Wat maakt het VMM-systeem de aangewezen keuze voor productie met veel variatie en lage volumes?

De productie is tegenwoordig zeer anders dan 20 jaar geleden. Het is nu zeldzaam om maandenlang hetzelfde onderdeel op een productielijn te produceren. Er is nu een constante stroom aan orders en de productie is veel diverser. Op een dag kan de opdracht bestaan uit een partij precisiebeugels, de volgende dag uit een serie kunststof behuizingen en de dag erna uit een set aangepaste componenten voor een prototype. Deze constante variatie wordt omschreven als ‘high mix, low volume’-productie en brengt een unieke reeks uitdagingen met zich mee voor kwaliteitsinspectie.

Oudere, traditionele meetinstrumenten zijn gebaseerd op het principe van herhaalbaarheid. Ze zijn zeer effectief bij repetitieve taken, waarbij steeds hetzelfde wordt gemeten. Maar variatie is het tegenovergestelde van herhaalbaarheid. Wanneer elke opdracht anders is, hebt u meetinstrumenten nodig die zijn ontworpen voor snelle aanpassing en u niet straffen bij het wisselen tussen verschillende onderdelen. Hierin onderscheidt de VMM, of video-meetmachine, zich.

Het meetprobleem in omgevingen met een hoge productmix

Beginnend met omgevingen met een hoge productmix en lage volumes, zien we de realiteit op de werkvloer. Operators moeten voortdurend van taak wisselen terwijl ze zich richten op verschillende componenten. Elk component heeft een eigen vorm, kritieke kenmerken en inspectievereisten. Met handmatige meetinstrumenten zoals schuifmaatstokken en micrometers is elk nieuw onderdeel een nieuwe leerervaring. Ze moeten leren waar ze moeten meten, hoe ze het onderdeel moeten vasthouden en hoe ze de meetgegevens moeten documenteren. Stel je voor dat je dit voor tien, twintig verschillende werkopdrachten per week moet doen. Het is een grote, inefficiënte tijdverspilling.

CMM’s, ofwel coördinatenmeetmachines, zijn uiterst nauwkeurig, maar hebben ook nadelen die in overweging moeten worden genomen. Bij bijna elk nieuw onderdeel moet een speciale opspanvorning worden gebouwd om het onderdeel vast te houden. Daarnaast is tijd nodig voor het programmeren van het onderdeel. Bij kleine productiebatchen zal de insteltijd waarschijnlijk langer zijn dan de tijd die wordt besteed aan het inspecteren van het onderdeel. En gezien de vele verschillende taken die u gedurende de maand uitvoert, is dit geen zeer duurzame methode.

In deze sector hechten fabrikanten waarde aan meetinstrumenten die geen overhead vereisen bij de installatie. Ze willen van de ene taak naar de andere kunnen overstappen zonder uren te moeten besteden aan het instellen van malen, opspanvorningen en programmeren. Videomeetmachines brengen een revolutie teweeg in dit proces.

Wacht minder, meet meer

Meetvideoapparaten (VMM’s) hebben een groter voordeel ten opzichte van CMM’s (gecomputeriseerde meetmachines), omdat ze geen fysieke fixtures vereisen. Traditionele tastsonde-CMM’s moeten precies weten waar het onderdeel zich in de ruimte bevindt. Dat betekent meestal dat het onderdeel stevig moet worden vastgezet of in een op maat gemaakte houder geplaatst moet worden. Bij kleine productielopen kan de tijd die nodig is om die houder te ontwerpen en te maken, langer duren dan het inspectieproces zelf.

VMM’s werken anders. Ze maken gebruik van een optische meetmethode (OM). U plaatst het onderdeel eenvoudig op het meetplatform. Zodra de camera een afbeelding van het onderdeel maakt, detecteert de software onmiddellijk de positie van het onderdeel. U hoeft het niet vast te klemmen of een op maat gemaakte houder te bouwen. Dat is alles. U plaatst het onderdeel neer en voert de meting uit. Deze soort flexibiliteit — het vermogen om onderdelen te meten zonder de overhead van een voorbereidende instelling — bespaart veel tijd. In feite vermindert dit de knelpuntvorming bij inspectie en brengt het de inspectie in lijn met de productiestroom.

Snelle programmering voor wisselende componenten

Een extra uitdaging bij productie met een grote variatie in onderdelen is programmeren. Bij traditionele CMM's is het programmeren van een meetprocedure voor een nieuw onderdeel enigszins een kunstvorm. U moet het coördinatensysteem instellen, de meetlocaties bepalen en de meetprocedures definiëren. Voor een onderdeel dat tien keer wordt geproduceerd, lijkt het programmeren daarvan een onevenredige inspanning.

Videometende machines elimineren deze inspanning. Hun software is ontworpen om gebruiksvriendelijk te zijn. Gebruikers kunnen meetprocedures in een klein aantal muisklikken opbouwen via de kenmerken. De software beschikt ook over automatisch meten voor basisgeometrische vormen, wat betekent dat een nieuw onderdeel met complexe geometrie snel kan worden geïnspecteerd zonder handmatige programmeerinspanning. De softwaregebruiker richt zich op het meten en niet op het programmeren van de software.

Omgaan met verschillende onderdeelafmetingen

Bij productie met een grote variatie in onderdelen is het moeilijk om te voorspellen welk onderdeel als volgende wordt geproduceerd. Het kan een klein onderdeel zijn, bijvoorbeeld een connector die tussen de vingers kan worden gehouden, of een groot onderdeel, bijvoorbeeld een behuizing die meerdere inches lang is. Een goede meettool is in staat om beide uitersten aan te kunnen en toch nauwkeurig te blijven.

Videomeetmachines zijn ontworpen met deze flexibiliteit in gedachten. Ze zijn voorzien van tafels die geschikt zijn voor alle afmetingen. Hun zoomoptisch systeem maakt het mogelijk om zowel details duidelijk als grotere kenmerken scherp te zien. Sommige modellen beschikken zelfs over een dubbel vergrotingssysteem met zowel een breed bereik als een hoge resolutie in één configuratie. Dit betekent dat men geen aparte machines nodig heeft voor kleine en grote onderdelen: één VMM doet het allemaal. Voor een werkplaats met veel variatie is dit een praktisch voordeel.

Betrouwbare precisie zonder de noodzaak van constante hercalibratie

Ongeacht het gebruikte meetinstrument en de meettechniek is nauwkeurigheid van het grootste belang. In omgevingen met een grote variatie aan producten kunnen de te meten onderdelen bestaan uit verschillende en wisselende materialen, bijvoorbeeld metaal, kunststof en rubber. Elk van deze materialen heeft een unieke interactie met meetinstrumenten. Aanraaksondes kunnen materialen zoals rubber vervormen, terwijl handmatige meting wordt beïnvloed door het vaardigheidsniveau en de vermoeidheid van de operator.

Meten door vergroting raakt het onderdeel evenmin aan, maar maakt in plaats daarvan gebruik van licht en camera's met hoge resolutie. Dat betekent consistente resultaten, of het nu gehard staal of zacht plastic betreft. Geen afwijking van de meetpunt, geen vervorming en geen variatie door de operator. Zodra de machine is geijkt, behoudt deze die nauwkeurigheid, aangezien de variatie die wordt veroorzaakt door zachte of harde onderdelen vrijwel is geëlimineerd. Deze consistentie is essentieel wanneer u producten vervaardigt voor veeleisende sectoren zoals lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie of medische apparatuur. Het versterkt het vertrouwen in uw kwaliteitsgegevens.

Productieomgeving: meten door vergroting, praktijkvoorbeelden.

De waarde is niet alleen theoretisch, maar ook praktisch, in handen van de gebruikers. Een klant verklaarde dat het hun kwaliteitscontroleapparaat veranderde. Ze zeiden dat het de inspectietijd met 40 procent verminderde, terwijl de nauwkeurigheid nog steeds hoog blijft. Een andere klant merkte op dat het apparaat zowel kleine onderdelen als grote werkstukken uitstekend verwerkt, zonder afbreuk aan de nauwkeurigheid. Deze hoge mixcapaciteit is precies wat zij zochten.

Winkelhouders vertellen u dat tijd de meest kritieke bron is in hun bedrijf. Elk hulpmiddel dat de insteltijd minimaliseert, het programmeren vereenvoudigt en consistente en betrouwbare resultaten oplevert, is onbetaalbaar. Dit is de voornaamste reden waarom winkelhouders zich richten op videometingstechnologie.

Ontworpen voor veelzijdigheid.

Flexibiliteit is fundamenteel voor videometingstechnologieën, en dat is wat ze zo nuttig maakt. Dankzij hun ontwerp hoeft u niet miljoenen iteraties van dezelfde monster te uitvoeren. U hoeft geen onnodige tijd te besteden aan programmeren en u hoeft geen speciale hulpmiddelen (jigs) op maat te bouwen voor elke taak. U kunt het monster plaatsen, de meting uitvoeren en vervolgens doorgaan naar het volgende monster. Deze schijnbare eenvoud is het resultaat van geavanceerde optische techniek en intelligente software die het grootste deel van de saaie taken op zich neemt.

Flexibiliteit is voor bedrijven die produceren in een high-mix low-volume-productieomgeving geen luxe, maar een fundamentele vereiste. Het stelt hen in staat om een breder scala aan werk aan te nemen, adequaat te reageren op wisselende klantvraag en een consistente kwaliteit te behouden.

Conclusie

De trend naar productie met een grote variëteit aan producten in kleine volumes verdwijnt niet. Integendeel, deze trend wordt steeds meer de norm in de productie. Werkplaatsen die in deze omgeving bloeien, zijn diegene die investeren in aanpasbare oplossingen. Een video-meetmachine is een uitstekend voorbeeld hiervan. Deze elimineert de behoefte aan tijdrovende opspanning. Het programmeren ervan is eenvoudig. De machine kan onderdelen van alle afmetingen verwerken. En tenslotte is de machine betrouwbaar: hij levert dezelfde nauwkeurigheid op verschillende materialen, zelfs bij onderdelen met uiteenlopende geometrieën.

Voor moderne productiebedrijven gaat de functionaliteit van de VMM verder dan die van een eenvoudig meetinstrument. Het is een flexibel systeem dat uw kwaliteitsniveau waarborgt en u in staat stelt naadloos over te schakelen tussen verschillende productietaken. Om deze redenen wordt de VMM sterk aanbevolen voor productietaken met een grote variëteit aan producten in kleine volumes.