Проверка с фиксирана приспособа или чрез визуално измерване: 20 000 юаня за всяка приспособа спрямо 50 модели

Общ преглед

Размерната инспекция на штампован или литнат детайл обикновено се извършва с контролен шаблон: твърд калибър, който фиксира детайла в определена отправна точка и представя пинове, блокове и функции „да/не“ за всяка контролирана характеристика. Шаблоните са бързи, тактилни и добре разбрани от производствените екипи. Те са скъпи за всеки вариант, заемат постоянно производствено пространство и не могат да измерват нищо, за което не са проектирани.

Измерването чрез визуализация извършва същата задача с камери и без контакт. То е по-бавно за всяка характеристика на отделна част, но същото хардуерно оборудване може да бъде препрограмирано за друг вариант, без нужда от нова мерна приспособа. Компромисът не е просто между старо и ново; той зависи от броя варианти, които се произвеждат на линията, от броя контролирани характеристики и от това как изискваната точност се сравнява с тази, която процесът може да осигури.

Big Bird Industrial (бивша Shimada Big Bird Industrial) произвежда системи за почистване и застраняване на заострени ръбове за компоненти на автомобилни силови агрегати от 2001 г., а обсъждането на измерванията тук използва същите числови стойности, които се срещат в производствените спецификации, а не в лабораторни сравнения.

1. Каква е действителната цена на една проверочна приспособа

Единичният контролен шаблон за автомобилна конструктивна част обикновено струва между 20 000 и 200 000 юана, в зависимост от броя на характеристиките, схемата на базовите точки и допусъка при изработката на самия шаблон. Тази сума е за всеки вариант. Следователно програма, обхващаща няколко стотици варианта, води до разходи за шаблони, които нарастват линейно според броя на моделите.

Разходът, който не фигурира в офертираната цена

Всеки шаблон също изисква място за съхранение и работна зона. Голям конструктивен шаблон може да заема площ от три метра на три метра или повече, а производственото предприятие, използващо стотици шаблони, има нужда от специализирана стая за шаблони с контролирана температура. Повтарящите се разходи са свързани с използването на пространство, манипулацията и периодичната повторна сертификация, а не с първоначалната покупна цена, и продължават през целия жизнен цикъл на програмата.

Където шаблоните продължават да са правилният отговор

Фиксатурите са ефективни там, където характеристиката е тактилна, където инспекцията се извършва от оператора на производствената линия и където броят на варианти е малък и стабилен. Гаугът „да/не“, който операторът може да монтира за секунди, все още е най-ефективният начин за потвърждаване на няколко критични характеристики на високопроизводителна част.

2. Какво всъщност струва визуалното измерване

Визуалната станция с множество камери е по-голяма еднократна покупка от една фиксатура, но по-малка покупка от комплекта фиксатури, който тя замества, след като броят на варианти надхвърли определен праг. Икономическата изгода зависи от това съотношение, а не от абсолютната цена на която и да е от двете опции.

Обхват на станцията

Единичната система за визуализация може да се програмира за 50 до 80 варианта на превозни средства, тъй като превключването между варианти се свежда до зареждане на различен рецепт за инспекция и, когато е необходимо, на различна фиксираща поставка. Хардуерът не се променя. Това е свойството, което прави сравнението нелинейно: разходите за поставки растат с броя на моделите, докато разходите за визуализация растат с броя на станциите.

Скорост на функция

Статична мултикамерна система може да измерва около 100 точки на характеристики за 30 секунди, тъй като всички камери експонират едновременно и няма нужда от движение на механизъм между точките. Две камерни конфигурации с робот, който преориентира сензора, са по-бавни — приблизително три секунди на точка. Тази разлика е една от причините статичните мултикамерни компоновки да доминират там, където времето за цикъл е строго ограничено.

3. Къде всяка методика достига своите граници

И двете методики имат честни режими на отказ, а полезното сравнение е там, където всяка от тях престава да работи, а не там, където всяка от тях работи добре.

Граници на визията

Високо отразяващите извити повърхности връщат зеркален блясък, който скрива ръба, който се измерва; обичайното решение е проекция на лазерен петнист модел, за да се осигури текстура по повърхността и да се позволи триангулация. Ръбовете при рязка промяна на ъгъла водят до липсващи точки в реконструираното облак, което означава, че остър изпъкнал ръб или тесен закръглен ръб може да изисква различен ъгъл на наблюдение или различен сензор. Нито едно от тези ограничения не е дефект на метода, но и двете трябва да се предвидят при проектирането.

Ограничения на приспособлението

Приспособлението измерва само това, за което е конструирано. Ако чертежът се промени, контролният инструмент става негоден или изисква преустройство. Ако се въведе нов вариант, е необходимо ново приспособление. Когато програма работи години наред и съотношението между моделите се промени, паркът от приспособления става тежест за поддръжката, без остатъчна стойност.

4. Проблемът с мултимоделното производство

Смесеното производство е мястото, където сравнението обикновено се изяснява. Линията, която произвежда няколко варианта с висок обем, може да оправдае фиксирана оснастка за всеки вариант. Линията, която произвежда десетки варианта, всеки с по-нисък обем, не може: помещението за мерителни инструменти се разраства по-бързо от производствената площ.

Визията справя смесения случай, защото пределната стойност на следващия вариант е инженерното време, а не капиталовите разходи. Това предимство става решаващо, когато списъкът с варианти все още расте по време на поръчване на оборудването, което е често срещано при програмите за нови енергийни превозни средства.

5. Бюджетът за точност, който никой не записва

И двете метода обикновено се сравняват с допуска за чертеж, а не с несигурността на измерването, която те внасят. Характеристика с допуск от плюс или минус 0,5 мм и несигурност на измерването от 0,1 мм заема една пета от допусковата лента, преди процесът да е извършил каквото и да било. Традиционното правило на практиката изисква несигурност на измервателния уред, равна на една десета от допуска; в практиката структурните части често работят с несигурност, равна на една четвърт от допуска, а разликата се компенсира чрез проучване на способността на процеса, а не чрез измервателния уред.

Това има значение при сравнението, защото двата метода се провалят по различен начин. Фиксурата е твърд измерителен инструмент: несигурността ѝ се определя при производството и не се променя в зависимост от състоянието на повърхността на детайла, но износва се в областта на локационните пинове и на стискателите. Несигурността на визионната система зависи от качеството на повърхността, стабилността на осветлението и калибрацията и може да се влошава постепенно с остаряването на лампите. Нито един от двата метода не е автоматично по-точен; и двата изискват интервал за повторна сертификация, който трябва да бъде включен в плана за поддръжка.

Съгласуваност на базовата точка е обща зависимост

Всяка размерна инспекция зависи от схемата на базовите точки и и двата метода фиксират детайла в определена ориентация, за да я установят. Когато базовите елементи са малки, закръглени или лошо оформени, едно и също детайл, измерено чрез фиксура и чрез визионна станция, може да даде резултати, които се различават повече от допустимата толеранция. Това разминаване е проблем с базовата точка, а не с оборудването, и заслужава да бъде решен преди закупуването на който и да е от двата метода.

6. Последователност за вземане на решение

Практичната последователност е първо да се преброят контролираните характеристики и варианти, след това да се сравни стойността на комплекта от приспособления с тази на една визуална станция, а накрая да се провери дали изискването за точност попада в рамките на визуалните възможности и дали повърхностната обработка изобщо позволява оптично измерване.

Ако отговорът е близък до положителен, често печели хибридното разположение: приспособление или малък калибър за двете-три характеристики, които трябва да се проверяват за всеки детайл на производствената линия, и визуална станция за пълна размерна ревизия с по-ниска честота. Това разделяне запазва бързата тактилна проверка на подходящото място, без да се изгражда отделен калибър за всеки вариант.

Често задавани въпроси

Дали визуалното измерване е толкова точно, колкото ККМ?

За характеристиките, за които визуалната система е проектирана да измерва, съгласието с ККМ е в рамките на 0,1 мм, а повторяемостта на позиционирането при мултикамерна система е под 0,1 мм. Тя не е универсална замяна на ККМ за всяка характеристика, особено за дълбоки отвори и елементи, които не могат да бъдат видени от никоя позиция на камерата.

Колко време отнема добавянето на нов вариант?

Добавянето на вариант към съществуваща визионна станция е програмирана задача, измервана в дни, а не задача по набавяне, измервана в месеци. Хардуерът, осветлението и фиксиращите устройства остават непроменени, освен ако новата част не излиза извън границите на станцията.

Може ли визионната система да инспектира детайл с високо полирена повърхност?

Да, чрез различна стратегия за осветяване. Проектирането на лазерен петнаст модел придава изкуствена текстура на повърхността, което възстановява триангулацията. Без това отблясъкът се премества според ъгъла на наблюдение и измерването става нестабилно.

Какво става със съществуващите фиксиращи устройства?

Обикновено те остават за критични проверки до производствената линия и за клиентски одити, които изискват тактилен метод. Пълното им извеждане от употреба е рядкост, тъй като писмената инспекционна норма често посочва конкретния калибър.

Заключение

Сравнението не е за това кой метод е по-напреднал. То се отнася до това коя крива на разходите е приложима: фиксирани приспособления се мащабират според броя варианти, а визионните системи – според броя станции. Веднъж щом броят на варианти и броят на характеристиките са известни, отговорът се получава чрез аритметични изчисления, а не чрез лични предпочитания.

Където двете решения са близки по ефективност, обикновено най-честният отговор е хибридна конфигурация; тя също така е единствената, която оцелява при смяна на модела, без да се отхвърля цялата стратегия за инспекция.