Производственные и технологические процессы на предприятиях стремительно меняются из-за влияния Индустрии 4.0 и появления "умных" фабрик. Ключевые факторы трансформации – точные и надёжные измерения, которые на протяжении многих лет обеспечивают координатно-измерительные машины (КИМ) с ЧПУ. Однако концепция «Умной фабрики», основанная на взаимосвязанных системах, анализе данных в режиме реального времени и автоматизации процессов, стимулирует технологии КИМ к дальнейшему развитию.
В статье мы расскажем о современном состоянии технологии контроля геометрии с помощью координатно-измерительных машин (КИМ) с ЧПУ, новых тенденциях, определяющих будущее отрасли, и покажем, как эти достижения обеспечивают плавную интеграцию в экосистему Smart Factory.
Основа точности производства
КИМ с ЧПУ уже давно являются эталоном в области 3Д контроля геометрии. Они выполняют высокоточные измерения сложных деталей, гарантируя соблюдение проектных требований и стандартов качества. Традиционные координатно-измерительные машины с ЧПУ, использующие контактные измерительные датчики, десятилетиями помогали контролировать соответствие продукции требованиям и выполнять реверс-инжиниринг в самых разных отраслях — от аэрокосмической и автомобилестроения до производства медицинского оборудования и электроники.
За последние годы КИМ значительно улучшились:
- Повышение точности и скорости
Производители постоянно совершенствуют механику КИМ, сенсорику и программные алгоритмы. Это повышает точность измерений и ускоряет сбор данных, что крайне важно для удовлетворения высоких требований к пропускной способности производственных линий. - Передовая сенсорика
Помимо контактно-триггерных датчиков, КИМ с ЧПУ теперь используют различные контактные и бесконтактные технологии: современные контактные 3-осевые и 5-осевые сканирующие датчики, оптические датчики, лазерные сканеры, датчики шероховатости и системы технического зрения. Эти технологии позволяют бесконтактно измерить тонкостенные элементы или сложные геометрические формы, что значительно ускоряет и делает комплексным процесс сбора данных о контролируемом объекте. - Усовершенствования метрологического ПО
Комплексные пакеты программного обеспечения для контроля – неотъемлемая часть работы координатно-измерительных машин нового поколения. Они облегчают процесс написания управляющих программ для контроля, анализа данных, создания отчетов и интеграции с системами CAD/CAM. Эти программные средства становятся более мощными благодаря автоматизированным процедурам измерений, 3D-визуализации, интеграции в PLM систему предприятия и анализу технологических процессов. - Мультисенсорные возможности
Интеграция нескольких измерительных датчиков на одной платформе КИМ обеспечивает более комплексный подход к измерениям. Комбинирование контактных измерений с оптическим и лазерным сканированием или системами технического зрения позволяет фиксировать более широкий спектр данных об особенностях деталей в рамках единой автоматизированной установки.
Переосмысление роли КИМ с ЧПУ
«Умная фабрика» – новая модель производства, все этапы в которой соединены единой сетью, и данные поступают непрерывно. Это дает возможность контролировать процесс в реальном времени, заранее планировать техническое обслуживание оборудования и гибко управлять ресурсами. Чтобы координатно-измерительные машины не потеряли актуальность, им нужно стать частью общей инфраструктуры «умного производства». Они больше не могут ограничиваться функциями автономных измерительных инструментов. Вместо этого им важно обмениваться данными и взаимодействовать с другими системами.
Несколько ключевых тенденций определяют развитие технологии КИМ с ЧПУ в соответствии с требованиями "умного производства":
- Подключение и интеграция данных
Бесперебойная связь между КИМ с ЧПУ и другими системами критически важна. Она предполагает интеграцию измерительного оборудования с системами производственного программного обеспечения, управления жизненным циклом продукции (PLM) и менеджмента качества (QMS). Стандартизированные коммуникационные протоколы обеспечивают необходимую совместимость при такой интеграции. - Сбор и анализ данных в режиме реального времени
В концепции Smart Factory данные в режиме реального времени необходимы для оптимизации процессов и контроля качества. КИМ должны быстро и эффективно предоставлять данные измерений, обеспечивая немедленную обратную связь с производственным процессом. Это требует повышения скорости сбора данных, а также возможности обрабатывать и анализировать большие массивы данных в режиме реального времени. - Автоматизация и роботизация
Интеграция координатно-измерительных машин с роботизированными системами автоматизирует измерение и сортировку деталей, а также сокращает вмешательство в процесс оператора, увеличивает производительность и улучшает согласованность измерений. Роботизированные манипуляторы могут использоваться для загрузки и выгрузки деталей на рабочий стол КИМ, а также для манипулирования датчиками и сенсорами для решения сложных измерительных задач. - Измерение в процессе производства
Ключевой тенденцией в интеллектуальном производстве является сокращение дистанции между зоной измерений и производственным процессом. Это предполагает внедрение КИМ или специализированных измерительных систем непосредственно в цехе, что обеспечивает обратную связь в режиме реального времени и сокращает время, необходимое для перемещения деталей и проверки их качества. Измерения в процессе производства также могут выявить и исправить отклонения от технологического процесса на ранней стадии, сведя к минимуму количество брака и переналадок. - Технология цифрового двойника
Создание цифрового двойника производственного процесса предполагает моделирование всей производственной системы, включая КИМ. Это оптимизирует стратегии измерения, прогнозирует возможные проблемы и повышает общую эффективность производства.
Адаптация измерительных машин к будущим требованиям производства
Несколько ключевых технологических достижений позволяют современным КИМ с ЧПУ адаптироваться к будущим требованиям интеллектуального производства:
- Передовые сенсорные технологии
Разработка новой сенсорики, таких как датчики шероховатости, гиперспектральной визуализации и усовершенствованные оптические датчики, позволит КИМ собирать более полные данные о геометрии деталей и характеристиках поверхности. Эти датчики формируют представление о свойствах материала, чистоте поверхности и других важных параметрах. - Искусственный интеллект и машинное обучение
Интеграция ИИ и алгоритмов машинного обучения в программное обеспечение координатно-измерительных машин обеспечивает автоматизированный анализ данных, распознавание образов и прогнозирование технического обслуживания. ИИ можно использовать для оптимизации программ измерений, выявления аномалий в полученных данных и прогнозирования потенциальных отказов КИМ. - Интеграция дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR)
Технологии AR и VR улучшат работу КИМ, предоставляя операторам интерактивную визуализацию измерений, дистанционное обучение и отображение данных в режиме реального времени. - Периферийные вычисления
- Обработка данных на границе сети, ближе к КИМ, сокращает время ожидания и улучшает обратную связь в режиме реального времени. Периферийные вычисления ускоряют анализ данных и принятие решений. Это один из решающих факторов в управлении замкнутым циклом в интеллектуальном производстве.
- Подключение к облаку
Подключение КИМ к облачному хранилищу обеспечивает централизованное хранение данных, доступ к ним и их анализ. Это удаленно отслеживает производительность КИМ с ЧПУ, обменивается данными измерений и использует облачные инструменты аналитики.
Интеграция КИМ с ЧПУ в "умные фабрики" открывает перед производителями широкие возможности. Используя передовые технологии и внедряя новые подходы к измерениям, предприятия могут улучшить качество продукции, снизить затраты и ускорить внедрение инноваций. Координатно-измерительные машины, эволюционирующие от автономных инструментов контроля до неотъемлемых компонентов экосистемы Smart Factory, будут продолжать играть решающую роль в формировании будущего производства.
Процесс перехода к полностью интегрированным производственным процессам, управляемым данными, продолжается, и КИМ с ЧПУ готовы стать ключевым фактором этой трансформации.
Компания 3D Control (ООО «3Д К») является эксклюзивным дистрибьютором заводов-производителей современных координатно-измерительных машин с ЧПУ и мультисенсорных измерительных машин с ЧПУ от заводов-производителей Unimetro Precision Machinery Co., Ltd и PMT Technologies (Suzhou) Co., Ltd.
Специалисты 3D Control не только помогут подобрать или разработать индивидуальное решение для любой измерительной задачи, но и осуществят интеграцию измерительного комплекса в производственный процесс, возьмут на себя вопросы технического, гарантийного и послегарантийного обслуживания и ремонта.
Если вы не планируете покупать собственное измерительное оборудование или вам приходится часто менять подход к измерениям, наша компания предлагает воспользоваться лабораторией 3D Control и нашим КИМ с ЧПУ и мультисенсорным машинам в формате метрологического сервиса и коммерческих измерений, а ко всем портативным координатно-измерительным машинам — в виде услуги по аренде измерительного оборудования. Это позволит получить точные результаты без крупных капитальных вложений.
Для получения консультации по измерительному оборудованию, стоимости и условиям поставки, а также предосталяемым услугам свяжитесь с нашим отделом продаж:
- по телефону 8 (800) 201-55-75 (бесплатно по РФ);
- оставив заявку на подбор оборудования на сайте: в чате с сотрудником или через форму для связи.