Przemysł 4.0 to nie tylko połączenie produkcji, czyli świata rzeczywistego maszyn z wirtualnym światem technologii internetowej, ale – idąc dalej – z A.I. Ciągłe podnoszenie jakości i wydajności wyrobów, podzespołów, czy też całych linii technologicznych powoduje zmiany w całym cyklu życia maszyny – od projektowania poprzez wykonanie, montaż i uruchomienie. Już na poziomie projektowania wprowadza się nowatorskie pomysły i wdraża tym samym nowe technologie, którym trzeba sprostać na etapie wykonania podzespołów, całych urządzeń jak również podczas montażu.

Pamiętajmy, że są dziedziny w przemyśle, gdzie urządzenia oddalone o kilkadziesiąt metrów (przemysł ciężki) muszą współpracować z innymi urządzeniami w dokładnościach już nie dziesiętnych, ale setnych mm! Tutaj mogą pomóc urządzenia laserowe. Choć sama wiązka laserowa nie do końca spełnia nasze wymagania, to w połączeniu z automatyką pozwala uzyskać wspomniane wcześniej „setki” nawet na kilkudziesięciu metrach.

Przez ostatnie dziesięciolecia bazowaliśmy na sprzęcie geodezyjnym, który pracuje z wysoką precyzją, ale na dzisiejsze wymagania jest już niedoskonały, ale absolutnie nie można z niego rezygnować. Połączenie pomiarów geodezyjnych z urządzeniami laserowymi jest świetnym rozwiązaniem podczas montażu urządzeń w przemyśle lekkim i ciężkim. Do dyspozycji mamy urządzenia laserowe służące do osiowania wałów, poziomowania lub pionowania urządzeń czy też płaszczyzn, płaskości powierzchni, równoległości i prostopadłości płaszczyzn, geometrii płaszczyzn w przestrzeni itp. Każde z tych urządzeń laserowych ma swoje wady i zalety, każde też są dedykowane do różnych pomiarów. Mają również różną dokładność, gdyż poczynając od dalmierzy laserowych, których dokładność zaczyna się od ±1 mm w nadajnikach laserowych „maszynowych”, a kończy na dokładności pomiaru ±0,001 mm/m.

Rodzi się, zatem pytanie, o jakich dokładnościach w świecie maszyn przemysłowych rozmawiamy. Kiedyś 1 mm, czy to na odległości 1 metra czy więcej, był zadawalający i pomiary odbywały się za pomocą poziomicy lub też w najlepszym razie poziomicy maszynowej. Dzisiaj musimy mierzyć z dokładnością znacznie większą, właśnie taką, na jaką pozwalają urządzenia laserowe.

Podstawowe rodzaj urządzeń laserowych to:

• urządzenia laserowe o dokładności ±0,5 mm/m – są to niwelatory laserowe, poziomice,
• urządzenia laserowe o dokładności ±0,05 mm – są to np. trackery 3D lub inne skanery laserowe,
• urządzenia laserowe o dokładności 0,01 mm – są to nadajniki laserowe typu D22,XT22 Easy-Laser,
• laserowy system ustawczy w dokładności większej niż 0,01 mm, np. typu XK10 Renishaw.

Jeżeli zatem skupimy się na urządzeniach wspomagających udział geodety to należy patrzeć na tolerancję od 0,05 mm/m do 0,01 mm/m. Można zauważyć, że o ile wartość 0,05 mm jest już wartością zadawalającą jako tolerancja montażu urządzeń mechanicznych (płaszczyzn, szyn, ram itp.), które współpracują, o tyle należy pamiętać, że mówimy tutaj o tolerancji ±0,05 mm na 1 metr długości pomiaru. Zatem przy np. 5 metrach mamy już błąd pomiaru 0,25 mm, więc wkraczamy tym samym w zakresy dokładności geodezyjnych, a tego nie chcemy. Co zatem należy zrobić? Należy zastosować urządzenie o tolerancji 0,01 mm/m, wtedy na 5 metrach pomiaru możemy spodziewać się błędu maks. 0,05 mm. Wszystko oczywiście zależy od indywidualnych potrzeb, jednak 5–10 metrów pomiaru to dość uniwersalna odległość jeżeli chodzi o gabaryty urządzenia przemysłu lekkiego czy nawet ciężkiego.

Co daje taka dokładność? Jeżeli zbliżymy się do ww. tolerancji możemy być przekonani, że nie doświadczymy zbyt dużych naprężeń konstrukcji, obudowy czy np. zsuwania się taśmy z rolek przenośnika, nadmiernego zużycia bieżni lub tez wibracji powyżej norm, które spowodują uszkodzenia podzespołów lub nawet destrukcję  maszyny. Wszystkie pozytywne skutki wynikające z precyzyjnego ustawienia zapewnią dłuższą eksploatację urządzeń, zwłaszcza teraz, gdy w większości przypadków urządzenia są konstrukcyjnie nieprzewymiarowane wytrzymałościowo. Świetnie dopełnia to założenia jakie należy spełnić w strategii Przemysł 4.0 (elastyczność i szybkość, efektywność, konkurencyjność).

W zasadzie, jeśli popatrzymy na całość procesu realizacji nowej inwestycji to myślę, że przejrzyste i oczywiste jest to, że nie można popełniać błędów technologicznych od samego początku montażu. Są przedsiębiorstwa, które w swojej technologii montażu już na poziomie fundamentów preferują dokładności w granicach ±0,2 mm.

Można pokusić się o stwierdzenie, że to niemożliwe lub zbyteczne, jednak uważam, że warto i nie jest problemem osiągnąć dokładność ±0,1 mm. Wspomniane urządzenia laserowe z dokładnością ±0,01 mm/m w łatwy sposób są w stanie zrealizować te zadania, zwłaszcza że urządzenia te mają zasięg w granicach 40 m. Z pewnością również samo poziomowanie marki fundamentowej na bazie wzorca geodezyjnego przebiegnie trzykrotnie taniej i szybciej niż pomiary geodezyjne. Warto zatem spojrzeć szerzej na problematykę  poziomowania, które samo w sobie jest wielokrotnie traktowane, jako zbędne i nie przykłada się do tego większej wagi.

Autor: Krzysztof Hauke, PlusMinusXYZ

Pełny tekst w wersji PDF znajduje się poniżej lub proszę kliknąć niniejszy link do pobrania pliku PDF