Xây dựng chiến lược tự động hóa đo lường hiệu quả

Tự động hóa trong thu thập dữ liệu là chìa khóa tiến tới sản xuất thông minh

Trong thời đại Công nghiệp 4.0 hiện nay, các công ty sản xuất đang dần hướng tới các phương pháp sản xuất thông minh, áp dụng tự động hóa trong thu thập dữ liệu. Điều này khiến độ chính xác của dữ liệu, tốc độ thu thập dữ liệu nhanh hơn và chính chính xác hơn.

Đối với công việc kiểm tra và kiểm soát chất lượng dựa trên đo lường, việc thu thập và xử lý dữ liệu tự động tốc độ cao có thể cải thiện sự phát triển sản phẩm, sản lượng và hiệu quả kiểm soát chất lượng.

 

Máy quét 3D ánh sáng xanh ATOS 5 Airfoil được thiết kế với những đặc tính phù hợp với các ngành hàng không vũ trụ, kinh doanh ẩm thực và năng lượng.

 

Bằng cách loại bỏ các quy trình không cần thiết làm chậm quá trình sản xuất, hệ thống kiểm tra 3D tự động cung cấp một phương pháp hữu ích để nhanh chóng thu thập dữ liệu chất lượng cao nhằm hỗ trợ các ứng dụng hạ nguồn. Joshua Old, giám đốc kỹ thuật, CAPTURE 3D, một Công ty thuộc ZEISS, Santa Ana, Calif, cho biết: “Với công nghệ này, mọi người sẽ có dữ liệu cần thiết để đưa ra quyết định chính xác, đó là lý do tại sao khoảng 60% dự án khách hàng của chúng tôi đều bao gồm tự động hóa.

 

Ngoài ra, các giải pháp tự động cũng cải thiện hiệu suất vì chúng truyền thông tin thông qua tập lệnh đến các nền tảng MES. Một số giải pháp, chẳng hạn như ATOS ScanBox BPS (hệ thống xử lý hàng loạt), cần rất ít sự can thiệp của người vận hành. Ví dụ, một chu kỳ làm việc trong khoảng 8 hoặc 12 tiếng có thể chạy qua đêm và vào buổi sáng, các báo cáo kiểm tra và mô hình kỹ thuật số đều đã sẵn sàng nhờ giải pháp thay mẫu tự động. Với cách tiếp cận thông minh này, dữ liệu được xử lý nhanh chóng và thuận tiện cho việc sản xuất qua đêm.

 

Việc chú ý đến các thiết bị, phụ kiện và phần mềm đo lường mới được công bố luôn hữu ích. Các tính năng mới giải quyết nhiều trở ngại trong sản xuất, chẳng hạn như nhanh chóng cải thiện xuất lượng, giảm chu kỳ lặp lại, tạo môi trường giao tiếp minh bạch và giảm chi phí tổng thể để tăng trưởng bền vững. Theo Old. “Khi chọn thiết lập đo lường tối ưu, lời khuyên tốt nhất là hãy cân nhắc các yêu cầu ứng dụng cụ thể của bạn.”

 

Đa dạng hoá các chi tiết với tính năng tạo mẫu

 

Tạo mẫu bao gồm việc chế tạo nhiều hình dạng và kích thước bộ phận khác nhau, bất kỳ lúc nào. Miễn là bạn có thể quét bề mặt của một bộ phận để tạo ra dữ liệu có độ phân giải cao, thì không có giới hạn về kích thước của bộ phận mà bạn có thể số hóa. Với một máy quét 3D linh hoạt, bạn có thể quét từ các chi tiết nhỏ như các rãnh của dấu vân tay cho đến một thứ đó lớn như toàn bộ máy bay C130. Máy quét 3D với khả năng thay đổi vùng đo cho phép người dùng thay đổi thấu kính một cách nhanh chóng, mang lại lợi thế đáng kể tùy thuộc vào kích thước bộ phận và các chi tiết nhỏ nhất cần kiểm tra.

 

 

Hệ thống quét và kiểm tra 3D bằng robot tự động ATOS ScanBox có thể quét toàn bộ quy trình từ công cụ đến các bộ phận được sản xuất, tạo ra một dữ liệu kỹ thuật số. 

 

Có nhiều lợi ích khi sử dụng máy quét 3D tiêu chuẩn công nghiệp và phần mềm đo lường 3D cho các ứng dụng in 3D. Ví dụ: cong vênh là một vấn đề phổ biến trong in 3D. Nguyên nhân cong vênh có thể do vật liệu được sử dụng, quy trình in, hình dạng bộ phận, người sử dụng hoặc các yếu tố khác. Việc sửa đổi độ cong trong tệp CAD là không hề dễ dàng. Phần mềm GOM, cung cấp giải pháp cho vấn đề này nhờ một công cụ bù trừ độ cong bằng cách điều chỉnh CAD dựa trên mẫu in đầu tiên.

 

“Các cách khác mà công nghệ của chúng tôi giúp in 3D tốt hơn là cho phép kiểm soát quy trình chuyên sâu với quyền truy cập nhiều hơn vào dữ liệu chi tiết ở bất kỳ giai đoạn nào trong quy trình, kiểm tra hình dạng và kích thước toàn diện để phát hiện độ dày vật liệu, vết chìm, độ lệch hình học và ứng suất dư, ”Old nói thêm. “Dữ liệu từ công nghệ đo 3D ATOS cũng giúp bạn xác định các tùy chọn chỉnh sửa và tối ưu hóa việc phân tích.”

 

Mật độ dữ liệu trong quy trình tạo mẫu là một yếu tố quan trọng khác để xử lý dữ liệu, vì càng nhiều chi tiết của bộ phận được xác định trong dữ liệu quét, thì càng cần ít thời gian để tạo một mô hình vững chắc. Đó là một trong những lý do khiến máy quét 3D ánh sáng xanh trở thành lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng tạo mẫu — chúng xử lý dữ liệu 3D với mật độ điểm cao hơn, giúp xác định các chi tiết quan trọng, bao gồm lỗ, cạnh và bán kính để giúp đảm bảo đo được các biên dạng quan trọng. Điều này giúp rút ngắn thời gian để mọi người có thể in và sản xuất 3D nhanh hơn. Sử dụng máy quét 3D với độ phân giải thấp hơn sẽ thu thập dữ liệu chất lượng thấp, khó hiểu và không đủ rõ ràng để sử dụng trong các quy trình hạ nguồn. “Các bộ phận có dung sai chặt chẽ hơn yêu cầu máy quét có độ phân giải cao hơn để dữ liệu quét phản ánh các chi tiết nhỏ nhất khi đo lường, kiểm tra và hơn thế nữa. Nếu bạn cần hiểu mức chất lượng dữ liệu bạn cần đạt được cho ứng dụng cụ thể của mình, hãy yêu cầu demo một số máy quét 3D khác nhau, ”Old đề xuất. “Nhiều khả năng, bạn sẽ có thể tận mắt quan sát sự khác biệt về chất lượng dữ liệu.”

 

Sự quan trọng của tốc độ trong sản xuất

 

Tốc độ và tính dễ sử dụng là những yêu cầu chính trong sản xuất. Dữ liệu kỹ thuật số có thể được thu thập nhanh như thế nào? Có thiết lập tự động nào giúp tăng xuất lượng và khả năng lặp lại không? GOM Software cung cấp một mô-đun hỗ trợ có tên VMR (Phòng đo ảo), sử dụng các thuật toán để nhanh chóng xác định các đường đo tối ưu cho rô-bốt, nhằm dẫn hướng máy quét một cách an toàn với lập trình trực tuyến và ngoại tuyến dễ dàng. Các nhà sản xuất có thể lưu các thiết lập đo này để kiểm tra trong tương lai nhằm tăng khả năng lặp lại của quy trình.

 

Ngoài tốc độ, độ chính xác, độ lặp lại và tính linh hoạt, tính dễ sử dụng cũng đóng một vai trò quan trọng. Trong sản xuất, thời gian là yếu tố quan trọng để tránh việc tắc nghẽn. Điều quan trọng là phải có công nghệ dễ dàng tiếp cận và có thể sử dụng nhanh chóng.

 

“Ngoài việc giảm thời gian dành cho việc lập trình thiết bị đo lường, việc lựa chọn một công nghệ có đã được kiểm nghiệm và sẵn sàng để triển khai nhanh chóng là rất quan trọng,” Old lưu ý. “Ví dụ, ATOS ScanBox sẽ bao gồm một máy quét 3D ATOS chính xác, một robot Fanuc, Phần mềm GOM với mô-đun VMR, và tất cả những thứ cần thiết đi kèm. Nó là hệ thống kiểm soát trung tâm trong khu vực kiểm tra. ” Việc lập kế hoạch đo lường sẽ diễn ra trong không gian thực tế ảo này, bao gồm lập trình robot và máy quét, chuyển động hướng đi của robot, xác định đường dẫn đo tối ưu và quy trình đo tự động cần thiết để quét chi tiết một cách hiệu quả. Người dùng không cần bất kỳ kinh nghiệm lập trình rô bốt nào trước đây cũng như không cần bất kỳ chuyên môn đặc biệt nào về rô bốt. Sự thân thiện với người dùng này giúp robot dễ tiếp cận hơn đối với các công ty trước đây đắn đo đến việc tăng cường và đào tạo của việc tích hợp tự động hoá.

 

Độ chính xác: Nền tảng của Kiểm soát Chất lượng

 

Độ chính xác của dữ liệu là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần cân nhắc khi lựa chọn máy quét 3D cho kiểm soát chất lượng. Điều này đặc biệt đúng khi làm việc với các ứng dụng có yêu cầu dung sai khắt khe. Dữ liệu chính xác là yếu tố tiên quyết.

 

VMR (Phòng đo ảo) của GOM là một gói phần mềm thông minh mô phỏng và hoạt động như bộ điều khiển trung tâm cho khu vực kiểm tra. 

 

Lựa chọn máy quét 3D có phần mềm thông minh tích hợp với cảm biến, máy ảnh chất lượng cao và thấu kính quang học giúp đảm bảo quy trình đo hiệu quả và mang lại dữ liệu rõ ràng, chất lượng cao. Phần mềm GOM vận hành máy quét 3D ánh sáng xanh ATOS, có chức năng cài đặt độ phơi sáng tự động và thuật toán xử lý STL thông minh tự động dựa trên hình dạng bộ phận thu được, để cung cấp STL có độ trung thực cao.

 

Old nói thêm “Dữ liệu STL có độ phân giải cao này sau đó có thể được nhập vào phần mềm CAD như Geomagic, và vì dữ liệu có độ phân giải cao, thời gian xử lý được giảm đáng kể,”. Phần mềm GOM đi kèm với các tính năng cụ thể cho việc kiểm tra, chẳng hạn như GD&T, phân tích xu hướng, lập bản đồ khuyết tật bề mặt và so sánh biểu đồ màu CAD.

 

Dữ liệu kỹ thuật số cho Hệ sinh thái IoT

 

“Đối với việc triển khai Công nghiệp 4.0, khách hàng của chúng tôi thường chọn máy quét 3D ATOS của chúng tôi vì nó số hóa toàn bộ quy trình từ công cụ gia công cho đến các bộ phận được sản xuất, tạo ra dữ liệu thuật số,” Old nói. Dữ liệu kết quả cung cấp thông tin chi tiết về toàn bộ vòng đời sản phẩm từ thiết kế, phát triển đến sản xuất để có chiến lược sản xuất hiện đại, mở ra nhiều khả năng hơn nữa trong Công nghiệp 4.0.

 

Mô hình kỹ thuật số bao gồm dữ liệu quét 3D chính xác cho phép phân tích lắp ráp kỹ thuật số, cho phép nó được sử dụng với các chi tiết số hóa để xây dựng một bộ phận hoàn chỉnh, không quan trọng vị trí để có thể phân tích hình dạng, độ khớp và chức năng. Quy trình mô phỏng này làm giảm chi phí và tăng tốc thời gian khởi chạy. Nhiều khách hàng của chúng tôi cũng kết nối các giải pháp đo lường 3D của họ với các nền tảng sản xuất để tạo ra một hệ sinh thái cho ​​IIoT thực sự.

 

Ông cho biết, khách hàng của Old thường xuyên chọn từ bộ sưu tập máy quét 3D ánh sáng xanh ATOS 5 vì khả năng số hóa mạnh mẽ, độ phân giải cao và nguồn ánh sáng xanh không có đốm, thu thập tới 12 triệu điểm X-Y-Z chính xác cho mỗi lần quét, với tốc độ lên tới 0,2 giây.

 

Old cho biết: “Trong tương lai gần, chúng tôi sẽ thấy những tiến bộ hơn nữa khi công nghệ này triển khai thêm AI, ML và VR / AR cho bước tiếp theo trong quá trình phát triển kỹ thuật số sản xuất.