Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Měření v rámci celého výrobního řetězce
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

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.

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

Další články

Průmysl 4.0
Měření ve strojírenství
Metrologie/ kontrola jakosti

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: