. 31
Kaikki neljä kohtaa on mahdollista valita. Paina OK jonka jälkeen mallin pitäisi olla kunnossa. Cad-mallin suurin hyöty on se että mitattavia elementtejä voidaan näyttää suoraan mallista. Avattu malli on suoraan hyödynnettävissä sen jälkeen kun kappaleelle on luotu perussuuntaus. Perussuuntauksen tekemiseen tarvitaan samankaltaiset elementit kuin aiemmin tässä materiaalissa on kuvattu. Tässä kappaleessa helpoiten käytettävät suuntaukseen sopivat elementit ovat yläpinta johon tehdään taso, etupinta johon tehdään suora ja oikea sivu johon tehdään myös suora. Uuden mittaussuunnitelman luominen CAD-tiedoston avulla: Kun käytettävissä on valmis 3d-malli voit määritellä sen avulla valmiin automaattisesti ajettavan mittausohjelman CAD-ikkunassa. Kappaleesta ei tarvitse hakea erikseen mitattavia piirteitä mittakärjen avulla. Avaa uusi mittaussuunnitelma Tee uusi perussuuntaus Luo suuntaukset jos mittaussuunnitelma ajetaan automaattisesti. (Lisätietoa Calypso mittauksen perusteet.pdf s.61 Working with the CAD window) Harjoittele seuraavaksi omatoimisesti CAD-mallin avaaminen ja tuonti Calypso-ohjelmaan, kysy tarvitteassa neuvoa. 32
7. CALYPSO MITTAUKSEN PERUSTEET Calypso mittauksen perusteet.pdf dokumentin sisällysluettelo mahdollistaa helpon siirtymisen ohjeessa. Klikkaamalla hiirellä sisällysluettelosta haluttuun kohtaan avautuu haluttu kohta tietokoneen ruudulle. Otsikon vieressä olevasta + merkistä painamalla avautuvat alaotsikot. Pidemmälle edistyneempi käyttö edellyttää käyttöoppaan tukea koska peruskoulutuksessa ei ehditä tutustua laajaan sisältöön perusteellisesti (käyttöoppaassa 1052 sivua). 33