Kiezen tussen laser radar en laser-verbeterde CMM: Expert advies

Gebruikt u een reusachtige coördinaatmeetmachine voor inspectie?

Een Tech Briefs lezer vroeg een industry-expert of ze moeten switchen naar laser radar... of gewoon een laser aan hun "CMM" toevoegen.

Een CMM is een van de paar keuzes voor een fabrikant die ervoor wil zorgen dat componenten gebouwd worden volgens vereiste toleranties en specificaties.

Op een productielijn heeft u hoofdzakelijk twee metrologie-opties: offline of on-line.

Off-Line Metrologie Tools

Een offline CMM gebruikt armen, trackers, en handmatige metrologie-meters om onderdelen te inspecteren, zoals onderbodcomponenten en afsluitingen, bijvoorbeeld.

Paul Lightowler, een productmanager bij de Brighton, MI-gebaseerde laser-radar fabrikant Nikon Metrology, gelooft dat coördinaatmeetmachines waardevol zijn, maar ook nadelen hebben, vanwege hun off-site plaatsing.

"Ze bieden een goede gouden standaard," zei Paul Lightowler tegen deelnemers in een Tech Briefs webinar getiteld Reducing the Cost of Quality in Automotive BiW.

Maar u moet het onderdeel van de productielijn halen, naar een CMM-kamer. De gebieden kunnen overbelast raken met slechte onderdelen, wat een potentiële bottleneck creëert.

Experts beantwoorden uw vragen op Tech Briefs

Zullen all-elektrische vliegtuigen ooit de snelheden van een straalmotor halen?

Zijn motoren ooit mislukt tijdens een Mars-verkenningmissie?

Voor autonome voertuigen, wat is de beste test: simulatie, gesloten baan of openbare wegen?

"U moet ofwel veel CMM's hebben, ofwel heel lange shifts," zei Lightowler tegen het publiek. "Als er een probleem is op de productielijn, dan moet alles anders stoppen en moet u verplaatsen en proberen metingen in de CMM-kamer te krijgen om beslissingen te nemen en feedback te krijgen over wat er daadwerkelijk aan de hand is."

In-Line Metrologie Tools

Een andere, in-line, metrologie-optie verwijdert de behoefte aan een extra kamer en integreert de metrologie in de productielijn, metend onderdelen terwijl ze geproduceerd worden.

De hoge-resolutie, vaste sensoren hebben een snelle, "go/no-go" manier van specificaties meten.

De bekende sensoroptie heeft echter ook zijn nadelen, zegt Lightowler. De in-line sensoren zijn "relatieve" systemen die alleen informatie geven in de context van hun plek op de productielijn.

Met andere woorden, in-line metrologie kan u vertellen waar een bepaalde feature is, maar het kan niet detecteren waar een feature is ten opzichte van een andere feature.

"Het kan u niet vertellen waar die feature is in een XYZ-coördinaat van de autocarrosserie," zei Lightowler. "Het kan alleen vertellen of het verplaatst is sinds u het laatste maakte."

Laser Radar

Een alternatieve optie combineert zowel in-line als off-line ideeën: Laser radar.

Laser radar gebruikt een lange-afstand optische probe (een laserstraal) om metingen op de shopfloor te nemen. De contactloze metingen van het instrument worden uitgevoerd op een verscheidenheid aan oppervlakken, inclusief onbehandelde carrosseriepanelen en geschilderde oppervlakken.

De radars kunnen geïnstalleerd worden op een standaard 6-as robotarm. De robot positioneert de laser radar automatisch zodat het gebieden kan inspecteren die anders verborgen zijn voor de zichtlijn. De laser radar meet vervolgens automatisch uitlijningspunten en features, zoals gaten, sleuven, pennen, en studs.

Twee laser radars, zoals die in de bovenstaande afbeelding getoond, kunnen 700 features op een BIW-voertuig in minder dan één uur meten, volgens Nikon Metrology.

Sommige fabrikanten monteren echter een laserscanner op hun bestaande machines. Kan die optie prima werken?

Een deelnemer had de volgende vraag voor Lightowler:

"U noemde dat CMM's traag meten, maar er is een algemene beweging richting laser scanning, wat de snelheid van dataverzameling verbetert met dezelfde hardware. Vermindert dat niet de voordelen van een laser radar-oplossing?"

Lees Lightowler's antwoord hieronder.

Paul Lightowler: Tot een zekere mate, ja. Tot een zekere mate, nee.

Een traditionele CMM, als we erover nadenken, is een tastend probersysteem. Tastende probersystemen zijn relatief langzaam. U moet de prober in de feature bewegen. U moet het bewegen, een punt nemen, het weer bewegen, nog een punt nemen — het kan heel lang duren om elke feature te meten met het tastend proberen.

Hier komt de ontwikkeling van laserscanners van pas. Ze zijn al vele jaren beschikbaar, maar ze zijn niet zo succesvol geweest, als u wilt, in de auto-industrie als veel bedrijven wilden. Ze zijn overgenomen, en ze kunnen de snelheid van die metingen aanzienlijk verbeteren.

Uit onze eigen ervaring zien we typisch dat laserscanners de tijd van die metingen kunnen halveren, of de snelheid verdubbelen, als u wilt. Dat is één manier om uw meetsnelheid te verhogen en meetijd te verlagen.

Maar een laser radar kan 6 keer sneller zijn dan een CMM, dus we zijn nog steeds potentiëel drie keer sneller dan een CMM met een scanner erop.

Als u niet wilt investeren in een nieuwe CMM, is een scanner een geweldige manier om uw CMM te upgraden. Maar als u uw CMM moet vervangen, dan moet u vragen: "Wilt u het vervangen met een andere CMM, met de nadelen, of wilt u naar iets nieuws kijken, wat een laser radar-systeem kan zijn, wat u een nog grotere snelheid geeft?"

Gebruikt u CMM's? In-line sensoren? Zou u laser radar gebruiken? Stuur uw vragen en opmerkingen hieronder.