CMM заявляют о своих правах

С появлением новых методов измерения для метрологии, от лазеров до рентгеновских лучей, можно подумать, что почтенная КИМ исчезает из поля зрения. Ничто не может быть дальше от истины.

Вечная истина заключается в том, что производство всегда будет раздвигать границы стоимости, производительности и особенно качества. «Допуски никогда не становятся меньше, они всегда становятся жестче», — заметил Джин Ханц, специалист по продукции, CMM компании Mitutoyo America Corp. (Аврора, Иллинойс).

Это одна из причин, по которой координатно-измерительная машина с неподвижной станиной, или КИМ, остается жизненно важным инструментом. Несмотря на то, что в области метрологии появились новые сенсорные технологии, КИМ остается одним из самых точных доступных инструментов. По словам Ханца, в основном это варианты базовой КИМ мостового типа с подвижным мостом, который перемещается по детали, закрепленной на столе, и датчиком, который перемещается вверх и вниз. Шкалы на каждой оси определяют положение X, Y, и Я точки. Шарнирные датчики, которые вращаются независимо, и поворотные столы обеспечивают дополнительные степени свободы.

Поставщики также создали множество вариантов базовой идеи КИМ мостового типа для удовлетворения меняющихся потребностей и снижения затрат. Возьмем, к примеру, КИМ с горизонтальной консолью с консольным датчиком, прикрепленным к одной опоре. В то время как автоматические, чрезвычайно точные машины, которые измеряют все более крупные детали, легко привлекут внимание, все еще есть место для скромной КИМ с ручным управлением, оснащенной сенсорным щупом или даже твердым шариком. Еще одна причина, по которой CMM остается актуальной, заключается в том, что технология совершенствуется, а стоимость увеличивается. «Когда я начинал в этом бизнесе, небольшая КИМ с ручным управлением могла стоить столько же, сколько вы можете получить сегодня в КИМ с компьютерным управлением, с удвоенной точностью и удвоенным объемом измерений», — сказал Ханц.

Он сообщает, что даже простые КИМ с ручным управлением остаются популярными, особенно в небольших мастерских, которым необходимо измерять всего несколько деталей за раз. «Очень важно приобрести правильное оборудование для правильного применения. Много раз люди просили о максимально возможной точности, которая была бы в нашей серии LEGEX, способной измерять почти 0,25 микрона. Но это очень дорого обходится как при покупке машин, так и при размещении их в помещениях, где температура и влажность строго контролируются», — пояснил он. Они необходимы для нескольких приложений, но не для многих.

На самом деле, он считает, что самой большой тенденцией в этой области являются измерения качества вблизи линии или в линии с использованием КИМ. Это побудило Mitutoyo разработать линейку КИМ MACH, предназначенных для высокоскоростных измерений в линии или вблизи линии в сочетании со станками с ЧПУ. Например, MACH-3A — это КИМ с горизонтальной консолью, оптимизированная для высокоскоростных измерений длинных цилиндрических деталей, таких как коленчатые валы. Последней из них является MACH Ko-ga-me, встраиваемая КИМ, которую можно настроить как автономно, так и интегрировать в рабочую ячейку.

По мере запуска КИМ в производство крайне важно следить за их исправностью. Эта тенденция отражает развитие Smart Factory, и Ханц указывает на стандарт MTConnect, который поддерживает Mitutoyo. «По моему мнению, это фундаментальный технологический стандарт для будущего мониторинга оборудования в потоке или рядом с ним», — сказал он.

Рост и набор навыков

«На рынке КИМ все еще наблюдается значительный рост, — соглашается Ангус Тейлор, президент Hexagon Manufacturing Intelligence (Северный Кингстаун, Род-Айленд). Он согласился с тем, что растущие требования к качеству стимулируют рынок КИМ. Он также заметил, что многие КИМ, которые продает Hexagon, размещаются в производственных условиях, хотя размещение в качественных помещениях по-прежнему занимает большую часть рынка.

"Но, помимо использования в производственной среде, нас больше всего беспокоит набор навыков [пользователей]. У нас есть клиенты, которые хотели бы приобрести больше оборудования, но нет людей с набором навыков, чтобы писать для них программы», — заметил он. Как любой хороший менеджер, он видит в этом наблюдении возможность, а не кризис. «Это означает больше автоматизации и, честно говоря, возможность для нас помочь клиентам, написав для них программы проверки», — сказал он.

Автоматизация может включать роботизированную загрузку и выгрузку деталей. КИМ, но он также связывает их с информацией, которая может подпитывать сам процесс. «Одним из ключевых элементов здесь является наше программное обеспечение Q-DAS», — сказал он, имея в виду приобретенное компанией Hexagon статистическое программное обеспечение, которое анализирует данные с метрологических устройств для принятия решений. «Благодаря этому мы начинаем отслеживать такие вещи, как износ инструмента и, в частности, [данные] по элементу, а также отслеживать данные по конкретным элементам», — сказал он.

Отвечая как на производственные требования, так и на необходимость упростить использование КИМ, в мае компания Hexagon анонсировала свою новую платформу КИМ Global S, которая дебютировала на выставке Eastec. По данным компании, Global S является первым предложением Hexagon в серии Enhanced Productivity Series (EPS). Новая платформа включает в себя интеллектуальные технологии, такие как улучшения взаимодействия с пользователем (UX), программное обеспечение для измерений и расширенные экологические опции. Платформа EPS упрощает создание, выполнение и анализ процедур измерения, а процесс контроля ускоряется, поскольку платформа Global S полностью интегрирована с программным обеспечением iPC-DMIS CMM для сбора, оценки, управления и представления производственных данных. Производственный интеллект.

Другие тенденции, которые видит Тейлор, — это растущий акцент на бесконтактной метрологии и интеграции оборудования в интеллектуальные или взаимосвязанные фабрики. «Наша новая система оптических датчиков для использования на КИМ значительно повышает производительность, например, при контроле лопаток турбин и блисков», — отметил он. «Во всех областях с бесконтактными технологиями мы будем собирать данные быстрее и лучше понимать особенности и отдельные детали».

Многозадачность и особенности приложения

«Одна из тенденций, которую я вижу во многих отраслях, — это люди, которые хотят работать более продуктивно с помощью своих КИМ, — сказал Дэвид Вик, менеджер по продукции Carl Zeiss Industrial Metrology Technology LLC (Maple Grove, МН). Это означает измерение различных деталей на одном и том же оборудовании, максимизируя инвестиции. Ключевым элементом этой стратегии является использование максимального количества датчиков, доступных на КИМ. Сегодня, в дополнение к почтенным сенсорным триггерам и сканирующим аналоговым датчикам, КИМ теперь часто оснащаются линейными лазерными сканерами и даже датчиками шероховатости поверхности. Компания Zeiss представила новый конфокальный датчик белого света для КИМ класса Accura в 2016 году.

Поскольку КИМ становятся все более универсальными, они могут начать вытеснять устройства, специально созданные для конкретных измерений, таких как измерение формы. «На нашей последней версии КИМ Prismo, оснащенной поворотным столом и новейшим программным обеспечением Calypso, теперь вы можете выполнять измерения различных форм, таких как цилиндры или шарикоподшипники», — сказал Вик. Другим распространенным применением является реверс-инжиниринг, когда лазерный линейный сканер измеряет деталь, модель которой не существует в САПР, а затем создает модель из облака точек. Одна система, множество измерений. Это особенно полезно для малых и средних предприятий, которым часто приходится выполнять несколько заданий или выполнять мелкие детали.

Он видит, что в крупных организациях способы использования КИМ развиваются по-разному. Этим клиентам нужны более специализированные установки, связанные с заводом и окружающим миром. «Мы получаем больше запросов на автоматизацию, роботизированную загрузку и укладку на поддоны, — пояснил он. «Люди хотят измерять 10 деталей одновременно, а не одну, что требует больше знаний о приложениях». Хорошим примером является использование программного обеспечения Zeiss Gear Pro, опции для его программного обеспечения Calypso, для создания установки для конкретной передачи. Gear Pro измеряет цилиндрические, конические и червячные шестерни, а также роторы, а также измеряет фрезы, которые их нарезают. Другие комплекты включают лопасти турбины или эрозионные электроды.

Он также заметил, как и другие опрошенные, что КИМ более популярны в цехах. Для суровых условий такие предложения, как DuraMax HTG с корпусом со степенью защиты IP54, который сохраняет точность в широком диапазоне температур — от 15° до 40°C — повышают его полезность. Что касается интеграции в систему автоматизации, Вик также отметил, что программное обеспечение Zeiss теперь напрямую взаимодействует с загрузчиками роботов на родном языке любого поставщика роботов.

Встает вопрос о безопасности данных. В мае компания объявила, что сотрудничает с Cisco для создания защищенной платформы передачи данных для подключения полевых устройств Zeiss (например, измерительных машин) к системам более высокого уровня в среде Industry 4.0. Цель — комплексная безопасность. Это предполагает совместную разработку решения для мониторинга измерительных машин Zeiss. Это позволит быстро предоставлять глобальные услуги, такие как удаленный эксперт по предмету и служба поддержки.

Новый подход к CMM — переносимость

Хотя КИМ мостового типа и их варианты хорошо зарекомендовали себя на рынке, спасибо, всегда есть место для вариантов. Возможность программирования КИМ из файла САПР всегда была одной из ее отличительных черт, но даже меньшие версии не особенно переносимы. Переносная КИМ zCat весом 30 фунтов от Fowler High Precision (Оберндейл, Массачусетс). Выглядя как кофейник с удлинителем, оснащенным контактным датчиком Renishaw TP20, это устройство одновременно портативное и программируемое.

Ключевым отличием от других КИМ является то, что это радиусная машина с двумя осями, а не с тремя. Он имеет измерительный объем радиусом 700 мм (относительно центральной оси) и высотой 250 мм. Тогда его точность определяется двумя размерами:[3,0 + D/100 мм (радиус)] микрон и [5,0 + L/100 мм (линейный)] микрон. «В отличие от других портативных устройств, это действительно портативная КИМ с прямым компьютерным управлением», — сказал Джефф Петерсен, менеджер по международным продажам zCat LLC, недавно созданного производителя машины (частично принадлежащей Фаулеру).

Почему портативная и программируемая КИМ? По словам Петерсена, для Fowler это было следующим логическим дополнением к каталогу метрологических ручных инструментов. «Нашим типичным инструментом было устройство с одной осью или линейной шкалой, действительно хорошее для того, для чего оно предназначалось, но просто не способное выполнять подробные 3D-измерения, которые может выполнять обычная КИМ», — пояснил он. «КИМ, с другой стороны, обычно помещается в специальное помещение и управляется высококвалифицированным специалистом». Их мечтой было поставить КИМ рядом со станком с ЧПУ, изготавливающим детали, на котором будет работать персонал, гораздо менее обученный программированию КИМ.

По словам Петерсена, с момента своего появления в 2014 году устройство «шло хорошо». «Некоторые клиенты покупают вторую и третью машину, — сказал он.

Процесс вне КИМ

Изобретение компанией Renishaw сенсорного щупа часто считается началом революции КИМ в свое время, что позволило осуществлять прямое компьютерное управление, а также повысить точность и повторяемость по сравнению с твердыми щупами. заменены. Поскольку Renishaw является (ключевым) поставщиком компонентов для мира метрологии, который включает, но не ограничивается КИМ, Денис Зайя имеет уникальную перспективу в качестве вице-президента по продажам и маркетингу и бывшего бизнес-менеджера КИМ в Renishaw LLC (Западный Данди, ИЛ). «Сегодня гораздо больше внимания уделяется метрологии, которая является движущей силой для понимания процессов, обеспечения обратной связи для контроля переменных и проверки конечного результата», — заметил он. Датчики Renishaw превратились в независимую пятиосевую измерительную систему REVO, которая обеспечивает высокоскоростное сканирование, бесконтактный контроль и анализ чистоты поверхности на одной КИМ.

Он считает, что есть место для сбора данных и мониторинга по всей производственной ячейке, включая станок, КИМ в отделе контроля качества и гибкие измерительные приборы в цехе. КИМ, приобретающие все большее значение в цехах, традиционно считались узким местом. «Принимая во внимание весь процесс, вы должны избегать того, чтобы КИМ были узким местом», — сказал он. «Пятиосевая система предназначена для решения этой проблемы. Зондирование на машине может иметь свои проблемы. В основном вы хотите, чтобы ваш станок резал металл или иным образом создавал детали», — сказал он. В прошлом он обычно не записывал данные, теряя историю измерений. Но сегодняшнее программное обеспечение преодолело это.

Каждый компонент — станок, КИМ и гибкий измеритель — играет свою роль, и компания Renishaw предоставляет датчики и оборудование для каждого этапа. Его измерительная система Equator была построена с учетом этого «всего процесса». КИМ часто лучше всего использовать для обработки детали для использования на датчике Equator, который находится в цеху рядом со станком и невосприимчив к колебаниям температуры, в отличие от КИМ.

"При установлении рабочей нагрузки для каждого компонента на основе знакомых критериев требуется сбалансированный и эффективный подход", — сказал он. «Дорогие малосерийные детали можно проверять на самом станке. Детали больших объемов лучше проверять и обрабатывать на КИМ, а затем повторно обрабатывать на гибком калибре. Каждая дополнительная деталь затем сравнивается с известным эталоном, при этом данные смещения возвращаются обратно в станок. Балансирование приводит к повышению эффективности, пропускной способности и экономии средств».

Интеллектуальное производство

Как Зая из Renishaw видит будущее с его уникальным видением? «Завод с прямым контролем процессов и интеллектуальным производством, где решения принимаются в цеху на основе собранных данных. Кроме того, рост аддитивного производства наряду с соответствующими улучшениями производительности, метрологии и доступности дополнительных материалов», — сказал он.