Automatizacija mjerenja u CNC proizvodnji

U suvremenoj CNC proizvodnji mjerenje ima važnu ulogu u osiguravanju kvalitete, preciznosti i stabilnosti proizvodnog procesa. Automatizacijom prednamještanja i mjerenja tijekom procesa tvrtke mogu smanjiti mogućnost ljudskih pogrešaka, skratiti vrijeme podešavanja te ranije otkriti odstupanja.

Suvremeni mjerni sustavi omogućuju povezivanje mjernih uređaja, CNC strojeva, robota i softvera u jedinstven proces. Rezultati mjerenja tako više nisu namijenjeni samo kontroli kvalitete, već se mogu izravno koristiti za upravljanje i prilagođavanje proizvodnog procesa.

Rezultat je bolje kontroliran, ponovljiv i učinkovit proizvodni proces koji može funkcionirati uz manje izravnog sudjelovanja operatera.

Prednamještanje i mjerenje tijekom procesa

Mjerenja prije obrade provode se prije početka samog procesa obrade. Koriste se prvenstveno za mjerenje i pripremu alata, elektroda i obradaka. Alat se može izmjeriti izvan CNC stroja, a njegove korekcijske vrijednosti digitalno prenijeti u upravljački sustav. Time se skraćuje vrijeme pripreme i povećava raspoloživost stroja.

Mjerenja tijekom procesa izvode se za vrijeme same obrade. Nakon određene operacije CNC stroj može provjeriti važne dimenzije obratka te na temelju rezultata nastaviti s obradom ili izvršiti potrebne korekcije.

Na taj se način kvaliteta kontrolira već tijekom izrade proizvoda, a ne tek nakon završene obrade.

Zašto automatizirati mjerne postupke?

Ručna mjerenja često ovise o iskustvu operatera i zahtijevaju dodatno vrijeme. Automatizirani mjerni sustavi omogućuju veću ponovljivost postupaka i smanjuju potrebu za ručnim unosom podataka.

Najvažnije prednosti uključuju:

• kraće vrijeme podešavanja i mjerenja,
• veću preciznost i ponovljivost,
• manje ručnog unosa podataka,
• ranije otkrivanje odstupanja,
• manje škarta i dodatnih obrada,
• veću iskorištenost CNC strojeva,
• bolju sljedivost rezultata mjerenja,
• mogućnost automatizirane ili nenadzirane proizvodnje.

U robotizirani proizvodnji automatizirana mjerenja mogu se koristiti i za 100-postotnu kontrolu obradaka, čime se smanjuje mogućnost da neodgovarajući obradak prijeđe u sljedeću proizvodnu operaciju.

Mjerenje kao dio automatizirane proizvodne ćelije

Velika prednost automatizacije je mogućnost povezivanja mjernih postupaka s ostalim proizvodnim operacijama.

Dok CNC stroj obrađuje jedan obradak, drugi se već može kontrolirati na mjernom uređaju. Robot obavlja transport između pojedinih strojeva i mjernih stanica te, ovisno o rezultatu mjerenja, usmjerava obradak u sljedeću fazu procesa.

Takva proizvodna ćelija može povezivati različite tehnologije, primjerice glodanje, tokarenje, brušenje i koordinatni mjerni stroj (CMM). Obradak tako može automatizirano prolaziti kroz cijeli proizvodni proces, dok mjerenje postaje njegov sastavni dio.

Automatizirano mjerenje i nadzor alata

Osim obradaka, moguće je automatizirati i mjerenje alata. Prije uporabe alat se mjeri na uređaju za prednamještanje, a podaci o njegovoj geometriji izravno se prenose u CNC upravljački sustav.

Tijekom proizvodnje stanje alata može se pratiti mjernim ticalima, laserskim mjernim sustavima i sustavima za detekciju loma alata. Na taj se način mogu pravovremeno otkriti istrošenost ili oštećenje te smanjiti rizik od izrade neodgovarajućih komada.

Prednamještanje izvan stroja istodobno znači da CNC stroj nije zauzet mjerenjem i podešavanjem, već to vrijeme može iskoristiti za obradu.

Digitalno povezivanje mjerenja i proizvodnje

Ključni element napredne automatizacije je povezivanje mjernih uređaja, CNC strojeva, robota i proizvodnih podataka.

EROWA JMS 4.0 (Job Management System) omogućuje centralizirano upravljanje proizvodnim nalozima i automatiziranim procesima. Sustav može odrediti koji obradak robot treba postaviti na određeni stroj, pozvati odgovarajući CNC program te pokrenuti potrebne proizvodne i mjerne postupke.

Softversko rješenje QMeasure omogućuje izradu mjernih programa na temelju CAD podataka. Na taj se način mjerni postupci mogu uključiti već u digitalnu pripremu proizvodnje.

Od mjerenja do automatske korekcije procesa

Jedna od važnih prednosti povezanog sustava je mogućnost automatskog reagiranja na rezultate mjerenja.

Ako mjerenje pokaže odstupanje, sustav može pokrenuti dodatnu kontrolu, upozoriti operatera ili spriječiti nastavak proizvodnog procesa. Rezultati mjerenja mogu se koristiti i za korekciju sljedećih operacija obrade.

Time nastaje zatvorena mjerna petlja, u kojoj mjerenje više nije samo završna kontrola kvalitete, već aktivan dio proizvodnog procesa.

Gdje su automatizirana mjerenja najkorisnija?

Automatizacija mjerenja može se primijeniti u različitim proizvodnim okruženjima.

U alatnicama omogućuje precizno prednamještanje alata i elektroda. U robotizirani proizvodnji omogućuje automatsku kontrolu obradaka i praćenje stanja alata.

Značajne prednosti donosi i u strojogradnji, preciznoj obradi i podugovornoj proizvodnji, gdje su česte promjene proizvoda, manje serije i visoki zahtjevi u pogledu kvalitete.

Kako započeti s automatizacijom mjerenja?

Automatizaciju mjerenja nije potrebno odmah uvesti u cijeloj proizvodnji. Preporučljivo je započeti tamo gdje mjerni postupci uzrokuju najviše zastoja ili gdje postoji najveći rizik od pogrešaka.

Prvi korak je analiza postojećeg procesa i određivanje mjerenja koja bi bilo najkorisnije automatizirati. Nakon toga potrebno je provjeriti mogućnosti povezivanja postojećih CNC strojeva, mjernih uređaja, ticala i softvera.

Automatizacija se u početku može uvesti na jednom stroju ili proizvodnoj ćeliji, a kasnije postupno proširiti na ostale dijelove proizvodnje.

Korak prema pametnoj proizvodnji

Automatizacija mjerenja znači više od same zamjene ručnog mjerenja automatiziranim postupkom. Njezin puni potencijal dolazi do izražaja kada su mjerna tehnologija, CNC strojevi, automatizacija i proizvodni podaci povezani u jedinstven sustav.

Takav pristup omogućuje veću preciznost, manje škarta, bolju iskorištenost strojeva i veću sljedivost proizvodnje. Istodobno predstavlja važan korak prema pametnoj proizvodnji, u kojoj se rezultati mjerenja koriste za kontinuirano prilagođavanje i optimizaciju proizvodnog procesa.