Inline metrologie voorkomt bottlenecks
De traditionele productcontrole (offline meten) gaat gepaard met bottlenecks door de manuele productuitlijningen en bezoekjes aan de kwaliteitscontrolekamer, die heel wat bewerkingstijd kosten. Inline meten – met name op de machine zelf – maakt beide handelingen overbodig en helpt zo tijd winnen om betere producten te maken. Dit verhoogt de efficiëntie en maakt de weg vrij voor een grotere doorvoercapaciteit.
Tijd winnen voor betere producten
Coördinatenmeetmachines (CMM) blijven de hoeksteen van vele kwaliteitsprocessen. Ze kunnen worden voorzien van diverse sensortypes – onder meer tasters die bijkomend (sneller) contactloos kunnen meten. Bovendien kunnen CMM's dicht bij de machines worden geplaatst en worden aangevuld met automatische aanvoersystemen voor een verdere productiviteitsboost.
Meten op de bewerkingsmachine brengt het concept van inline metingen nog dichter bij de productie. Deze aanpak kan kostbare tijd besparen door tijdrovende manuele productaanpassingen en heen- en weergeloop tussen de productiehal en de afdeling kwaliteitscontrole te voorkomen. Die leiden immers tot bottlenecks en machinestilstand.
Door een kleine hoeveelheid tijd te investeren in inline metingen, krijgen fabrikanten meer tijd om betere producten te maken, wat de efficiëntie verhoogt en de weg vrijmaakt voor een grotere doorvoercapaciteit.
Inline machinemeting
Een van de redenen waarom de vraag naar inline meten toeneemt, is dat nauwkeurig instellen van gereedschappen en productuitlijning cruciale elementen blijven bij machinale bewerking en fabrikanten productiegegevens eerder in het productieproces willen gebruiken.
Ze willen ook zoveel mogelijk processen automatiseren om de kans op fouten te verkleinen. Nieuwere technologieën op dit gebied, zoals laserscanners voor in de machine, helpen de tijd die besteed wordt aan dagelijkse productuitlijning en gereedschapinstelling te verminderen en problemen op te lossen voordat ze te hoog oplopen.
Van oudsher worden meettasters voor bewerkingsmachines vooral gebruikt om het nulpunt van werkstukken in te stellen en deze binnen bewerkingsmachines uit te lijnen voor veilig en nauwkeurig bewerken. Het bepalen van het nulpunt was en is nog steeds een standaardgebruik van inline tastertechnologie voor de meeste bewerkingsmachines en blijft de kernfunctie van alle standaard tastersystemen.
Recente technologische ontwikkelingen, zoals laserscanners die oppervlaktegegevens verzamelen en ultrasone tasters die wanddiktegegevens verzamelen, maken het echter mogelijk om snel waardevolle meetgegevens direct vanaf de bewerkingsmachine te verzamelen.
Dit complete beeld van een product maakt de weg vrij voor geavanceerde ontwerp-naar-productieworkflows, omdat het te correleren is met CAD, CAM en productieplanningsgegevens om feedback te geven aan softwaretools, en in sommige gevallen automatisch een machinebesturingsprogramma te corrigeren bij gereedschapsslijtage of fouten.
Uitgelicht: ZSM Zertz + Scheid Maschinenbau- und Handels GmbH
Dankzij inline metingen met een combinatie van schakelende meettasters en metrologiesoftware kon ZSM Zertz + Scheid Maschinenbau- und Handels GmbH uit Duitsland nieuwe klanten aantrekken, deels omdat het nu beter in staat is om automatisch inline meetgegevens vast te leggen.
Het bedrijf, dat neuswielen produceert voor de Airbus A320, gebruikt meettasters in de machine voor nulpuntsbepaling voor de aanvang, en om tussen de bewerkingen door data over de instellingen en componenten op te slaan.
De klanten van het bedrijf vragen steeds vaker om geïntegreerde kwaliteitsborging, inclusief documentatie van instelgegevens en bewerkingsresultaten voor elk werkstuk. Als antwoord hierop implementeerde ZSM metingen op de machine voor en tussen bewerkingen, waardoor het bedrijf de productie-efficiëntie kon verhogen, de documentatie kon vereenvoudigen en minder van zijn dure, moeilijk te vervangen materialen hoefde weg te gooien.
Inline metingen van vrije oppervlakken, hellende ruimtelijke geometrieën en contourpunten op de gesmede vormstukken voor het Airbus neuswiel helpen het bedrijf om snel nauwkeurige nulpunten te bepalen voor nauwkeurigere bewerkingen.
Het verzamelen van documentatiegegevens, waaronder instelwaarden voor secundaire processen, is ook een integraal onderdeel van de productie van luchtvaartonderdelen. Meettasters op de machine zelf maakt zowel manuele metingen als databerekeningen overbodig, omdat ZSM belangrijke productdata automatisch kan overdragen in het gewenste formaat.
Inline gereedschapinstelling en kwaliteitsfeedback
Door de lengte en radius van het snijgereedschap direct op de machine te meten, kunnen fabrikanten de informatie verzamelen die nodig is om sneller producten te maken zonder aan kwaliteit in te boeten.
Inline verzamelde gereedschapsdata kunnen automatisch naar de machinebesturing worden gestuurd, die voor de aanpassingen zorgt. Systematische controles op kapotte gereedschappen of normale slijtage helpen om problemen snel op te merken en de juiste offsets te voorzien voor gereedschappen, of maattoleranties voor de diameters en lengtes van de snijgereedschappen, vóórdat onderdelen buiten tolerantie vallen.
Geautomatiseerd meten toegankelijker, efficiënter en betrouwbaarder
Een andere optie is het gebruik van een kwaliteitsfeedbackloop om gereedschapcorrecties automatisch uit te voeren. Dit verloopt via de implementatie van software voor statistische procesbesturing die kwaliteitstrends in de loop van de tijd registreert en voorspelt wanneer onderdelen buiten tolerantie zullen vallen.
De software is ideaal voor massaproductie en communiceert rechtstreeks met CNC-besturingen (Computer Numerical Control) om automatisch offsetaanpassingen uit te voeren.
Dankzij deze mogelijkheid om standaard gereedschapsslijtage in rekening te brengen zonder menselijke tussenkomst, hoeven operators niet zelf te bepalen wanneer ze moeten offsetten en hoe groot die offsets moeten zijn. Zonder een geautomatiseerde feedbacklus moeten operators meetdata interpreteren en naar eigen inzicht manuele ingrepen doen bij de machinebesturing.
Uitgelicht: BOOSTER Precision Components GmbH
BOOSTER Precision Components GmbH produceert in Duitsland, Mexico en China compressorwielen voor turboladers en andere componenten waarbij een hoge nauwkeurigheid cruciaal is. Het compressorwiel, essentieel in de turbo, comprimeert lucht binnen het verbrandingsproces.
De implementatie van statistische procescontrolesoftware op 34 draaibanken reduceerde het aantal afgekeurde onderdelen met 20 procent, en zorgde voor een 15% grotere beschikbaarheid van operators om taken uit te voeren die niets te maken hebben met gereedschapcorrecties. Het bedrijf verminderde ook de benodigde hoeveelheid arbeid voor kwaliteitscontrole, stabiliseerde de productieprocessen en vergrootte de procesmogelijkheden.
Door het creëren van een geautomatiseerde feedbacklus en een proces voor het aanpassen van de gereedschappen, verminderde BOOSTER de machinestilstandtijd te wijten aan gereedschapswissels, waardoor de totale effectiviteit van de apparatuur (OEE) van de draaibanken toenam.
Het juiste gereedschap kiezen
Traditionele meettasters verschillen in grootte, nauwkeurigheid, overbrenging en andere elementen waarmee rekening gehouden moet worden, afhankelijk van de machine- en productievereisten.
Hoewel de kwaliteit van producten afhangt van diverse invloeden, onder meer de nauwkeurigheid van de machines die gebruikt worden om het product te maken, dient men voor een optimale kwaliteit rekening te houden met diverse factoren.
Laserscanners
Laserscanners kunnen snel veel data verzamelen door puntenwolken te creëren, direct vanuit de machineklemming. Met scanners kunnen gebruikers snel inzicht krijgen in de algehele productkwaliteit en dure crashes of defecten voorkomen zonder dat ze onderdelen naar externe apparaten hoeven te verplaatsen.
Ultrasone tasters
Ultrasone tasters kunnen veel tijd besparen door de vele stappen te vervangen die nodig zijn om de wanddikte van grote werkstukken handmatig en extern te meten, omdat met ultrasone technologie in de machine dit proces direct door de machine kan worden uitgevoerd.
Temperatuursondes
Vooral bij het bewerken van grote, onbewerkte onderdelen die vaak worden opgeslagen in koude magazijnen of zelfs buiten, mag de productie pas beginnen als het werkstuk binnen een gespecificeerd temperatuurbereik is. Fabrikanten kunnen dit probleem oplossen door een temperatuursonde te gebruiken om de materiaaltemperatuur te controleren voordat de productie wordt gestart.
Temperatuursensoren helpen ook om werkstukken tussen bewerkingen door te controleren om er zeker van te zijn dat deze niet oververhit raken tijdens de productie. Metaal kan dan immers vervormen of een aantal ongewenste eigenschappen vertonen, dus snijbewerkingen mogen alleen uitgevoerd worden als de materiaaltemperatuur binnen een ideaal temperatuurbereik ligt. Temperatuurmeting om hittetoleranties te controleren is vooral nuttig voor fabrikanten die motorblokken produceren.
Talloze technologieën voor versnelde productie met gewaarborgde kwaliteit
Fabrikanten kunnen hun productie transformeren door de juiste meettechnologieën aan te passen aan hun specifieke wensen en eisen. Dankzij multisensortechnologie kunnen meerdere meetapparaten worden gebruikt zonder vervanging van de ontvanger. Dit is vooral handig om stilstand van machines te beperken en gegevens effectief aan het werk te zetten.
Ongeacht de toepassing of bedrijfstak kunnen fabrikanten profiteren van het onderzoeken van de reeks inline inspectietechnologieën die tegenwoordig beschikbaar zijn en die veel verder gaan dan traditionele tasters. Van multisensoropties tot geautomatiseerde productlading en statistische procescontrole, er zijn talloze technologieën beschikbaar die fabrikanten helpen om de productie te versnellen en tegelijkertijd de kwaliteit te waarborgen.
PRECISION EXPERIENCE CENTER BENELUX
BRAINPORT INDUSTRIES CAMPUS – CLUSTER 1
5657 BX EINDHOVEN
+31621119185
contact.nl@hexagon.com
www.hexagonMI.com
