Phối hợp Máy đo và Công nghiệp 4.0

Renishaw đã đi đầu trong công nghệ máy đo tọa độ gần như kể từ khi thành lập ngành hơn 45 năm trước và chịu trách nhiệm triển khai các giải pháp đo lường tọa độ chính xác trong các ngành sản xuất toàn cầu.

Với việc ngành công nghiệp chuẩn bị chuyển đổi qua Công nghiệp 4.0 và Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, đo lường.news gần đây đã có cuộc trò chuyện với Dave Wallace, Giám đốc kiêm Tổng Giám đốc Bộ phận Sản phẩm CMM của Renishaw, để có được tầm nhìn của ông về vai trò của CMM có thể thay đổi như thế nào trong những năm tới.

Bạn thấy vai trò của CMM truyền thống thay đổi như thế nào trong mười năm tới?

Sản xuất hiệu suất cao dựa vào kiểm soát và hành động phòng ngừa. CMM là công cụ tối ưu để cung cấp dữ liệu xuyên suốt doanh nghiệp và cho phép kiểm soát tối ưu toàn bộ quy trình sản xuất.

CMM mạnh mẽ, lâu dài và với tính linh hoạt ngày càng tăng là một phần không thể thiếu trong các quy trình sản xuất này. Trong vài năm tới, chúng ta sẽ chứng kiến ​​những bước phát triển hơn nữa đối với việc tích hợp phép đo CMM trong quy trình sản xuất, tăng cường tự động hóa và đầu tư vào các hệ thống thăm dò tiên tiến và đa dạng hơn. Điều này được thúc đẩy bởi các yếu tố như chi phí lao động tăng, áp lực in chân của nhà máy và thiếu nhân viên lành nghề. Nhu cầu về động cơ aero yên tĩnh hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn; khả năng tạo ra nhiều năng lượng hơn từ các động cơ ô tô nhỏ hơn đồng thời tăng tuổi thọ của chúng; và những chiếc điện thoại thông minh được sản xuất tuyệt vời đặt ra yêu cầu ngày càng cao đối với khả năng kiểm soát chất lượng và tính nhất quán của các bộ phận của nhà sản xuất – và chi phí cũng luôn được giảm xuống!

Phần mềm điều khiển CMM cũng đang phát triển với những cải tiến về giao diện người dùng để giảm bớt giao diện lập trình và tích hợp chặt chẽ hơn với các hệ thống thông tin của nhà máy bao gồm cả Công nghiệp 4.0.

Trước đây, đo lường tọa độ đã được triển khai trong các nhà máy thông qua CMM tập trung. Bạn thấy công nghệ đo lường tọa độ sẽ được triển khai như thế nào trong tương lai?

Dữ liệu đo lường chảy qua quy trình sản xuất thúc đẩy chất lượng thông qua một vòng lặp đạo đức, từ thiết kế đến sản xuất.

Tại Renishaw, chúng tôi thực hành những gì chúng tôi rao giảng về việc triển khai đo lường khi thích hợp trong toàn bộ quy trình sản xuất. Hiệu chuẩn máy đảm bảo thiết bị CNC đáp ứng độ chính xác dự kiến, Việc thăm dò máy công cụ được sử dụng để thiết lập bộ phận và công cụ cũng như trong một số tình huống kiểm soát kích thước quan trọng. Máy đo linh hoạt “Xích đạo” của chúng tôi được triển khai bên cạnh quy trình sản xuất và không nhạy cảm với các hiệu ứng nhiệt của sàn nhà xưởng. Cách tiếp cận này cho phép cả chúng tôi và khách hàng của chúng tôi áp dụng kiểm soát quy trình đối với các kích thước quan trọng và mang lại sự tự tin về điểm sản xuất trước khi gia tăng giá trị với các quy trình tiếp theo.

CMM vẫn sẽ được sử dụng để xác minh tất cả các kích thước theo mục đích thiết kế, tuy nhiên với độ tin cậy cao hơn nhờ các phép đo được thực hiện trong quá trình sản xuất, khả năng xảy ra các vấn đề về chất lượng khi kiểm tra lần cuối sẽ giảm đi đáng kể.

Một lĩnh vực mà CMM sẽ đóng vai trò ngày càng tăng trong xưởng sản xuất là nơi cần có một số loại phép đo khác nhau với dữ liệu có sẵn rất nhanh để xác nhận chất lượng và phản ứng nhanh với bất kỳ sai lệch hoặc không tuân thủ nào. Tốc độ đo lường ở đây rất quan trọng để cho phép lấy mẫu thường xuyên và giảm thiểu lượng công việc dở dang không đủ tiêu chuẩn.

Những hạn chế về công nghệ phải được giải quyết để CMM thích ứng với vai trò của mình trong những năm tới là gì? Nó có thể sống sót không?

Vâng, nó sẽ tồn tại, CMM là một phần không thể thiếu của nhiều doanh nghiệp sản xuất, nhưng điều đáng ghi nhớ là, trong nhiều trường hợp, cả CMM và hệ thống thăm dò liên quan của chúng đều không được sử dụng hết mức, vì vậy tiềm năng tăng thông lượng và làm nhiều hơn với CMM là đáng kể. Ngoài ra, CMM đã là thiết bị đo lường có tính linh hoạt cao và có phạm vi rộng lớn để phát triển tính linh hoạt và hiệu suất đó hơn nữa, nhằm cung cấp các hệ thống đáp ứng nhu cầu của ngành. Ưu điểm lớn là CMM là một nền tảng mạnh mẽ và ổn định đã được tích hợp trong các quy trình sản xuất, nơi mà sự thay đổi cơ bản có rủi ro cao và lợi tức đầu tư vốn là điều tối quan trọng. Tiện ích ngày càng tăng mà các CMM đa cảm biến hiện đại ngày nay cung cấp mang đến cho người dùng khả năng kiểm tra hợp nhất yêu cầu dấu chân, điều này có lợi ích bổ sung là yêu cầu định tuyến bộ phận ít hơn, tạo ra ít cơ hội hơn cho bộ phận bị hư hỏng. Thật vậy, một số bổ sung cảm biến cho CMM hiện cung cấp khả năng tự động kiểm tra mà trước đây tốn nhiều công sức và không thể kiểm tra được sau sự kiện, chẳng hạn như hoàn thiện bề mặt.

Có vẻ như công nghệ cảm biến tiên tiến sẽ đi đầu trong tất cả các giải pháp đo lường trong tương lai. Bạn có thấy trước các cảm biến và phần mềm hợp nhất thành một sản phẩm duy nhất có thể phân phối thay vì các thành phần riêng lẻ còn lại của một giải pháp không?

Phần mềm cho phép khai thác toàn bộ khả năng của cảm biến là điều cần thiết. Nhưng điều quan trọng là các cảm biến phải được tích hợp với phần mềm đo lường từ nhiều nhà xây dựng CMM, để mỗi nhà xây dựng có thể sở hữu toàn bộ dịch vụ và hỗ trợ của khách hàng. Vì lý do chính đáng, các nhà sản xuất không muốn tìm hiểu phần mềm mới cho từng loại cảm biến mới.

Điều đó nói rằng, sẽ không hợp lý nếu mong đợi người dùng CMM trở thành chuyên gia về các sắc thái của nhiều cảm biến khác nhau; tùy thuộc vào các nhà cung cấp cảm biến, chẳng hạn như Renishaw, để đảm bảo rằng các cảm biến mới có thể được sử dụng theo cách quen thuộc với người dùng hiện tại. Ví dụ: người dùng không cần phải có kỹ năng tính toán dữ liệu/hiệu chuẩn của từng loại cảm biến; họ cần điều đó được chăm sóc bởi nhà cung cấp đầu dò. Và lập trình và lập kế hoạch cho việc sử dụng các cảm biến khác nhau cần phải được thực hiện trực quan nhất có thể. Ví dụ: lập trình đầu dò quét để quét từng cánh của IBR (rôto có cánh tích hợp)là một nhiệm vụ phức tạp, nhưng với việc sử dụng các công cụ lập kế hoạch tự động tạo mã DMIS, quy trình này có thể được đơn giản hóa đáng kể. Tương tự, khi nói đến phân tích và báo cáo, mỗi cảm biến sẽ tạo ra các báo cáo và lưu trữ dữ liệu tương tự và quen thuộc.

Renishaw đã đi tiên phong trong các phép đo CMM 5 trục và quét xúc giác tiên tiến. Bạn có thấy CMM đa cảm biến kết hợp các công nghệ ánh sáng xúc giác, quang học và cấu trúc trở thành CMM phổ quát của tương lai không?

Vâng, việc cung cấp đa cảm biến đang ngày càng thu hút được nhiều sự chú ý trên thị trường. Một phần của điều này là tính linh hoạt để chọn cảm biến tối ưu cho các tính năng của bộ phận cụ thể chứ không chỉ cho toàn bộ bộ phận. Ngoài ra, chúng tôi thấy các cảm biến này tăng thêm giá trị cho đề xuất của CMM, do đó tăng giá trị và ROI của nó cho nhà sản xuất. Ví dụ: việc thêm khả năng đo kết cấu bề mặt vào CMM có thể khiến các thiết bị khác trở nên dư thừa. Nó khá giống với vô số chức năng mà điện thoại thông minh cung cấp ngoài khả năng thực hiện cuộc gọi.

Cuối cùng, khả năng đa cảm biến, chuyển động 5 trục và khả năng định vị vô hạn của các hệ thống CMM của Renishaw mang lại sự linh hoạt để thích ứng với nhu cầu của các bộ phận và quy trình sản xuất đa dạng với tốc độ và khả năng cao hơn.

Như bạn mong đợi, chúng tôi có nhiều cảm biến hơn đang được phát triển, điều này sẽ mở rộng khái niệm này hơn nữa.

Rô-bốt công nghiệp 6 trục đang thu thập động lực như một thiết bị mang cảm biến đo lường mặc dù về bản chất không phải là một thiết bị chính xác. Với tư cách là nhà phát triển rô bốt y tế có độ chính xác cao, chúng ta có thể thấy sự xuất hiện của rô bốt đo lường chuyên dụng có độ chính xác cao hơn trong những năm tới và quá trình chuyển đổi CMM cartesian sang thiết bị nhiều trục.

Vâng, có vẻ hợp lý khi cho rằng việc định vị robot sẽ chỉ được cải thiện; và Renishaw cung cấp một số yếu tố cần thiết để kích hoạt tính năng này (ví dụ: bộ mã hóa và thiết bị hiệu chuẩn). Liệu những CMM này có thay thế các CMM như vậy hay không là điều đáng nghi ngờ do các con số chính xác tương đối mà cả hai công nghệ đang cung cấp ngày nay; Tuy nhiên, chúng tôi sẽ tiếp tục theo dõi ngắn gọn!

Renishaw đi đầu trong lĩnh vực Sản xuất bồi đắp. CMM có vai trò hỗ trợ công nghệ sản xuất thế hệ tiếp theo này không? Nếu không thì Chụp cắt lớp điện toán là giải pháp hay CT đa cảm biến?

Không còn nghi ngờ gì nữa, CT cung cấp một tùy chọn đáng tin cậy để giải quyết một số thách thức do AM đưa ra, tức là các tính năng bên trong không thể tiếp cận được sau khi bộ phận đã được chế tạo hoàn chỉnh. Tuy nhiên, chúng đi kèm với một hình phạt về thời gian chu kỳ và chi phí vốn . Renishaw đã phát triển InfiniAM Spectral , các cảm biến và công cụ phần mềm được sử dụng để giám sát chất lượng bộ phận trong suốt quá trình xây dựng AM. Điều này đảm bảo rằng quy trình được kiểm soát tốt, giảm yêu cầu kiểm tra sau sản xuất. Điều này đặc biệt quan trọng khi AM ngày càng trở nên hiệu quả hơn, chẳng hạn như RenAM 500Qcó bốn tia laser. Khi sản lượng tăng lên, việc kiểm tra và đảm bảo chất lượng hiệu quả về thời gian và chi phí sẽ ngày càng quan trọng. Ngoài ra, hầu hết các bộ phận được sản xuất đắp dần sau đó được gia công để đạt được dung sai chặt chẽ cần thiết cho các bề mặt bịt kín, v.v. và đối với những điều này, CT ngày nay sẽ không mang lại độ chính xác thỏa đáng nên CMM vẫn sẽ được sử dụng để xác minh các khía cạnh này. Một số hệ thống CT đa cảm biến có sẵn trênthị trường và mặc dù họ có thể được kiểm tra cả các lỗ hổng bên trong cũng như dung sai chặt chẽ bên ngoài, nhưng họ sẽ tiêu tốn thời gian quý báu cho một tài sản rất đắt tiền trong khi kiểm tra ở chế độ xúc giác. Cuối cùng, rõ ràng là chúng tôi có liên quan mật thiết đến những thách thức mà quá trình sản xuất đắp lớp đặt ra về mặt đảm bảo chất lượng và do đó, chúng tôi có thêm các cảm biến CMM (REVO) đang được phát triển sẽ giúp ích ở đây.

Để biết thêm thông tin: www.renishaw.com