Debiut nanometrologii w środowisku przemysłowym
Stworzenie produktu zgodnie z projektem technicznym wymaga starannego monitorowania i kontrolowania właściwości mechanicznych zarówno elementu obrabianego, jak i stosowanych narzędzi. Ważne są parametry takie jak topografia, morfologia, szorstkość, przyleganie oraz twardość w skali mikro i nano, ale brak jest elastycznych i niezawodnych technologii umożliwiających monitorowanie ich podczas produkcji. Rozwiązania tego problemu podjęli się uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu AIM4NP (Automated in-line metrology for nanoscale production), podejmując jednocześnie działania zmierzające do skrócenia cykli tworzenia produktów i bardziej efektywnego gospodarowania zasobami. Wykorzystując nanotechnologiczne techniki pomiarowe (metrologiczne) oraz nowe metody kontroli, naukowcy stworzyli zautomatyzowaną platformę metrologiczną monitorującą duże próbki z rozdzielczością nanometryczną w warunkach przemysłowych. W zależności od wymagań procesu produkcji nowa platforma metrologiczna opracowana w ramach projektu AIM4NP może zostać zamontowana na ramieniu robota lub na nieruchomej ramie. Istnieje możliwość umieszczenia w niej różnych głowic i wykonywania pomiarów o sześciu stopniach swobody. Kluczowymi komponentami systemu są mikroskop sił atomowych umożliwiający uzyskanie obrazu o wysokiej rozdzielczości, przyrząd do pomiaru dotykowego oraz interferometr światła białego służący do pomiarów optycznych w niższej rozdzielczości. Te uzupełniające się wzajemnie głowice zamontowane są na platformie, której pozycja względem obrabianego elementu jest w aktywny sposób stabilizowana przez moduł sterujący oraz siłownik o sześciu stopniach swobody wykorzystujący optyczną technologię śledzenia. Taka konstrukcja pozwala kompensować drgania powszechnie występujące w warunkach przemysłowych. Montowane na robocie urządzenie metrologiczne AIM4NP powinno przyczynić się do istotnego obniżenia kosztów dzięki optymalizacji parametrów produkcji. Umożliwi to podniesienie jakości wyrobów przy jednoczesnym ograniczeniu strat materiałów i energii. Ponadto zmniejszone zostaną koszy konserwacji i naprawy dzięki lepszemu monitorowaniu samych maszyn. Efektem końcowym będzie znaczna poprawa konkurencyjności unijnej branży zaawansowanych technologii, a tym samym precyzyjnej produkcji masowej.
Słowa kluczowe
Nanometrologia, nanoskala, elementy obrabiane, maszyny, AIM4NP, platforma metrologiczna
