Почему видеоизмерительная машина (ВИМ) является предпочтительным выбором для производства с высоким разнообразием изделий и небольшими партиями?

Современное производство сильно отличается от того, что было 20 лет назад. Сейчас редко бывает так, чтобы месяцы подряд на поточной линии изготавливали одну и ту же деталь. Сегодня заказы поступают непрерывно, а производство становится значительно более разнообразным. В один день задача может заключаться в изготовлении партии прецизионных кронштейнов, на следующий день — в выпуске пластиковых корпусов, а ещё через день — в производстве комплекта специальных компонентов для прототипа. Такое постоянное разнообразие определяется как производство с высоким ассортиментом и низким объёмом, и оно создаёт уникальный набор вызовов для контроля качества.

Более старые традиционные измерительные инструменты основаны на принципе воспроизводимости. Они весьма эффективны при выполнении повторяющихся операций — измерении одного и того же параметра снова и снова. Однако разнообразие противоположно воспроизводимости. Когда каждая задача уникальна, требуются измерительные инструменты, спроектированные для быстрой адаптации и не наказывающие пользователя за переключение между различными деталями. Именно здесь видеоизмерительные машины (VMM) проявляют свои преимущества.

Проблема измерений в условиях производства с большим разнообразием изделий

Начиная с условий производства с большим разнообразием изделий и низким объёмом выпуска, мы видим реальную ситуацию на производственном участке. Операторы постоянно вынуждены переключаться между различными задачами при работе с разными компонентами. Каждый компонент имеет уникальную форму, критические характеристики и требования к контролю. При использовании ручных инструментов, таких как штангенциркули и микрометры, каждый новый компонент требует освоения новых навыков. Операторам необходимо научиться, где именно проводить измерения, как правильно удерживать деталь и как документировать полученные данные. Представьте, что подобные действия приходится выполнять для десяти, двадцати различных заданий в течение одной недели. Это создаёт значительные потери времени и снижает общую эффективность.

Координатно-измерительные машины (КИМ) отличаются исключительной точностью, однако у них есть и свои недостатки, которые необходимо учитывать. Для почти каждой новой детали потребуется изготовление специального приспособления для её крепления. Кроме того, потребуется время на программирование детали. При небольших партиях деталей время на подготовку оборудования, как правило, превысит время, затраченное на контроль детали. А с учётом разнообразия задач, выполняемых в течение месяца, такой метод не является достаточно устойчивым.

В этой отрасли производители ценят измерительные инструменты, для которых не требуется значительных затрат времени и ресурсов на настройку. Им необходимо быстро переходить от одной задачи к другой, не тратя часы на установку шаблонов, приспособлений и программирование. Видеоизмерительные машины кардинально меняют этот процесс.

Ждите меньше — измеряйте больше

Видеоизмерительные машины (VMM) обладают значительным преимуществом по сравнению с КИМ (координатно-измерительными машинами), поскольку им не требуются физические приспособления. Традиционные КИМ с контактным щупом должны точно знать положение детали в пространстве. Обычно это означает жёсткое закрепление детали или размещение её в специальном держателе. При работе с небольшими сериями времени, затраченного на проектирование и изготовление такого держателя, может потребоваться больше, чем на сам процесс контроля.

Принцип работы VMM отличается. Они используют оптический метод измерения (OM). Достаточно просто поместить деталь на измерительную платформу. Как только камера делает снимок детали, программное обеспечение сразу же определяет её положение. Не требуется зажимать деталь или изготавливать специальный держатель. Всё просто: положили деталь — и приступили к измерению. Такая гибкость — возможность измерять детали без трудоёмкой подготовки — позволяет значительно сэкономить время. Фактически, это устраняет узкое место на этапе контроля и согласует его с общим темпом производства.

Быстрое программирование для замены компонентов

Дополнительной проблемой при производстве изделий с высоким разнообразием является программирование. Для традиционных координатно-измерительных машин (КИМ) создание программы измерения для новой детали — это своего рода искусство. Необходимо задать систему координат, определить точки зондирования и задать последовательность измерений. Если деталь будет изготовлена всего десять раз, программирование выглядит чрезмерно трудоёмким.

Видеоизмерительные машины устраняют эту трудоёмкость. Их программное обеспечение разработано с учётом удобства для пользователя. Пользователи могут создавать измерительные программы за небольшое количество кликов по измеряемым элементам. Программное обеспечение также включает автоматическое измерение базовых геометрических форм, что позволяет быстро проводить контроль новой детали со сложной геометрией без необходимости ручного программирования. Пользователь ПО сосредотачивается на измерении, а не на программировании самого программного обеспечения.

Работа с различными размерами деталей

В производстве с высоким разнообразием изделий сложно предсказать, какая деталь будет изготовлена следующей. Это может быть небольшая деталь, например, разъём, который можно удержать между пальцами, или крупная деталь, например, корпус длиной в несколько дюймов. Хороший измерительный инструмент способен одинаково точно работать в обоих крайних случаях.

Видеоизмерительные машины спроектированы с учётом такой гибкости. Они оснащены столами, подходящими для деталей любого размера. Их оптическая система с переменным увеличением позволяет чётко видеть как мелкие детали, так и крупные элементы. Некоторые модели даже оснащены двухуровневой системой увеличения, обеспечивающей одновременно широкое поле обзора и высокое разрешение в одной конфигурации. Это означает, что не требуется приобретать отдельные машины для измерения мелких и крупных деталей — одна видеоизмерительная машина (VMM) справляется со всеми задачами. Для цеха с большим ассортиментом изделий это представляет собой практическое преимущество.

Надёжная точность без необходимости постоянной повторной калибровки

Независимо от используемого измерительного инструмента и метода измерения, важнейшее значение имеет точность. В условиях производства с высокой номенклатурой детали, подлежащие измерению, могут быть изготовлены из различных и разнородных материалов, например из металла, пластика и резины. Каждый из этих материалов взаимодействует с измерительными инструментами по-своему. Контактные щупы могут деформировать резиновые материалы, тогда как ручные измерения зависят от квалификации и утомлённости оператора.

Измерение с увеличением не требует физического контакта с деталью: измерения выполняются с помощью света и высокоразрешающих камер. Это обеспечивает стабильные результаты как для закалённой стали, так и для мягкого пластика. Отсутствует отклонение щупа, отсутствует деформация детали и отсутствует влияние оператора. После калибровки оборудования его точность сохраняется на постоянном уровне, поскольку вариации, вызванные различной твёрдостью деталей, практически исключаются. Такая стабильность чрезвычайно важна при производстве изделий для требовательных отраслей — таких как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение или производство медицинского оборудования. Она формирует доверие к вашим данным о качестве.

Производственный участок: измерение с увеличением, практические примеры.

Эта ценность не только теоретическая, но и практическая — она проявляется в руках пользователей. Один из клиентов отметил, что это изменило их машину контроля качества: по его словам, время проверки сократилось на 40 %, при этом точность остаётся высокой. Другой клиент сообщил, что станок одинаково хорошо справляется как с мелкими компонентами, так и с крупными заготовками без потери точности. Именно такая способность обрабатывать широкий ассортимент деталей и является для них ключевым требованием.

Владельцы мастерских скажут вам, что время — самый важный ресурс в их бизнесе. Любое решение, которое сокращает время наладки, упрощает программирование и обеспечивает стабильные и надёжные результаты, бесценно. Именно поэтому владельцы мастерских всё чаще переходят на технологию видеоконтроля.

Спроектировано для универсальности.

Гибкость является основополагающим принципом технологий видеометрологии, и именно это делает их столь полезными. Благодаря их конструкции вам не придётся выполнять миллион итераций измерений одного и того же образца. Вам не придётся тратить лишнее время на программирование, и вам не потребуется разрабатывать специальные приспособления для каждой отдельной задачи. Вы сможете просто поместить образец, выполнить измерение и сразу перейти к следующему образцу. Эта кажущаяся простота достигается за счёт передовой оптической инженерии и интеллектуального программного обеспечения, которые берут на себя большую часть рутинных операций.

Для компаний, производящих продукцию в условиях высокой номенклатуры и малых объёмов, гибкость — это не «желательная, но необязательная» черта. Это фундаментальное требование. Она позволяет им принимать более широкий спектр заказов, оперативно реагировать на изменяющийся спрос клиентов и поддерживать стабильно высокое качество продукции.

Заключение

Тенденция к производству широкой номенклатуры изделий малыми партиями никуда не исчезнет. Более того, она становится стандартом в сфере производства. Те цеха, которые преуспевают в таких условиях, — это те, кто инвестирует в адаптируемые решения. Видеоизмерительная машина является ярким примером такого решения. Она устраняет необходимость в трудоёмкой оснастке. Её легко программировать. Она подходит для деталей любого размера. Наконец, она отличается высокой надёжностью. Машина обеспечивает одинаковый уровень точности при измерении различных материалов, в том числе деталей с разнообразной геометрией.

Для современных производственных операций функциональность видеоизмерительной машины (VMM) выходит далеко за рамки простого измерительного инструмента. Это гибкая система, которая гарантирует соблюдение вашего стандарта качества и позволяет бесперебойно переходить от одной задачи к другой. По этим причинам VMM особенно рекомендуется для выполнения заказов с высокой номенклатурой и малыми объёмами.