Waar metrologie de hedendaagse precisieproductie ontmoet

In veel productie-industrieën is snelheid van levering van afgewerkte onderdelen van het grootste belang. Maar een gesloopt onderdeel is geen afgewerkt onderdeel. De nauwkeurigheid en kwaliteit van onderdelen die zijn gemaakt volgens de industrie of op naleving gebaseerde specificatie is net zo belangrijk. We praten met experts op het gebied van metrologie om beter te begrijpen hoe de technologie wordt gebruikt om kwaliteit te garanderen - en wanneer.

Wat gebeurt er in de metrologie van vandaag? Naarmate specificaties voor onderdelen steeds nauwkeuriger worden, neemt ook het meten van de nauwkeurigheid en kwaliteit van die onderdelen toe. In de auto-industrie bijvoorbeeld ondergaan veel onderdelen regelmatig modeljaarwisselingen met een grote diversiteit aan onderdelen. Elke keer dat de specificaties van een onderdeel veranderen, zelfs een beetje, betekent dat nieuwe CAD-gegevens, nieuwe matrijzen of mallen, het potentieel voor nieuwe gereedschappen en veranderingen in metingen.

Van realtime in-proces tasten en meten tot intelligente meetfuncties die eenvoudig te gebruiken zijn en rechtstreeks in controllers zijn ingebouwd, de huidige metrologie helpt bedrijven om afval te verminderen en sneller nauwkeuriger te worden in het proces van het maken van onderdelen. Meer geavanceerde inspectiemachines komen dichter bij de CNC-slijpmachine, precies waar het gereedschapsmaakproces plaatsvindt.

De evolutie van metrologie in de maakindustrie

Zoals alles in productie met een hoge productie, is de metrologie verschoven om zich aan te passen aan de tijd. De trend is in de richting van nauwkeurigere metingen op de werkvloer die eenvoudig te gebruiken zijn en zeer nauwkeurige informatie opleveren.

"Toleranties worden steeds strakker en daarom wordt operators tegenwoordig gevraagd om vrij nauwkeurige metingen op de werkvloer uit te voeren", zegt George Schuetz, directeur precisiemeters bij Mahr, die al 42 jaar bij Mahr werkt. "Vroeger stuurden mensen onderdelen naar een centrale inspectieruimte, maar nu wordt vaak ook de operator van de grote CNC-machine gevraagd om de kwaliteitscontroleur te zijn."

Sommige bedrijven gebruiken misschien nog steeds laboratoria voor kwaliteitscontrole, maar werknemers kunnen verwachten dat ze moeten wachten om de kwaliteit van hun onderdelen in een wachtrij te ontdekken. En wanneer tijd geld is, zoeken fabrieksmanagers naar manieren om de kwaliteitscontroles en correcties bij het maken van onderdelen stroomopwaarts te verplaatsen. Dit wil niet zeggen dat er helemaal geen gebruik wordt gemaakt van laboratoria, maar dat de productiedruk een feit is.

Vanuit een lean manufacturing-perspectief is metrologie een van de meest omvattende gebieden van Industrie 4.0 en het industriële internet der dingen. De technologie die in de metrologie van vandaag wordt gebruikt, is zowel op het gebied van "in-process" als "post-process" geëvolueerd.

Metrologie na het proces gebeurt handmatig of door middel van geautomatiseerde technieken - met behulp van een verscheidenheid aan draagbare, op de operator gerichte tools nadat een paar onderdelen zijn gemaakt. In-proces metrologie vindt plaats in machines met behulp van robotarmen met sondes, sensoren voor het vastleggen van gegevens en geautomatiseerde correctiemaatregelen - met behulp van netwerksoftware en programmering. De meest geavanceerde in-process metrologie kan koerscorrecties in realtime uitvoeren.

Hulp nodig bij uw machinemetingen? Gebruik onze interactieve rekenmachines voor metaalbewerking en productiviteitscalculators voor metaalbewerking.

Voorbij de cyclustijd komen om afval te verminderen, te vermijden of te elimineren

Ongeacht de technologie die wordt gebruikt - of het officieel deel uitmaakt van de Industry 4.0-naam - de geïnterviewde metrologiewoordvoerders zijn het hierover eens:schroot is de vijand. De productiesnelheden worden altijd tot het maximum opgedreven, vooral in de lucht- en ruimtevaart, de auto-industrie, de olie- en gasindustrie en andere industrieën. Maar slechte onderdelen zullen tijd toevoegen en de levering vertragen. Uitzoeken wanneer je slechte onderdelen hebt, is essentieel om de productie op gang te houden, zelfs als het wat meer tijd in het proces brengt.

"Van gemeten resultaten tot procesmonitoring en veldnetwerken, al die informatie moet worden samengevoegd tot één informatie - het is cruciaal", zegt Patrick Harkness, vice-president gedistribueerde productverkoop bij Mitutoyo America. "Van kleine handgereedschappen tot machinecentra om meetmachines te coördineren tot vision-systemen, er is een manier om uw gegevensbeheer te integreren om een ​​slimme fabriek te maken die kosten en arbeid vermindert en ervoor zorgt dat u nauwkeurige onderdelen heeft met weinig tot geen afval."

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

“In het verleden spraken ze alleen over cyclustijd en productie … Ze zijn nu bereid een lichte toename van de cyclustijd te accepteren om inspectie tijdens het proces op te nemen, omdat dit de meest efficiënte en intelligente manier is om ervoor te zorgen dat alle onderdelen geproduceerd of vervaardigd binnen de tolerantie, waarbij schroot en recycling van schroot worden vermeden…”

Harkness, die al bijna 20 jaar bij Mitutoyo werkt en zijn carrière begon als ontwerpingenieur, legt uit hoe een slimme, genetwerkte fabriek met metrologie als belangrijke datahub een fabrikant kan helpen voorspellend te worden. De juiste gegevens kunnen u vertellen in hoeveel cycli u onderdelen kunt maken - en wanneer het precies het juiste moment is om een ​​aanpassing te maken voordat de kans op uitval dreigt.

"Als je echte metingen krijgt die uit een digitale tool komen, kunnen die metingen in de loop van de tijd helpen bij het dicteren van veranderingen in de procesbesturing", zegt Harkness. "Met de juiste statistische analyse die metrologie biedt, weet u wanneer u moet ingrijpen om een ​​gereedschapswissel uit te voeren - en schroot helemaal te voorkomen."

Veelvoorkomende soorten precisiemeters in de metrologie

Wat is het beste meetinstrument voor productie op operatorniveau? Het zal van de voorwaarden afhangen. Er zijn duizenden manieren om een ​​gat te meten, maar procesingenieurs en machinebedieners zullen de juiste vragen moeten begrijpen voordat ze het juiste meetinstrument kunnen kiezen.

Wat is de tolerantie en waar is die? Wat is het volume? Is het elke keer op dezelfde machine? 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 rekening houden met de oppervlakteafwerking, vooral bij auto-onderdelen, legt Schuetz uit. Zal het gat gewicht dragen? Zal er bewegende delen in zitten? Zal er vloeistof of olie doorheen reizen? Misschien moet het superglad zijn.

Hier zijn vier veelvoorkomende soorten precisiemeters, van eenvoudig tot meer complex en gegevensgestuurd.

Go, No-Go

"Go, No-Go"-ringen zijn al heel lang in gebruik, zegt Schuetz, maar ze beoordelen de kwaliteit niet. "Het zijn nauwkeurig geslepen gaten waar je als een onderdeel doorheen gaat, weet dat het goed is, maar het is maar een stuk staal", zegt hij. Er is niets dat de machinist de kwaliteit van het onderdeel vertelt, alleen dat de maat correct is.

Remklauwen , Micrometers

Als u iets meer informatie wilt over een grotere verscheidenheid aan onderdelen, gebruiken operators meestal remklauwen en micrometers. Hier zegt Schuetz dat dit soort handgereedschap enige veelzijdigheid biedt; ze hebben de neiging om erg door de operator beïnvloed te worden, omdat je ze goed moet vasthouden en je moet ervoor zorgen dat je het onderdeel niet te strak aanknijpt.

"Dus dat zijn goede hulpmiddelen voor algemeen gebruik, en ze zijn erg waardevol. Ze zijn geweldig voor de machinist, maar er zijn tegenwoordig enkele toleranties die misschien niet goed genoeg zijn om de vereiste meting uit te voeren", zegt Schuetz.

Variabele meetwaarden

Dit zijn kleine bankmeters die kunnen worden aangepast om een ​​"ID" (binnendiameter) of "OD" (buitendiameter) te meten. "Ze hebben een master waarop je ze kunt instellen en ze hebben een indicator erop, en dus stel je die meter in om een ​​specifieke dimensie te meten", zegt Schuetz. “Dat meet nu een stuk sneller dan een micrometer omdat hij al op die maat staat. Het heeft een redelijk goede resolutie en het kan een digitale indicator hebben. Het voordeel van variabele meters is de mogelijkheid om te beginnen met statistische procescontrole, of 'SPC', omdat u een gegevensuitlezing krijgt.

“Als je het eenmaal hebt, weet je hoe goed of slecht het onderdeel is. En dat is dus weer een stap verder en geeft de operator de mogelijkheid om te meten”, zegt Schuetz. “Je kunt die gegevens op een lopend gemiddelde gebruiken om je te vertellen wat de machine produceert, zodat je de onderdeeltrends kunt zien. … Als u begint met het opnemen van de meetinformatie, kunt u beginnen met het nemen van een aantal slimme beslissingen.”

Vaste variabele meters

Deze zijn gemaakt om specifieke afmetingen te meten - en elimineren in wezen de mogelijkheid voor beïnvloeding door de operator.

“Neem bijvoorbeeld auto’s. Je hebt misschien een onderdeel van de waterpomp met een aantal zeer precieze gaten, die met miljoenen worden vervaardigd … Het kan ze een zeer goede aflezing geven”, zegt Schuetz. "Dus dat is een vrijwel onfeilbare manier om een ​​aantal zeer nauwkeurige metingen van laboratoriumkwaliteit uit te voeren op de werkvloer."

Metrologen van een belangrijke shift wijzen erop:draadloze tools. Veel van de nieuwste meters en handgereedschappen hebben het snoer doorgesneden, waardoor operators tijd en moeite kunnen besparen zonder in te boeten aan functionaliteit.

Hoe beoordeelt uw winkel de kwaliteit en nauwkeurigheid van onderdelen? Wat zijn je favoriete of minst favoriete meetapparatuur en waarom? Deel op het forum. [registratie vereist]