기계 공장으로 걸어가는 워크업 계측

기계공이 몇 가지 부품을 절단하거나 초기 실행을 준비하는 동안 몇 가지 부품 또는 몇 가지 중요한 기능을 확인해야 하는 경우가 많습니다. 표면은 부분 확인, 진원도 또는 동심도를 확인해야 합니다. 때때로 핸드 게이지가 작동하지만 부품이 복잡해지고 일정이 빡빡해짐에 따라 더 많은 기능을 갖춘 기계가 필요한 경우가 많습니다.

Starrett Kinemetric Engineering(캘리포니아주 Laguna Hills)의 총책임자인 Mark Arenal은 "커터를 연삭하거나 반지름을 측정하려는 특수 형태의 도구를 만드는 도구 제작자가 있을 수 있습니다. 이 경우 적응이 가능하고 광범위한 측정을 실행할 수 있는 워크업 계측 기기가 필요합니다. "우리가 만드는 많은 기기는 작업 현장의 '워크업 계측'에 적합합니다."라고 그는 말했습니다. 좋은 예는 Starrett의 2D 비전 시스템의 AVR 및 MVR 라인입니다. 수동에서 전체 CNC까지 다양합니다. Arenal에 따르면 도구 제작자는 걸어 올라가 무대 위 장치에 자신의 부품을 놓고 커터의 반경을 이미지화하고 신속하게 측정을 수행할 수 있습니다. “매우 간단합니다. 하나의 기능, 하나의 측정, 그는 일부 데이터를 가져와 기록하고 자리를 떴습니다.”라고 말했습니다.

특히 CNC 기계의 경우 개념의 핵심은 기계 자체만큼이나 소프트웨어에 있습니다. “시스템 소프트웨어를 사용하면 최소한의 교육으로 해당 시나리오에서 비교적 간단하게 사용할 수 있습니다. 실제로 화면에 보이는 기능을 터치해 측정할 수 있다”고 설명했다.

그러나 진정한 비용 효율성을 위해서는 기계가 대량 생산에도 적합해야 합니다. “예를 들어, 여러 부품(예:10개 또는 20개 부품)에 대해 100% 첫 번째 물품 검사를 수행하려는 검사자가 있을 수 있습니다. 그 검사자는 동일한 기계에서 가공 프로그램을 작성하고 필요한 모든 데이터와 보고서 형식으로 첫 번째 부품을 측정하기 위한 측정 순서를 생성할 수 있습니다. 완료되면 사용자는 부품 프로그램을 저장하고 나머지 부품 배치를 측정할 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다. "이 장비는 여러 사용자를 수용할 수 있고 작업을 검사할 수 있다면 회사에 더 가치가 있을 것입니다."

Arenal에 따르면 Starrett의 특히 생산적인 장치는 2017년에 출시된 HVR100-FLIP입니다. 이 탁상용 비전 측정 시스템은 수직 또는 수평 방향으로 사용할 수 있으며 정확한 필드를 위한 고해상도 디지털 비디오 및 정밀 광학 기능이 있습니다. 회사에 따르면 최대 90mm의 시야 측정.

간편함과 정확성

비전 및 다중 비전 시스템을 사용하는 또 다른 강력한 이유는 Carl Zeiss Industrial Metrology Technology LLC(미네소타주 메이플 그로브)의 제품 관리 관리자인 David Wick이 설명합니다. "워크업 계측을 원하는 사람들은 일반적으로 마지막 10분의 1 마이크론 이후가 아닙니다."라고 그는 말했습니다. 일반적으로 사용성은 정확성보다 더 중요합니다. “이것은 패러다임의 변화입니다. 중요한 것은 사용의 용이성과 반복성입니다.”라고 그는 말했습니다. 그는 워크업 계측에는 원, 반경 및 슬롯과 같은 공통 기능을 인식할 수 있는 시스템이 필요하다고 언급했습니다. "따라서 버튼을 클릭하고 신속하게 측정을 설정하고 치수와 공차를 입력하면 바로 나갈 수 있습니다."라고 그는 말했습니다. 그는 Zeiss O-Select 라인과 같은 비전 시스템이 워크업 계측에 이상적이라는 데 동의했습니다. Zeiss 비전 시스템에는 공통 기능을 식별하고 부품 프로그램을 생성할 수 있는 완전한 소프트웨어 제품군이 포함되어 있습니다.

일관성도 중요합니다. "누가 만졌든 상관없이 기계가 좋은 측정값을 제공하기를 원합니다."라고 Wick이 말했습니다. 이것은 그의 생각에 ISO 표준을 준수하고 부품 프로그램에서 일상적인 측정을 캡처할 수 있는 능력을 의미합니다. "O-Select는 ISO 10360-7 표준에 맞게 조정되었습니다."라고 그는 설명했습니다. "자동으로 초점을 맞추고 조명을 비추며 동일한 부품의 여러 복사본을 처리할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다. 재사용성도 중요하다. "어제 새로운 평면 2D 물체에서 5차원을 측정하는 빠른 프로그램을 구축했는데 오늘 6개의 프로토타입을 가지고 왔다고 가정해 보겠습니다. 그것들을 기계에 놓고 버튼을 누르면 기계가 6개 모두를 차례로 측정합니다.”라고 그는 설명했습니다. "우리는 자주 봅니다."

QVI(뉴욕주 로체스터)의 수석 부사장인 Tim Moriarty는 최신 비디오 시스템이 사용하기 더 쉽다는 데 동의했습니다. 그는 작업장에서 사용하기 위해 마이크로미터와 같은 수공구 또는 교육이 거의 또는 전혀 필요하지 않은 광학 비교기와 같은 고급 도구와 경쟁하고 있다고 언급했습니다. 따라서 단순함에 중점을 둡니다. "일부 측정 시스템을 사용하면 누구나 말 그대로 걸어 올라가서 고정 장치 없이 어떤 위치에든 부품을 내려놓을 수 있으며 버튼을 누르면 첫 번째 제품이나 공정 중 부품을 포함한 부품에 대한 일련의 측정을 즉시 얻을 수 있습니다."라고 그는 말합니다. 말했다.

Moriarty는 이 기사를 위해 인터뷰한 다른 사람들과 이러한 사용이 간편하면 프로세스 제어 및 기록 보관을 위한 데이터 전송이 쉽다는 데 동의했습니다. 사용하기 쉬운 비디오 시스템의 장점은 다른 워크업 장치에 비해 본질적으로 정확하고 빠르다는 것입니다. "우리는 더 빠르고 정확한 측정을 제공함으로써 캘리퍼 한 쌍을 선택하거나 부품을 비교기에 넣는 경험을 개선하기 위해 노력하고 있습니다."라고 그는 말했습니다. 그는 QVI Snap 시리즈와 같은 비디오 측정 시스템이 0.0001–0.0002″(0.00254–0.00508 mm)의 정확도를 쉽게 제공한다고 언급했습니다.

"우리의 새로운 Snap LFOV(광시야각) 비디오 측정기는 이러한 수요를 충족합니다."라고 그는 말했습니다. 회사에 따르면 Snaps는 100mm FOV, 특징 추출, 자동 부품 ID 및 0.0001인치 이상의 정확도를 제공합니다. 모델은 FOV가 100mm이고 무빙 스테이지가 없는 탁상용 Snap100부터 측정 범위가 350 × 350mm 이상인 대용량 Snap 350까지 다양합니다.

3차원

워크업 계측 시나리오에서도 3차원에서 보다 완전한 측정이 바람직하거나 필요한 경우가 있습니다. 이에 대해 Moriarty는 3D 측정을 자동화하는 LFOV 다중 센서 측정 시스템인 회사의 QVI Fusion 400을 가리킵니다. 350 × 250 × 250mm 측정 볼륨을 가지고 있으며 비디오 측정과 사용 가능한 트리거 및 스캐닝 프로브와 함께 다중 센서가 가능합니다. 여기에는 TeleStar Plus 간섭계 TTL 레이저가 포함됩니다.

비전 시스템은 2차원에 이상적이며 비전 기반 다중 센서 시스템은 2.5차원에 이상적이지만 때로는 전체 3D로 측정해야 합니다. Wick은 "여기서 청색광 스캐너가 워크업 계측 개념에 이상적입니다."라고 말했습니다. Zeiss는 청색광 기술을 기반으로 하는 Comet 3D 스캐너 제품군을 제공합니다. "3D 공작물이나 부품을 회전 테이블에 놓고 랩톱의 버튼을 누르면 회전 테이블이 회전하고 공작물을 스캔하고 3D 모델을 생성할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다. 중요한 치수와 공차를 측정하려면 사용 가능한 CAD 모델이 필요합니다. 그러나 사용할 수 있는 경우 워크업 계측 개념의 궁극적인 방법이 될 수 있습니다.

Creaform Inc.의 제품 관리 이사인 Dan Brown은 "생산 엔지니어와 운영자는 생산 공정의 중간 단계에서 좋은 측정을 해야 하므로 생산 지점에 더 가깝게 검사해야 하는 작업자의 분명한 추세를 보고 있습니다."라고 말했습니다. (캘리포니아주 레비스). 그는 3D 측정을 캡처하려면 Creaform의 HandyScan 3D, HandyProbe 및 MetraScan 3D 장치와 같은 3D 장치가 필요하다는 데 진심으로 동의했습니다. 그는 이러한 장치의 이상적인 정확도 범위인 25–75 µm 측정 범위에서 3D 계측 측정에 대한 수요가 많다고 말했습니다.

"캘리퍼스는 매우 훌륭하지만 복잡한 부품을 3D로 빠르게 측정하기에는 충분하지 않습니다."라고 그는 말했습니다. CMM은 정확하지만 일반적으로 적절하게 작동하려면 부품 프로그램과 상당한 전문 지식이 필요합니다. 따라서 스캐너의 일반적인 사용 용이성과 휴대성은 중급 정확도가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 속도는 고유한 사용 편의성을 제공합니다. Creaform(및 기타)과 같은 청색광 스캐너를 비롯한 3D 광학 스캐너는 일반적으로 초당 100,000~100만 포인트의 높은 데이터를 수집합니다. 이는 일반적인 CMM보다 훨씬 빠르고 워크업 유틸리티를 제공합니다.

그가 보기에 또 다른 핵심 포인트는 휴대성입니다. "일부 고객은 스캐너를 사용하기 위해 지정된 장소를 가지고 있으며 부품을 가져옵니다."라고 그는 말했습니다. "하지만 그들은 때때로 장치를 사용 지점으로 가져옵니다." 어떤 의미에서는 역으로 걸어 올라가는 계측입니다. 장치를 중앙 위치에 유지하는 이점은 제어된 환경에 있다는 것입니다. 유연하게 움직일 수 있다는 장점이 있습니다.

Brown은 워크업 계측이 일반적으로 계측과 공통적으로 가지고 있는 또 다른 보편적인 문제, 즉 사용하고 이해하기 쉬운 교육 요구 사항과 기술 간의 상호 작용을 지적했습니다. "나는 모든 계측 작업을 측정과 검사의 두 부분으로 나눌 것입니다."라고 그는 설명했습니다. 측정은 3D 포인트를 컴퓨터로 가져오는 것입니다. 측정하려는 기능에 대한 정보를 추출하는 검사 소프트웨어가 필요합니다. 그의 요점은 모든 제조 작업에서 측정 및 검사 측면에서 훈련된 사람이 필요하다는 것입니다. 훨씬 더 나은 것은 측정 및 검사 시스템과 소프트웨어가 똑같이 사용하기 쉽습니다. "훈련된 계측 전문가를 찾기가 어렵습니다."라고 그는 Creaform이 사용하기 쉬운 검사 소프트웨어 및 측정 장비 개발에 중점을 두고 있다고 설명했습니다.

3D 측정을 제공하는 또 다른 장치는 Keyence Corp. of America(Itasca, IL)의 XM 시리즈 휴대용 CMM입니다. Keyence의 지역 제품 판매 이사인 Steve Chirichella는 “이 제품은 모든 환경의 어느 곳에서나 사용할 수 있도록 설계되었으며 사용자가 직접 찾아가 빠른 답변을 얻을 수 있도록 합니다. 회사는 그것을 휴대용 CMM으로 홍보합니다. 카메라는 스타일러스 팁의 위치를 ​​결정하기 위해 휴대용 프로브의 7가지 다른 마커에서 방출되는 근적외선을 캡처합니다. 그는 "움직이는 부분이 없다"고 설명했다. "엔코더나 마모되는 모든 것을 제거하여 장비를 내구성 있게 만들고 유지보수 및 재교정이 필요하지 않게 되었습니다." 부품은 가동 스테이지에 배치됩니다. 시스템은 3 × 2 × 1'(0.9144 × 0.6096 × 0.3048m) 범위의 부품용으로 설계되었습니다.

측정을 위해 특정 부품 프로그램이 필요하지 않지만 이 장치는 증강 현실을 사용하여 프로그램을 캡처할 수 있습니다. 프로브 팁에 작은 카메라가 포함되어 있어 대상의 외관뿐만 아니라 측정 및 측정 값에 대한 설명도 표시할 수 있습니다. 이 소프트웨어에는 프로브 팁 카메라에서 찍은 사진과 함께 보고서를 생성하는 기능이 포함되어 있습니다. 모든 측정 포인트에 대해 측정 결과는 물론 요소 이름과 번호를 작업자 앞의 모니터에 표시되는 카메라로 캡처한 사진에 실시간으로 표시합니다. "때때로 고객은 XM 장치를 중앙 위치가 아닌 카트에 올려놓고 작업장으로 가져옵니다."라고 그는 말했습니다. 복잡한 부품을 소량으로 많이 혼합하여 생산하는 기계 공장에서 특히 유용합니다.

대체 개념

Chirichella는 또한 Keyence IM 비디오 측정 시스템이 워크업 개념에 적합할 수도 있다고 언급했습니다. 이 시스템은 광학 비교기를 대체하거나 광학 비교기를 21세기로 가져갈 수 있도록 설계되었다고 그는 말했습니다. 워크업이 가능한 다른 장치와 달리 IM 시리즈는 부품 프로그램을 작성해야 합니다. "기계는 속도와 거의 고통스러운 단순성을 위해 제작되었습니다."라고 그는 설명했습니다. 작업자가 무대에 부품을 놓고 상자를 그리면 "자동 측정"이라는 기능도 있으며 워크 업 패러다임에 더 쉽게 맞는 모든 것을 측정합니다. Chirichella는 품질 연구소를 사용하여 공장 주변에 흩어져 있는 6~7대의 기계에 대한 프로그램을 작성하여 사용자가 검증된 부품 프로그램에 빠르게 액세스할 수 있도록 하는 한 회사에 대해 말했습니다.

Mitutoyo America Corp.(일리노이주 오로라)의 CMM 제품 전문가인 Gene Hancz에 따르면 수동 CMM과 같은 검증된 다른 장치도 워크업 계측 개념에 적합합니다. 그는 추세가 검사 부서에만 의존하는 것이 아니라 측정 장치에 액세스하여 자체 작업을 확인할 수 있도록 하는 데 더 많이 의존한다는 데 동의했습니다. 그는 오늘날 CMM 판매의 대부분은 CNC로 제어되며 수동 CMM은 간단한 단일 치수 측정에 가치를 제공한다고 언급했습니다. "수동 CMM은 두 가지 방법으로 사용할 수 있습니다."라고 그는 설명했습니다. “하나는 아주 자주 사용되는 매우 구체적인 검사를 위해 파트 프로그램이 사용되는 곳입니다. 다른 하나는 프로그램이 전혀 없는 곳에서 누군가가 1차원, 2차원, 3차원 검사를 하러 와서 수동으로 설정하는 것입니다.” 이는 워크업 계측의 정의에 딱 맞습니다.

좋은 예는 최대 700 × 1000 × 600mm 부품을 측정하는 Mitutoyo Crysta-Plus M 시리즈 196-수동 부동 유형 CMM입니다. Hancz는 초기 부품을 확인하기 위해 공작 기계를 설정하는 것과 같은 일상적인 작업에 이상적이라고 말했습니다.

마지막으로 워크업 계측의 맥락에서 가장 단순한 도구를 무시해서는 안 됩니다. Mitutoyo의 영업 부사장인 Mike Creney는 “높이 게이지와 표면 플레이트는 매장에서 가장 흔한 품목입니다. “대부분은 힘이나 공기를 필요로 하지 않으며 어느 정도 괜찮은 수학 기술만 있으면 누구나 부품을 측정, 검사 및 평가하여 공차 수용을 할 수 있습니다. 이전 방식은 여전히 ​​높이 받침대, 테스트 표시기와 함께 작동하며 여전히 가장 저렴합니다.” 가장 좋은 점은 가장 초보 사용자에게도 수공구를 쉽게 배울 수 있다는 것입니다. Mitutoyo의 새로운 수공구 개발에는 고속 마이크로미터인 QuantuMike와 0.0001mm 분해능의 MDH 마이크로미터가 포함됩니다. "이것은 작업 현장에 세계 최고의 해상도를 제공합니다."라고 그는 말했습니다.

Creney는 또한 프로파일 프로젝터 및 표면 거칠기 장치와 같이 Mitutoyo가 제공하는 다른 검증된 장치에 대해서도 언급했지만 작동하려면 약간의 추가 지식이 필요합니다. 자동화된 CNC 장치는 워크업 시나리오에서 완전히 배제되어서는 안 됩니다. "일반적인 방법은 측정 장치에 장착된 빠른 지그 또는 고정 장치가 있는 CNC 시스템을 사용하는 것입니다."라고 Creney가 말했습니다. “여러 선반을 사용하는 경우 중앙 위치에 진원도 시스템이 있을 수 있습니다. 모니터링 단계에서 부품을 중앙에 고정하고 원통형 공작물을 고정 장치에 놓고 손으로 조이고 버튼을 누르기만 하면 전용 장착 고정 장치를 사용할 수 있습니다. 몇 분 만에 진원도를 평가하고 선반 설정을 오프셋하거나 수정할 수 있습니다."

이전에 AdvancedManufacturing.org에 소개되었습니다.