Где метрология встречается с современным прецизионным производством

Во многих производственных отраслях скорость доставки готовых деталей имеет первостепенное значение. Но бракованная деталь не является готовой деталью. Не менее важны точность и качество деталей, изготовленных в соответствии с промышленными или нормативными требованиями. Мы общаемся с экспертами в области метрологии, чтобы лучше понять, как технология используется для обеспечения качества и когда.

Что происходит в современной метрологии? По мере того, как спецификации деталей становятся все более и более точными, то же самое происходит и с измерением точности и качества этих деталей. Например, в автомобильной промышленности многие детали часто подвергаются изменениям модельного года с большим разнообразием деталей. Каждый раз, когда характеристики детали меняются, даже незначительно, это означает новые данные САПР, новые штампы или пресс-формы, возможность использования новых инструментов и изменения в размерах.

Сегодняшняя метрология помогает компаниям сократить количество брака и повысить точность процесса изготовления деталей — от измерения и измерения в реальном времени до интеллектуальных измерительных функций, которые просты в использовании и встроены прямо в контроллеры. Более сложные контрольно-измерительные машины перемещаются ближе к шлифовальному станку с ЧПУ, прямо там, где происходит процесс изготовления инструментов.

Эволюция метрологии в производстве

Как и все в высокопроизводительном производстве, метрология менялась в соответствии со временем. Тенденция к более точным измерениям в цеху, которые просты в использовании и предоставляют очень точную информацию.

«Допуски становятся все жестче и жестче, поэтому сегодня операторов просят проводить довольно точные измерения в цеху», — говорит Джордж Шютц, директор по прецизионным измерительным приборам Mahr, проработавший в Mahr 42 года. «Раньше люди отправляли детали на центральную инспекционную площадку, но теперь оператору большого станка с ЧПУ также предлагается быть ответственным за контроль качества».

Некоторые компании могут по-прежнему использовать лаборатории для проверки качества, но рабочие могут подождать, чтобы узнать качество своих деталей в очереди. А когда время – деньги, руководители заводов ищут способы перенести проверки качества и корректировку деталей на более высокий уровень. Это не означает, что лаборатории вообще не используются, но производственная нагрузка — это реальность.

С точки зрения бережливого производства метрология является одной из наиболее важных областей Индустрии 4.0 и промышленного Интернета вещей. Технология, используемая в современной метрологии, эволюционировала как в области «в процессе», так и в области «после обработки».

Последующая метрология выполняется либо вручную, либо с помощью автоматизированных методов с использованием различных ручных инструментов, ориентированных на оператора, после изготовления нескольких деталей. Производственная метрология выполняется внутри машин с использованием роботизированных манипуляторов с датчиками, датчиками сбора данных и автоматическими корректирующими мерами с использованием сетевого программного обеспечения и программирования. Самая передовая метрология в процессе производства позволяет корректировать курс в режиме реального времени.

Нужна помощь с измерениями вашей машины? Воспользуйтесь нашими интерактивными калькуляторами металлообработки и производительности металлообработки.

Выйти за пределы времени цикла, чтобы сократить, избежать или устранить брак

Независимо от того, какая технология используется — или является ли она официально частью прозвища «Индустрия 4.0», — опрошенные представители метрологии сходятся во мнении:металлолом — враг. Темпы производства всегда доведены до максимума, особенно в аэрокосмической, автомобильной, нефтегазовой и других отраслях. Но плохие детали добавят время и задержат доставку. Выявление дефектных деталей — это ключ к поддержанию непрерывного производства, даже если это немного увеличивает время обработки.

«От измеренных результатов до мониторинга процессов и полевой сети — вся эта информация должна быть объединена в одну — это очень важно», — говорит Патрик Харкнесс, вице-президент по распределенным продажам продуктов в Mitutoyo America. «От небольших ручных инструментов до обрабатывающих центров, от измерительных машин до систем машинного зрения — существует способ интеграции управления данными для создания «умного» завода, который снижает затраты и трудозатраты и гарантирует, что у вас будут точные детали с минимальным браком или без него».

Лилиан Барро, президент Blum-Novotest, производителя тестов, рассказала Advanced Manufacturing о том, что происходит в автомобильной промышленности:

«[В] прошлом они говорили только о времени цикла и производстве… Теперь они готовы согласиться на небольшое увеличение времени цикла, включив в него проверку в процессе производства, потому что это наиболее эффективный и интеллектуальный способ гарантировать, что все детали произведено или изготовлено в пределах допуска, без брака, переработка лома…»

Харкнесс, проработавший в Mitutoyo почти 20 лет и начавший свою карьеру в качестве инженера-конструктора, объясняет, как интеллектуальный объединенный в сеть завод с метрологией в качестве основного центра данных может помочь производителю стать прогнозирующим. Правильные данные могут сказать вам, за сколько циклов вы можете производить детали, и когда именно нужно внести коррективы, прежде чем возникнет вероятность брака.

«Когда вы получаете точные измерения, выходящие из цифрового инструмента, эти показания с течением времени могут помочь диктовать изменения в управлении процессом», — говорит Харкнесс. «Благодаря правильному статистическому анализу, который обеспечивает метрология, вы можете знать, когда нужно приступить к замене инструмента, и вообще избежать брака».

Распространенные типы прецизионных измерительных приборов в метрологии

Какой датчик лучше всего подходит для производства на уровне оператора? Это будет зависеть от условий. Существуют тысячи способов измерения отверстия, но инженеры-технологи и операторы станков должны понимать, какие вопросы следует задавать, прежде чем выбрать правильный метрологический инструмент.

Что такое толерантность и где она? Каков объем? Каждый раз на одной и той же машине? Какие условия в машине и на полу? Какая температура?

«Помимо понимания того, является ли деталь точной и надлежащего качества, необходимо также учитывать чистоту поверхности, особенно в автомобильных деталях», — объясняет Шуец. Выдержит ли отверстие вес? Будут ли внутри него движущиеся части? Будет ли через него проходить жидкость или масло? Возможно, он должен быть очень гладким.

Вот четыре распространенных типа измерительных приборов, от простых до более сложных и управляемых данными.

Иди, не иди

Кольца «Go, No-Go» используются уже давно, говорит Шютц, но они не оценивают качество. «Это прецизионные шлифованные отверстия, через которые проходит деталь, и вы знаете, что эта деталь в порядке, но это всего лишь кусок стали», — говорит он. Ничто не говорит машинисту о качестве детали, только о правильности размера.

Измерители , микрометры

Если вам нужно немного больше информации, чем это по более широкому кругу деталей, операторы, как правило, используют штангенциркули и микрометры. Здесь Шютц говорит, что эти типы ручных инструментов дают некоторую универсальность; они, как правило, очень сильно зависят от оператора, потому что вы должны держать их правильно, и вы должны быть уверены, что не сжимаете деталь слишком сильно.

«Так что это хорошие инструменты общего назначения, и они очень ценны. Они отлично подходят для машинистов, но сегодня существуют некоторые допуски, которые, возможно, недостаточно хороши для выполнения требуемых измерений», — говорит Шютц.

Переменные датчики

Это небольшие настольные калибры, которые можно отрегулировать для измерения «ID» (внутреннего диаметра) или «OD» (внешнего диаметра). «У них есть мастер, на который вы можете их настроить, и на них есть индикатор, поэтому вы настраиваете этот датчик для измерения определенного измерения», — говорит Шютц. «Теперь он измеряет намного быстрее, чем микрометр, потому что он уже настроен на этот размер. Он имеет довольно хорошее разрешение и может иметь цифровой индикатор. Преимущество переменных тензорезисторов заключается в возможности начать статистическое управление технологическим процессом, или «SPC», поскольку вы получаете показания данных.

«Когда у вас есть это, вы знаете, насколько хороша или плоха эта роль. И это еще один шаг вперед, дающий оператору возможность проводить измерения», — говорит Шутц. «Вы можете использовать эти данные в виде скользящего среднего, чтобы узнать, что производит машина, чтобы вы могли видеть тенденции изменения деталей. … Если вы начнете записывать информацию об измерениях, вы сможете начать принимать разумные решения».

Фиксированные переменные датчики

Они предназначены для измерения конкретных размеров и практически исключают возможность влияния оператора.

«Возьмем, к примеру, автомобилестроение. У вас может быть часть водяного насоса с очень точными отверстиями, которые производятся миллионами… Это может дать им очень хорошие показания», — говорит Шутц. «Таким образом, это практически надежный способ провести очень точные лабораторные измерения прямо в цеху».

Метрологи отмечают один важный сдвиг:беспроводные инструменты. Многие из новейших измерительных приборов и ручных инструментов обрезают шнур, что помогает операторам экономить время и усилия без ущерба для функциональности.

Как ваша мастерская оценивает качество и точность деталей? Какие ваши любимые или наименее любимые метрологические приборы и почему? Поделитесь на форуме. [требуется регистрация]