Как инновации в измерительных приборах повышают точность, производительность и эргономику

Тим Куччи, менеджер по продуктам точных ручных инструментов, компания The L.S. Starrett Company

Точность не всегда ассоциировалась с измерением. Фактически, на заре цивилизации человек начал использовать части тела для оценки размеров, и примерно в 6000 г. до н.э. из таких измерений эволюционировали дюйм, ладонь, пядь, фут, локоть, год и сажень — первые стандарты измерения. Конечно, инструменты прошлого не требовали большой точности, так как большинство продуктов изготавливались вручную и по индивидуальным заказам, поэтому доля дюйма в одну или другую сторону мало влияла на удовлетворительную работу.

Однако массовое производство сегодня требует точных измерений, потому что детали в любом продукте должны быть единообразными, чтобы быть взаимозаменяемыми. Илай Уитни первым замыслил базовую идею массового производства через взаимозаменяемые детали, и только благодаря улучшенным методам измерения и механически приводным станкам массовое производство стало возможным. В 19 веке было огромное рост массового производства всех типов товаров. Однако только после Гражданской войны были разработаны станки и измерительные инструменты, приближающиеся к точности современных стандартов. В 1877 году первый комбинированный угольник был изобретен Лароем Старреттом, основателем The L.S. Starrett Co.

Для точных измерений квалифицированные токары, инструментальщики и инспекторы должны иметь точные инструменты и измерительные приборы, произведенные из качественных материалов, тщательно изготовленные и строго проверенные, чтобы обеспечить долговечную надежность. Измерительные приборы эволюционировали на протяжении лет, начиная с механических, затем электронных моделей, и теперь удобные беспроводные электронные версии вышли на сцену. Каждый тип имеет важное место в сегодняшних процессах контроля качества и инспекции.

Механические

Первые точные измерительные приборы были механическими, с аналоговым показанием и до сих пор широко используются. Можно с уверенностью сказать, что трудно найти производственную операцию, которая не активно использует механический инструмент. Некоторые точные инструменты до сих пор предлагаются только в механических версиях, в то время как многие имеют цифровые и беспроводные версии. Для линейных и круговых измерений приборы и инструменты, которые используются, варьируются в зависимости от размера измерения, характера работы и требуемой степени точности. Механические типы варьируются от стальной рулетки, линейки, циркуля или траммеля, до микрометра, штангенциркуля с верньером, индикатора часового типа и многих других.

Электронные

За последние несколько десятилетия были представлены электронные измерительные приборы, предлагающие цифровое показание и возможность получения данных измерений для целей сбора и статистического контроля процесса (SPC), анализа и документации. Эти типы приборов делают показания быстрее и легче для каждого токаря, независимо от опыта.

Электронные измерительные приборы способны передавать данные через кабели или беспроводно без кабелей на устройства сбора для обеспечения постоянной записи для SPC, требуемого многими отраслями сегодня. Правильно используемые, собранные данные могут предоставлять распечатки для анализа и могут помочь токарю контролировать процесс, а также предсказывать и предотвращать несоответствия допускам.

Беспроводные

Относительно недавно были представлены беспроводные точные измерительные приборы. Ключевые преимущества использования беспроводных приборов, включая их использование как просто прибора или в рамках продвинутой системы сбора данных, следующие:

• Потребность в громоздком и неудобном оборудовании, таком как рюкзаки и кабели, которые могут быть опасностями безопасности, устраняется. Также, устраняя рюкзаки и кабели, есть меньше оборудования для покупки, поэтому стартовые затраты снижаются, и связанные требования обслуживания сокращаются в программе калибровки инструментов цеха производителя.
• Сбор и передача данных измерений быстрее и менее подвержены ошибкам, облегчаются просто измерением и нажатием кнопки для отправки данных на мобильный телефон, планшет или ПК. Таким образом, субъективность оператора и ошибки записи измерений устраняются, и время экономится при отсутствии ручной транскрипции данных. Беспроводные обеспечивают скорость, удобство и легкость сбора и хранения данных.
• Беспроводные точные измерительные инструменты спроектированы для эффективного сбора данных для широкого спектра конечных использований. Будь то для Международной организации по стандартизации (ISO), правительства, авиакосмической или медицинской требований, или для более мелких цехов, потребность в точных данных критична для прослеживаемости для демонстрации квалифицированных деталей или для прослеживания любых производственных ошибок. Точные данные измерений дают уверенность конечному пользователю и страховку производителю.
• Используя беспроводные инструменты и продвинутую систему программного обеспечения сбора данных, данные могут быть эффективно интегрированы в ERP/MRP программы. Также беспроводные приборы способствуют более чистой рабочей среде, устраняя необходимость в журнале и ручках/карандашах, в шаге с Lean Manufacturing.
• Контроль качества — последний шаг при производстве деталей, поэтому если «плохая деталь» проскальзывает, проблемы могут возникнуть при сборке конечного продукта или использовании детали в конечном продукте. Используя беспроводные точные измерительные приборы, инспекторы могут измерять с уверенностью для квалификации детали. С простым нажатием кнопки данные измерения сохраняются для будущего анализа или для исторических целей. Время и деньги, сэкономленные переходом на беспроводные и внедрением системы сбора данных, несоизмеримы. Онлайн калькуляторы на основе форм доступны, которые могут это продемонстрировать.

Уточнение дизайна измерительных приборов

Дизайн измерительных приборов постоянно усовершенствуется и уточняется. Первые приборы, спроектированные карандашом и бумагой, были громоздкими и неудобными с грубым тяжелым стальным построением с шероховатыми краями. Эти начальные приборы получили низкие оценки за комфорт оператора. Со временем дизайн приборов значительно улучшился по посадке, размеру и маневренности. Используя продвинутые CAD-программы с 3D-моделями, дизайны приборов теперь генерируются быстрее с высокой точностью. Улучшения держат опыт оператора как главный приоритет, и сегодняшние приборы построены с алюминиевой сотовой структурой и скругленными контурами, делая их легкими и удобными для удержания. Один человек может использовать прибор повторно, по сравнению с более ранними временами, когда двум людям могло потребоваться выполнить ту же операцию из-за усталости от удержания и маневрирования прибором.

Специальные заказные измерительные приборы

Даже с невероятно широким спектром стандартных точных измерительных приборов, будь то механические, электронные или беспроводные, некоторые приложения требуют измерений, которые не могут быть сделаны со стандартным прибором. Так, для этих случаев уникальные приборы могут быть спроектированы и изготовлены на заказ. Фактически, по мере развития технологии измерения развивалось и всё инструментальное и станочное оборудование — все, что сделало возможным производство специальных приборов. Новейшие передовые приборы и инструментальное оборудование используются для производства заказных приборов. Более 50 лет Starrett предоставляет специальные измерительные решения отраслям, включая энергетику, авиакосмику, автомобилестроение, упаковку продуктов, высокотехнологичные пластики, медицинские компоненты и NASA и другие государственные агентства.