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

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.

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Plná digitalizace v systémech zajištění kvality

V posledních době se pojem Průmysl 4.0 stal běžnou součástí našeho života. Co se však za tím skrývá? Cílem této velké změny je vytvořit plně „digitalizovaný systém“, který umožní flexibilní výrobu v celém jejím cyklu. Bude minimalizovat lidské vlivy a optimalizovat na základě získaných dat všechny složky výrobního procesu. To znamená počínaje vývojem a konstrukcí počínaje přes předvýrobní etapy a nákup materiálu až po samotnou výrobu vč. zajištění kvality a distribuci finálních produktů.

Související články
Laserové svařování pro Průmysl 4.0

Vláknové lasery jsou významným nástrojem pro svařovací aplikace, které slouží mnoha zavedeným odvětvím i novým rychle rostoucím oborům. Pro progresivní výrobce, kteří již výhod laserového svařování využívají, zůstává otázkou, jak dále zlepšit efektivitu procesu a být krok napřed oproti konkurenci. Optimalizace jakéhokoli průmyslového procesu pro inteligentní výrobu vyžaduje vysoce kvalitní on-line sběr dat. Stále roste potřeba technologií, které pomohou lépe monitorovat proces laserového svařování.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

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.

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.

Vylepšený triangulační snímač střední třídy

Laserové snímače optoNCDT 1750 měří posunutí, vzdálenost a polohu v mnoha průmyslových odvětvích, jako je například automatizační technika, výroba elektroniky, automobilový průmysl a strojní zařízení. Tento nový model zachovává kompaktnost a robustnost svého osvědčeného předchůdce ILD1700, ale významně zvyšuje maximální vzorkovací frekvenci, přesnost a rozlišení.

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.

Moderní metrologie pro kontrolu povrchu optiky

S vývojem tradiční sférické optiky se postupně celkově zvětšují její rozměry i hmotnost. S cílem zvýšit přesnost a zlepšit funkční vlastnosti se jednotlivé optické komponenty kombinují. Přitom v uplynulém období progresivní optické konstrukce využívaly asférickou a difrakční optiku k redukci počtu dílů sestavy. Jedna asférická nebo difrakční čočka může nahradit několik konvenčních sférických čoček, což umožní snížit hmotnost, cenu i potřebný prostor, ale především získat kompaktnější a výkonnější optický systém.

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.

Vyšší kvalita kontroly textury a tvaru povrchu

Vývoj měřicí techniky pro kontrolu jakosti povrchu sledující zvýšení technologické úrovně a rozsahu měřených vlastností se v poslední době soustřeďuje na zjednodušení seřizování a obsluhy přístrojů, tedy praktické zvýšení jejich využitelnosti ve velkosériové výrobě.

Snímač polohy do drsného prostředí

Podobně jako Yeti, vyznačuje se i nový lineární snímač LMA nenápadností a schopností odolávat nejdrsnějším podmínkám. Ne trh je uváděn odolný snímač polohy, který bez bez problému přežije olej, prach, vibrace i zasypání pilinami.

Bezkontaktní měření vzdálenosti

V oblasti přesného měření vzdálenosti rychle roste využití bezkontaktních technologií. To je způsobeno mnoha faktory, z nichž těmi hlavními jsou, že zákazníci potřebují měřit mnohem přesněji (s rozlišením v řádu mikrometrů nebo dokonce nanometrů) a je třeba měřit proti obtížným povrchům nebo povrchům, kterých se nelze během procesu měření dotknout což jsou například křemík, sklo, plasty, miniaturní elektronické součástky, lékařské komponenty a také potraviny.

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