Témata
Reklama

Měření v rámci celého výrobního řetězce

Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

Informace ze všech těchto technologií také musejí být shromažďovány, zpracovány a zpřístupněny pracovníkům, kteří na jejich základě činí rozhodnutí, nebo jsou předány k dalšímu automatickému zpracování. Teprve splnění těchto předpokladů umožňuje využití získaných informací k řízení výrobního procesu.

Reklama
Reklama
Reklama

Požadavky na měřicí technologie

Výrobní a informační technologie se v současnosti integrují s cílem zvýšení efektivity výroby. V posledních letech se i společnost Zeiss zaměřovala na vývoj technologií pro výrobu budoucnosti. Měřicí a kontrolní technologie se v novém výrobním konceptu stávají nástrojem řízení inteligentní výroby, což je však možné pouze za předpokladu, že vyráběný díl může být kontrolován a měřen současně s výrobou. Pomocí měřicích přístrojů tak lze vytvořit most mezi virtuálním světem, kde je výrobní proces plánovaný a nasimulovaný, a reálným světem, kde mohou nastat i nepředvídatelné a neplánované situace. Díky získávání zpětné vazby je možné zabránit výrobě zmetků. Lidé i stroje tak například mohou rozpoznat, že navzdory preventivní údržbě byl obráběcí stroj opotřebován dříve, než bylo plánováno, nebo že kvalita použitých materiálů je neočekávaně jiná. Pro jednotlivé části výrobního řetězce je třeba zvolit vhodnou měřicí technologii s různým přístupem a pohledem na věc. Na jedné straně tak stojí velmi přesné měření v laboratoři, na straně druhé odolné a rychlé měření přímo ve výrobním prostředí.

Měření v celém výrobním řetězci

In-line měření – přímo v lince

Zatímco v minulosti byly standardem měřicí technologie pracující nezávisle na výrobním cyklu, požadavek na tzv. in-line kontrolu ve výrobní lince je dnes stále významnější. V současnosti je již používána 100% kontrola například při výrobě karoserií automobilů či kritických komponent vstřikovacích systémů motorů. Předcházet chybám dříve, než se stanou, je možné díky získávání a vizualizaci dat v reálném čase. Sledováním trendů a detekcí anomálií je možné rychle reagovat na vznikající problém a odstranit jej dřív, než dojde k výrobě zmetků. Taková kontrola však vyžaduje relativně vysokou přesnost a rozlišení měřicích technologií, které navíc musejí být odolné vůči výrobnímu prostředí, změnám teploty, prachu a podobně. V současnosti je těchto parametrů dosahováno například použitím optických senzorů na průmyslových robotech, které mohou kontrolovat buď celé karoserie automobilů, nebo jejich podsestavy.

In-line optické měření přístrojem Zeiss AIMax

At-line měření – v blízkosti linky

At-line měřicí systémy jsou přechodovou variantou mezi plným, stoprocentním měřením na lince a měřením v laboratoři. Na rozdíl od in-line měřicích systémů, které svou 100% kontrolou umožňují analýzu trendů a také umožňují kompletní kontrolu povrchu a rozměrů kontrolovaného dílu, slouží at-line jako podpůrný systém přímo ve výrobě.

Robotizované měření na výrobní lince přístroji Zeiss Abis

Prakticky je at-line měření realizováno vložením „výhybky“ do toku výrobního procesu; takt měření, které stejně jako v případě in-line stále probíhá v prostředí výrobní linky, je přitom zpravidla pomalejší než výrobní takt linky. Díky tomu je možné ve velmi krátkém čase kontrolovat vyráběné díly bez ztráty času na dopravu dílů do měřicí laboratoře, času potřebného na temperování dílů a podobně. Například při výrobě karoserií je možné rychle a jednoduše získat informace o trendu vývoje odchylek tvaru a polohy, případně získat barevnou mapu zobrazující srovnání aktuálního stavu geometrie vůči CAD modelu. Oproti in-line měření však samozřejmě chybí možnost stoprocentního vyloučení zmetků.

At-line měření 3D skenerem Zeiss Comet Pro AE

Off-line měření – v měrové laboratoři

Ačkoliv at-line a in-line systémy získávají větší množství dat přímo ve výrobě, měření v laboratoři stále zůstává součástí denní rutiny. Díky vysoké přesnosti, kterou není z fyzikálních důvodů možné dosáhnout ve výrobním prostředí, zůstane i v budoucnu off-line měření stále potřebné. Výstupy z měrové laboratoře navíc často poskytují referenční data pro in-line a at-line měření, protože řada metod používaných pro rychlá měření ve výrobě spočívá na komparativních principech, kdy se daný měřený díl porovnává s referenčním „masterem“. Řešení celkových analýz a odhalení složitých problémů je navíc možné pouze s použitím vysoce přesných přístrojů provozovaných v optimálních podmínkách s ohledem na teplotu, vibrace a další fyzikální vlivy. Díky dostupnosti dotykových a optických senzorů je rychlost a spolehlivost stále větší.

Off-line měření 3D skenerem Zeiss EagleEye

V budoucnosti bude v každém případě třeba dále rozvíjet všechny tři způsoby měření tak, aby se měření stalo ještě efektivnějším než dosud.

Měřená data 4.0

Koncept Industry 4.0 mění nejen způsob získávání dat, ale i způsob jejich zpracování. Data jsou často zpracována již v inteligentním senzoru a redukována pouze na nezbytně nutné údaje ještě před odesláním do nadřazeného vyhodnocovacího systému. To umožňuje minimalizovat čas potřebný pro přenos a zmenšit množství ukládaných dat. Jeden krok bude ale v budoucnosti nejdůležitější: na základě získaných dat bude korigována výroba. Už v současnosti některé výrobní závody používají globální integrační software (například Zeiss PiWeb) jako centrální softwarovou platformu. V minulosti to byl většinou člověk, který na základě dat rozhodl o způsobu použití výsledků. Koncept Industry 4.0 to ale významně mění. V budoucnosti software nezávisle rozhodne o korekcích, například sám opraví polohu svařovacího robota tak, aby zvrátil a vykompenzoval zjištěný negativní trend odchylky.

Obrázek 6. Globální integrační software Zeiss PiWeb



Carl Zeiss

Ing. Marián Hrčka

karel.tillinger@zeiss.com

www.zeiss.cz

Reklama
Vydání #3
Firmy
Související články
Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Průmysl 4.0 v praxi

Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

Jaké objektivy vybrat pro strojové vidění a proč

Strojírenské i další výrobní firmy často řeší problém, jak co nejpřesněji a nejefektivněji něco změřit. Ke skutečně přesnému měření je nejúčinnější využít strojové vidění. Jenže abyste dostali opravdu špičkový výsledek, potřebujete nejen kvalitní software a dobrou kameru, ale hlavně správně vybraný typ objektivu. Jde o někdy podceňované téma, nicméně právě ve výběru objektivu se často chybuje, a pak je ohrožen celý výsledek měření, potažmo i výsledná kvalita výrobku. K tomu, aby se to nestalo i vám, pomohou následující řádky.

Související články
Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

Konfirmace měřidel

Příspěvek se zabývá problematikou zajištění návaznosti měření a rozebírá obvyklé metrologické čin-nosti, které jsou za tím účelem prováděny. Zákon o metrologii i běžná praxe zmiňují jako základní postupy kalibraci nebo ověření stanovených měřidel. Kalibrace je postup vedoucí k dosažení způsobilého měřidla ve dvou logických krocích podle definice VIM. Vždy musí být zjištěn aktuální stav měřidla – provádí se zkouškou, která ověří, zda je měřidlo způsobilé plnit dané specifikace, či nikoliv. Nezpůsobilé měřidlo se musí kalibrovat nebo vyřadit. O výsledku je vydán doklad (kalibrační certifikát), jímž je potvrzena způsobilost z dřívější kalibrace nebo způsobilost dosažená kalibrací novou. Zvláštní pozornost je věnována kalibraci měřidel řízených softwarem, např. u souřadnicových měřicích strojů.

Multisenzorová technologie a počítačová tomografie

Výběr vhodného měřicího přístroje pro účely rozměrové kontroly je velmi důležitý. Běžný přístup je takový, že daná aplikace určí vhodný typ senzoru. Pro správné rozhodnutí potřebuje vzít uživatel v úvahu několik aspektů.

Multisenzorová souhra - měřicí stroje s pevným portálem

Po mnoho let se souřadnicové měřicí stroje společnosti Werth Messtechnik GmbH osvědčují při měření s více snímači umístěnými na dvou nezávislých osách. Nebezpečí kolize mezi snímačem a obrobkem se tak podstatně sníží, protože senzory, které nejsou používány, jsou zasunuty.

Expimer - expresní zařízení pro rychlé stanovení materiálových vlastností

Expimer, prezentovaná instrumentovaná měřicí soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou, může být alternativním způsobem, jak rychle definovat materiálové vlastnosti. Celý proces spočívá v tom, že na základě parametrů získaných v průběhu makroprocesu automatizovaného vtlačovaní indentoru kulového tvaru (ABI) do povrchu materiálu bez porušení konstrukce, lze rychle zjistit požadované materiálové vlastnosti. Tato metoda je jedinečná vzhledem k jednoduchosti, rychlosti vyhodnocení, manipulovatelnosti a užitečnosti pro stanovení mechanických vlastnosti materiálů během jejich vývoje, výroby a zejména v pracovních podmínkách provozu.

Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Flexibilní multisenzorová technologie

Měřicí stroj Werth ScopeCheck FB DZ umožňuje díky dvěma nezávislým senzorovým osám provádět bez omezení rozličná multisenzorová měření. Po demontáži skleněného stolu s jednotkou spodního osvitu je možné přímo na měřicím stole umístit a měřit také těžké obrobky.

Optická čidla: nečekané změny!

Ve chvíli, kdy se zdá, že už se věci nedají nijak podstatně vylepšit, přichází obvykle výrazná změna. Stejně je tomu u optických čidel. Co by se na nich mohlo měnit? Jiná optika? Jiné vlnové délky? Nebo snad jen rozměry?

Další krok pro efektivnější měření

Společnost Faro Technologies představila novou řadu měřicích ramen Faro Quantum, čímž opět zvýšila výkonnost procesu kontroly výroby díky nejlepším parametrům v této třídě měřicích přístrojů, vylepšené ergonomii a mobilitě.

Rozpínací vřetena pro upínání ozubených kol

Rozpínací vřetena, kterými se upínají ozubená kola mezi hroty, se používají při výrobě ozubených kol, nejčastěji pro účely výstupní kontroly, kde je velkou výhodou vysoká přesnost a rozsah rozpínání.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit