Precisieproductie: De Cruciale Rol van Metrologie in Kwaliteit en Compliance

In veel productie-industrieën is snelheid van levering van afgeronde onderdelen van vitaal belang. Maar een gesloopt onderdeel is geen afgerond onderdeel. De nauwkeurigheid en kwaliteit van onderdelen gemaakt volgens industriële of compliance-gebaseerde specificaties is net zo belangrijk. We spreken met experts in metrologie om beter te begrijpen hoe de technologie gebruikt wordt om kwaliteit te waarborgen—en wanneer.

Wat gebeurt er vandaag in metrologie? Naarmate specificaties voor onderdelen steeds nauwkeuriger worden, wordt ook de meting van de nauwkeurigheid en kwaliteit van die onderdelen nauwkeuriger. Bijvoorbeeld, in de auto-industrie ondergaan veel onderdelen vaak modeljaarwijzigingen met een brede diversiteit aan onderdelen. Elke keer dat de specificaties van een onderdeel veranderen, zelfs een beetje, betekent dat nieuwe CAD-data, nieuwe vouwmallen of matrijzen, potentieel nieuwe gereedschappen en veranderingen in metingen.

Van real-time in-process tasten en meten tot intelligente meetfuncties die gemakkelijk te gebruiken zijn en rechtstreeks in controllers ingebouwd, helpt de hedendaagse metrologie bedrijven om afval te verminderen en sneller nauwkeuriger te worden in het onderdeelmaakproces. Meer geavanceerde inspectiemachines bewegen dichter bij de CNC-slijpmachine, recht daar waar het gereedschapsmakingsproces plaatsvindt.

De Evolutie van Metrologie in Productie

Als alles in hoge-productie productie, heeft metrologie zich verschoven om mee te gaan met de tijd. De trend gaat naar het krijgen van nauwkeurigere meetinstrumenten op de werkvloer die simpel te gebruiken zijn en zeer nauwkeurige informatie leveren.

"Toleranties worden steeds strakker, en operators worden vandaag gevraagd om vrij nauwkeurige metingen op de werkvloer te maken," zegt George Schuetz, directeur van precisiematen bij Mahr, die al 42 jaar bij Mahr is. "Mensen stuurden onderdelen vroeger naar een centraal inspectiegebied, maar nu wordt de operator van de grote CNC-machine vaak ook gevraagd de kwaliteitscontroleur te zijn."

Sommige bedrijven gebruiken nog laboratoria voor kwaliteitsinspectie, maar werknemers kunnen verwachten te wachten om de kwaliteit van hun onderdelen in een wachtrij te ontdekken. En wanneer tijd geld is, zoeken fabrieksmanagers naar manieren om kwaliteitscontroles en onderdeelcorrecties stroomopwaarts te verplaatsen. Dit is niet te zeggen dat laboratoria niet meer gebruikt worden—maar dat de productiedruk een realiteit is.

Vanuit een lean manufacturing perspectief is metrologie een van de meest omarmende gebieden van Industrie 4.0 en het industriële internet of things. De technologie die in de hedendaagse metrologie gebruikt wordt, is geëvolueerd in zowel "in-process" als "post-process" gebieden.

Post-process metrologie gebeurt handmatig of via geautomatiseerde technieken—met behulp van een verscheidenheid aan handmatige, operator-gerichte tools na het maken van een paar onderdelen. In-process metrologie vindt plaats binnen machines met robotarmen met tasten, dataverzamelende sensoren en geautomatiseerde correctiemaatregelen—met genetworkde software en programmering. De meest geavanceerde in-process metrologie heeft de mogelijkheid om in real-time bij te sturen.

Hulp nodig bij uw machinemetingen? Gebruik onze interactieve metaalbewerkings- en productiviteitscalculators.

Naar Boven Cyclus Tijd Om Afval Te Verminderen, Voorkomen of Elimineren

Ongeacht de gebruikte technologie—of het officieel deel uitmaakt van de Industrie 4.0 noemer—metrologie spreekbuisjes zijn het erover eens: Afval is de vijand. Productiesnelheden worden altijd naar het maximum geduwd—vooral in luchtvaart, auto-industrie, olie en gas en andere industrieën. Maar slechte onderdelen voegen tijd toe en vertragen levering. Ontdekken wanneer u slechte onderdelen heeft is cruciaal om de productie gaande te houden—zelfs als het een beetje meer tijd in proces toevoegt.

"Van gemeten resultaten tot procesmonitoring en veldnetwerken, al die informatie moet in één samengevoegd worden—het is cruciaal," zegt Patrick Harkness, vicepresident van gedistribueerde productverkoop bij Mitutoyo America. "Van kleine handgereedschappen tot machinecentra tot coördinaatmeetmachines tot visiesystemen, er is een manier om uw datamanagement te integreren om een slimme fabriek te maken die kosten en arbeid vermindert en zorgt dat u nauwkeurige onderdelen met weinig tot geen afval heeft."

Lilian Barraud, president bij Blum-Novotest, een testfabrikant, vertelde Advanced Manufacturing wat er in de auto-industrie gebeurt:

"[I]n het verleden zouden ze alleen praten over cyclus tijd en productie … Ze zijn nu bereid een lichte toename in cyclus tijd te accepteren om in-process inspectie op te nemen omdat het de meest efficiënte en intelligente manier is om te waarborgen dat alle onderdelen geproduceerd of gefabriceerd worden binnen tolerantie, afval, afvalrecycling… vermijdend."

Harkness, die bijna 20 jaar bij Mitutoyo is en zijn carrière begon als ontwerpingenieur, legt uit hoe een slimme, genetworkde fabriek met metrologie als een majeure datahub een fabrikant kan helpen voorspellend te worden. De juiste data kan vertellen hoeveel cycli u onderdelen kunt maken—en wanneer het precies de juiste tijd is om een aanpassing te maken voordat afval waarschijnlijk is.

"Wanneer u echte metingen uit een digitaal gereedschap krijgt, kunnen die lezingen over tijd helpen procescontrole veranderingen te dicteren," zegt Harkness. "Met de juiste statistische analyse die metrologie biedt, kunt u weten wanneer u een gereedschapswissel moet maken—en afval volledig vermijden."

Algemene Typen Precisie Maten in Metrologie

Wat is de beste maat voor productie op operatorniveau? Het hangt af van de omstandigheden. Er zijn duizenden manieren om een gat te meten, maar procesingenieurs en machineoperators zullen de juiste vragen moeten begrijpen voordat ze het juiste metrologische gereedschap kiezen.

Wat is de tolerantie en waar is het? Wat is het volume? Is het op dezelfde machine elke keer? Wat zijn de omstandigheden in de machine en op de vloer? Wat is de temperatuur?

Naast het begrijpen of een onderdeel nauwkeurig en van de juiste kwaliteit is, moet men ook de oppervlakteafwerking overwegen—vooral in auto-onderdelen, legt Schuetz uit. Zal het gat gewicht dragen? Zal het bewegende delen erin hebben? Zal er vloeistof of olie doorheen lopen? Misschien moet het super glad zijn.

Hier zijn vier algemene typen precisiematen, van het eenvoudige tot het complexere en datagedreven.

Go, No-Go

"Go, No-Go" ringen zijn al lang in gebruik, zegt Schuetz, maar ze beoordelen geen kwaliteit. "Ze zijn precisiegeschlopen gaten die, als een onderdeel erdoorheen past, u weet dat het onderdeel goed is, maar het is gewoon een stuk staal," zegt hij. Er is niets wat de frees de kwaliteit van het onderdeel vertelt, alleen dat de maat correct is.

Schuifmatten, Micrometers

Als u een beetje meer informatie wilt dan dat over een breder scala aan onderdelen, neigen operators ertoe schuifmatten en micrometers te gebruiken. Hier zegt Schuetz dat die typen handgereedschappen enige veelzijdigheid geven; ze neigen ertoe erg operator-geïnvloed te zijn omdat u ze goed moet vasthouden en ervoor moet zorgen dat u het onderdeel niet te strak knijpt.

"Dus die zijn goede aldoele gereedschappen, en ze zijn erg waardevol. Ze zijn geweldig voor de frees, maar er zijn vandaag de dag toleranties die misschien niet goed genoeg zijn om de meting te maken die vereist wordt," zegt Schuetz.

Variabele Maten

Dit zijn kleine bankmatten die aangepast kunnen worden om een "ID" (binnendiameter) of "OD" (buitendiameter) te meten. "Ze hebben een meester waar u ze op kunt instellen en ze hebben een indicator erop, en dus stelt u die maat in om een specifieke afmeting te meten," zegt Schuetz. "Nu meet die maat veel sneller dan een micrometer omdat het al ingesteld is op die maat. Het heeft een vrij goede resolutie, en het kan een digitale indicator hebben. Het voordeel met variabele maten is de mogelijkheid om statistische procesbeheersing, of 'SPC', te beginnen, omdat u een datawaarde verkrijgt.

"Eenmaal u het hebt, weet u hoe goed of slecht het onderdeel is. En dus is dat nog een stap omhoog die de operator de mogelijkheid geeft te meten," zegt Schuetz. "U kunt die data op een lopend gemiddelde gebruiken om u te vertellen wat de machine produceert zodat u onderdeeltrends kunt zien. … Als u begint de meetinformatie op te nemen, kunt u dan beginnen om slimme beslissingen te nemen."

Vaste Variabele Maten

Deze zijn gemaakt om specifieke afmetingen te meten—en elimineren essentieel de mogelijkheid voor operatorinvloed.

"Neem auto-industrie, bijvoorbeeld. U zou een waterpomp-onderdeel kunnen hebben dat enkele zeer nauwkeurige gaten heeft, die door de miljoenen worden gefabriceerd … Het kan hen een heel goede meting geven," zegt Schuetz. "Dus dat is praktisch een foutloze manier om heel nauwkeurige laboratoriumkwaliteitsmetingen rechtstreeks op de werkvloer te maken."

Een grote verschuiving die metrologen wijzen op: Draadloze tools. Veel van de nieuwste maten en handgereedschappen hebben de kabel doorgeknipt—wat helpt tijd en moeite voor operators te besparen zonder de functionaliteit op te offeren.

Hoe evalueert uw winkel onderdeelkwaliteit en nauwkeurigheid? Wat zijn uw favoriete of minst favoriete metrologie apparaten en waarom? Deel in het forum. [registratie vereist]