Najmniejsze otwory dla precyzyjnych połączeń

Systemy pomiarowe BLUM w użyciu w Amphenol Precision Optics GmbH

2636
Amphenol Precision Optics GmbH jest jednym z wiodących dostawców technologii łączności światłowodowej w Europie. ©Blum

Czy to technika laserowa w medycynie, obronności czy przesyłaniu danych w obszarach infrastruktury i sensorów – komponenty światłowodowe Amphenol Precision Optics GmbH są centralnym ogniwem połączeniowym. Kluczowa jest tutaj najwyższa precyzja: złącza firmy muszą być niezwykle dokładne, ponieważ końce obu światłowodów o grubości dziewięciu mikrometrów muszą idealnie do siebie przylegać, aby osiągnąć pełną wydajność przesyłania. Amphenol Precision Optics GmbH polega na systemach pomiarowych laserowych i czujnikach pomiarowych firmy Blum-Novotest w procesie produkcji.

System pomiarowy laserowy Micro Compact NT jest stosowany w maszynie firmy Fehlmann. ©Blum

Firma powstała w 1972 roku, kiedy Hans Theis i Fritz Schmale założyli w hesskim Mittenaar-Offenbach zakład produkcyjny dla mechanicznych części precyzyjnych pod nazwą Euromicron Werkzeuge GmbH. W 1987 roku rozpoczęto produkcję komponentów światłowodowych. Ten krok oznaczał wejście w technologię połączeń optycznych, która do dziś stanowi rdzeń działalności firmy.

Firma Amphenol Precision Optics GmbH wykorzystuje technologię pomiarową BLUM do zautomatyzowanego monitorowania procesów w centrach obróbczych tokarskich i frezarskich. Dzięki bardzo kompaktowemu czujnikowi pomiarowemu Z-Pico eksperci przeprowadzają szybką kontrolę pęknięcia narzędzi dla bardzo delikatnych narzędzi. ©Blum

W pierwszej kolejności produkowano standardowe złącza rodziny EST i SC, co uczyniło narzędzia Euromicron w tamtym czasie liderem rynku złącz światłowodowych w Niemczech. Wraz ze wzrastającym zapotrzebowaniem na elementy o wysokiej precyzji do połączeń światłowodowych, firma przekształciła się w wysoko wyspecjalizowanego producenta w branży LWL.

W 1998 roku nastąpiła integracja z euromicron AG, niemiecką firmą technologiczną skoncentrowaną na rozwiązaniach sieciowych, technologii zabezpieczeń i telekomunikacji.

W tym kontekście opracowano system złączy URM, który stał się nowym standardem dla centrów danych, zapewniającym szybkie połączenia w wysoko dostępnych centrach danych we współpracy z firmami siostrzanymi koncernu Amphenol.

Systemy te są stosowane zarówno do początkowego pomiaru narzędzi, jak i do monitorowania pęknięć. ©Blum

Kolejny duży krok miał miejsce w 2009 roku: firma przeniosła się do nowo wybudowanego zakładu produkcyjnego i biurowego w Sinn-Fleisbach. W lutym 2021 roku amerykańska korporacja Amphenol przejęła firmę i we wrześniu 2021 roku oficjalnie zmieniła jej nazwę na Amphenol Precision Optics GmbH. Dziś Amphenol Precision Optics GmbH należy do wiodących dostawców technologii połączeń światłowodowych w Europie. Firma zatrudnia obecnie około 55 pracowników.

Aby osiągnąć opisaną powyżej precyzję przy zetknięciu dwóch włókien optycznych, w złączach Amphenol umieszczona jest metalowa ferrula o długości około 20 milimetrów, która obejmuje i pozycjonuje włókno światłowodowe. Produkcja tych elementów musi odbywać się z najwyższą precyzją: w cylindrycznej ferruli o średnicy zewnętrznej trzech milimetrów wierci się centralnie otwór o średnicy od 50 do 620 mikrometrów. Tolerancja centralna wynosi przy tym poniżej dziesięciu mikrometrów.

Na centrum frezarskim od 2003 roku działa niezawodny system pomiarowy laserowy firmy BLUM. ©Blum

„Średnica otworu odpowiada grubości włókna plus 5 mikrometrów, aby włókna mogły być wprowadzone“, mówi Christoph Werner, kierownik techniczny i prokurent w Amphenol Precision Optics. „Mamy złącza seryjne, ale także te do specjalnych włókien, w związku z tym mamy w zapasie wiele z tych bardzo cienkich wierteł. W najczęściej występującym zakresie między 100 a 200 mikrometrami mamy wszystkie stopnie wierteł.“ Przy tym te wiertła, które kosztują od 60 do 70 euro za sztukę, są precyzyjnymi narzędziami z tolerancją do ± 2 mikrometrów.

Przy tak delikatnych narzędziach kontrola pęknięć w automatycznym działaniu jest jeszcze ważniejsza niż w przypadku innych, większych obróbek. „Przedstawiciel handlowy BLUM, Peter Schmidt, polecił nam bardzo kompaktowy czujnik narzędziowy BLUM Z-Pico. Mieliśmy jednak obawy, że cienkie wiertła mogą pękać podczas szybkiego dotyku,” wspomina Werner.

Centra frezarskie są dodatkowo wyposażone w systemy pomiarowe BLUM typu Nano NT do ciągłego monitorowania pęknięć narzędzi i zużycia mikronarzędzi. ©Blum

„Dlatego przekazaliśmy panu Schmidtowi kilka wierteł o średnicy 127 mikrometrów, aby technicy z BLUM mogli to przetestować przed instalacją. Byliśmy bardzo zaskoczeni, gdy wrócił z pozytywną informacją i od tego czasu możemy kontrolować wszystkie narzędzia na naszych centrach obróbczych za pomocą czujnika Z-Pico.“

Aktualnie odpowiedzialny za Amphenol inżynier sprzedaży Alexander Koppe ma na ten temat niewiele wątpliwości:

„Zasada działania z prowadnicą liniową w Z-Pico jest całkowicie wolna od sił poprzecznych, co umożliwia pomiar bardzo małych, wrażliwych lub długich narzędzi. Urządzenie pozwala na pomiar narzędzi o średnicy od 0,05 mm – w zależności od geometrii narzędzia i materiału.“

Po tym, jak czujnik pomiarowy innego producenta nie dostarczył wiarygodnych wyników pomiarów, firma Amphenol zdecydowała się na czujnik pomiarowy na podczerwień TC52 od BLUM. ©Blum

Niektóre centra frezarskie w Amphenol były na początku wyposażone w czujnik pomiarowy innego producenta do wykrywania punktu zerowego na obrabianym elemencie po jego założeniu. „Jednak sprawiał problemy – przy wielokrotnym dojeżdżaniu do ogranicznika równoległego rozrzut wynosił dwa setne milimetra”, wspomina Werner. „Wtedy wspólnie z producentem maszyny przetestowaliśmy czujnik pomiarowy BLUM TC52, który w ogóle nie miał rozrzutu. Musiało to zrobić wrażenie, w międzyczasie producent montuje czujniki pomiarowe BLUM.”

Zaletą czujnika pomiarowego BLUM w porównaniu do wcześniej używanych czujników jest specjalna technologia pomiarowa. Tak jak w przypadku wszystkich czujników pomiarowych Blum-Novotest – w tym wcześniej wspomnianego Z-Pico – w TC52 generowanie sygnału przełączającego nie odbywa się za pomocą kontaktu mechanicznego, lecz optoelektronicznie poprzez zaciemnienie miniaturowej bariery świetlnej wewnątrz czujnika pomiarowego. Dzięki temu działa on całkowicie bez zużycia, a także niezawodnie nawet w najtrudniejszych warunkach pracy. Mechanizm pomiarowy umożliwia również znacznie wyższe prędkości pomiaru, do 2000 mm/min.

Część centrów frezarskich jest dodatkowo wyposażona w systemy pomiarowe BLUM typu Nano NT, a w innych obrabiarkach znajdują się systemy typu Micro Compact NT. Systemy te są wykorzystywane do początkowego pomiaru narzędzi, ale także do kontroli pęknięć i zużycia. Szczególnie ważna dla frezarzy Amphenol jest kontrola zużycia: proces jest stabilny i powtarzalny, co pozwala na dobre oszacowanie zużycia. Mimo to ciągłe monitorowanie jest istotne i uspokajające dla specjalistów w dziedzinie produkcji.

Systemy pomiarowe są narażone na najtrudniejsze warunki i działają pomimo stałego wpływu oleju i chłodziwa przez wiele lat. ©Blum

Werner wyjaśnia: „Mamy zlecenia, w których wiercimy w Fiber Arrays. W każdym Array umieszczamy na powierzchni czołowej o wymiarach 10 x 10 milimetrów 440 otworów. Wiertło ma średnicę 420 mikrometrów, tolerancja średnicy wynosi ± 5 mikrometrów, a w jednym uchwycie mamy do 4 Array na maszynie. Czas pracy wynosi od pięciu do sześciu godzin. Warto zatem dobrze monitorować średnicę wiertła i zużycie. Dzięki systemom pomiarowym BLUM jest to szybkie i efektywne przy prędkości obróbczej.”

Fiber Arrays są wykorzystywane na przykład w instrumentach astronomicznych. W tym przypadku włókna szklane są wprowadzane i mocowane w Array, zanim zostaną zainstalowane w teleskopach. Włókna umożliwiają precyzyjne uchwycenie światła obiektów niebieskich oraz jego niskozyskowną transmisję do spektrografów.

Amphenol produkuje precyzyjne złącza do światłowodów. ©Blum

„Nie możemy produkować bez systemów pomiarowych. Produkty BLUM działają po prostu, niezależnie od tego, czy pracujemy – jak na centrach frezarskich – w oleju, czy jak na tokarkach długich w chłodziwie,” podkreśla Werner znaczenie technologii pomiarowej BLUM. „Na jednej maszynie mamy Z-Pico od 2011 roku i mierzymy po każdym mikro-wierceniu – czujnik narzędziowy działa nadal jak w pierwszym dniu. Na centrum frezarskim działa od 2003 roku system pomiarowy laserowy, to również jest pierwszy system.”

Techniczny kierownik również chwali współpracę z BLUM: „Zawsze możemy zadzwonić, mamy wieloletnich partnerów, którzy wiedzą, jak korzystamy z produktów i otrzymujemy szybkie, współpracujące i konstruktywne odpowiedzi. Do jednej aplikacji potrzebowaliśmy specjalnego cyklu – BLUM miał rozwiązanie i wspiera nas również w innych zadaniach niestandardowych.”

Christoph Werner, techniczny kierownik i prokurent w Amphenol Precision Optics GmbH oraz Marcel Häusler, pracownik działu frezarskiego CNC, są bardzo zadowoleni z rozwiązań BLUM. © Blum-Novotest

„W nowych projektach BLUM jest pewniakiem,” mówi Christoph Werner, „właśnie kupujemy nową zautomatyzowaną komórkę frezarską mikroprecyzyjną, do której trafi system pomiarowy laserowy LC54-DIGILOG oraz czujnik pomiarowy TC52, a na to oprogramowanie LC-VISION.”

Werner patrzy w przyszłość: „Tolerancje stają się coraz węższe, a klienci coraz bardziej wymagający. Niektórzy klienci szukają zanieczyszczeń pod mikroskopem. Musimy również ciągle się doskonalić i automatyzować, aby móc produkować ekonomicznie. Dlatego precyzyjne i niezawodne czujniki pomiarowe oraz systemy pomiarowe laserowe od BLUM są niezbędne, aby zapewnić i dostarczyć stałą jakość.”

Kontakt:

www.blum-novotest.com