Die Entwicklung des KMG zu seiner Rolle in der intelligenten Fertigung

Die Koordinatenmessmaschine (KMG) ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Fertigungsindustrie geworden und ermöglicht präzise und genaue Messungen von Teilen und Produkten. Die Geschichte des KMG ist eine Geschichte der Innovation und Weiterentwicklung, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Genauigkeit und Effizienz des Messprozesses liegt. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die Geschichte, Entwicklung und Zukunft des CMM.

Die Koordinatenmessmaschine (CMM) ist ein Gerät, das in der gesamten Fertigungsindustrie zur Messung der physikalischen Abmessungen von Teilen und Produkten eingesetzt wird. Das CMM stammt aus den späten 1950er Jahren, als die ersten Maschinen für den Einsatz in der Automobil- und Luftfahrtindustrie entwickelt wurden.

Die frühen KMGs basierten auf dem Prinzip harter Messtaster, bevor sie zur taktilen Messtastertechnologie übergingen, bei der ein Stift verwendet wurde, um die Oberfläche des zu messenden Teils physisch zu berühren. Diese Informationen wurden dann in numerische Daten übersetzt, die zur Berechnung der physikalischen Abmessungen eines Teils verwendet wurden.

In den 1960er Jahren ermöglichte die Entwicklung digitaler Computer die Integration von Computern in KMGs, wodurch Maschinen Daten genauer und effizienter verarbeiten konnten. Dies war ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung des KMG, da es neue Möglichkeiten für die Messautomatisierung und eine erhöhte Genauigkeit des Messprozesses eröffnete.

Die Koordinatenmessmaschine: Eine Reise durch die Zeit

Einer der frühen Pioniere von Koordinatenmessgeräten war der italienische Hersteller Digital Electronic Automation (DEA), der heute in Hexagon Manufacturing Intelligence integriert ist. Das folgende Video ist kürzlich in unserem Posteingang bei Metrology News eingetroffen und zeigt die bahnbrechenden Entwicklungen von DEA und die Entwicklung von Koordinatenmessgeräten von den 1960er bis in die 1990er Jahre.



In den 1970er Jahren wurden neue Technologien wie 3D-Scanning und automatische Sensorwechselgestelle entwickelt, die die Messfähigkeiten, Messgenauigkeit und Messgeschwindigkeit des KMG weiter verbesserten. Die Überwachung der Qualitätskontrolle in der Fertigung führte zur weit verbreiteten Einführung von KMGs in einer Vielzahl von Branchen, darunter in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Medizingerätefertigung.

In den 1990er und 2000er Jahren entwickelten sich KMGs weiter, mit der Einführung neuer Funktionen wie automatisierter Datenerfassung, verbesserter Software und Multisensorfähigkeit sowie kosteneffektiverer Produkte, die das Spektrum der KMG-Messungen, der Messautomatisierung und der Industrie weiter erweiterten Aufnahme. Der weit verbreitete Einsatz von KMGs in der Fertigung hat auch zur Entwicklung von Industriestandards geführt, beispielsweise der Norm ISO 10360, die Richtlinien für die Genauigkeit und Leistung von KMGs bereitstellt.

Heutzutage sind KMGs ein unverzichtbares Werkzeug in der gesamten Fertigung und ermöglichen präzise und genaue Messungen von Bauteilen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie ist es wahrscheinlich, dass sich die Fähigkeiten von KMGs weiter verbessern und eine noch höhere Genauigkeit und Effizienz im Fertigungsmessprozess ermöglichen.

Rolle des KMG in Smart Factories und Smart Manufacturing

Intelligente Fabriken zeichnen sich durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT), künstlicher Intelligenz (KI) und Big-Data-Analysen aus, um die Effizienz, Flexibilität und Qualität im Herstellungsprozess zu verbessern. Das CMM ist eine Schlüsselkomponente in diesem Prozess und liefert Echtzeitdaten über die physikalischen Abmessungen von Teilen und Produkten.

Das CMM spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung intelligenter Fabriken und intelligenter Fertigung. Das KMG liefert präzise und genaue Messungen, die für den effizienten und effektiven Betrieb einer intelligenten Fabrik unerlässlich sind.

Die vom KMG generierten Daten können zur Verbesserung der Gesamtqualität und Genauigkeit des Fertigungsprozesses genutzt werden. Beispielsweise können die Daten verwendet werden, um Bereiche zu identifizieren, in denen Verbesserungen bei der Konstruktion von Teilen oder dem Herstellungsprozess selbst vorgenommen werden können. Dies führt zu einer höheren Effizienz und einer Reduzierung des Abfalls und trägt so dazu bei, die Wettbewerbsfähigkeit des Herstellers insgesamt zu steigern.

Darüber hinaus können die vom CMM generierten Daten auch zur Optimierung der Lieferkette genutzt werden, indem Echtzeitinformationen über die Verfügbarkeit von Teilen und deren Produktionsplan bereitgestellt werden. Dies trägt dazu bei, Störungen in der Lieferkette zu minimieren und stellt sicher, dass der Herstellungsprozess reibungslos und effizient abläuft.

Darüber hinaus kann das KMG in das gesamte Smart-Manufacturing-System integriert werden, was eine Echtzeitüberwachung des Fertigungsprozesses ermöglicht und es den Herstellern ermöglicht, auftretende Probleme schnell zu erkennen und zu beheben, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die Produktivität gesteigert werden.

Rolle der modellbasierten Definition bei der Programmierung von Koordinatenmessgeräten

Model-Based Definition (MBD) ist ein aufkommender Trend im Bereich der Dimensionsmessung und wird bei der Programmierung eines KMG eine immer wichtigere Rolle spielen. Bei MBD wird ein digitales 3D-Modell eines Teils oder einer Baugruppe verwendet, um dessen Geometrie und Toleranzen zu definieren, die dann zur Steuerung der vom KMG durchgeführten automatisierten Messsequenzen verwendet werden können.

Zu den Vorteilen der Verwendung von MBD in der CMM-Programmierung gehören:

Verbesserte Genauigkeit:Durch die Verwendung eines digitalen Modells zur Definition des Teils oder der Baugruppe sind die vom KMG durchgeführten Messungen genauer und konsistenter, wodurch das Risiko manueller Fehler verringert wird.

Erhöhte Effizienz:MBD macht die manuelle Eingabe von Messdaten überflüssig und ermöglicht einen schnelleren Messaufbau und eine schnellere Datenanalyse, wodurch die Gesamteffizienz des Messprozesses erhöht wird.

Verbesserte Zusammenarbeit:MBD ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Beteiligten wie Designern, Ingenieuren und der Qualitätskontrolle, da das digitale Modell einfach geteilt und überprüft werden kann.

Erhöhte Flexibilität:MBD ermöglicht die einfache Integration von Änderungen am Teil- oder Baugruppendesign in den Messprozess und erleichtert so die Reaktion auf Änderungen in den Designspezifikationen.

Verbesserte Rückverfolgbarkeit:MBD stellt eine klare und nachvollziehbare Verbindung zwischen den Konstruktions- und Messdaten her und ermöglicht so eine effektivere Qualitätskontrolle und ein verbessertes Prozessmanagement.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MBD eine entscheidende Rolle bei der CMM-Programmierung spielt, indem es einen digitalen, genauen und flexiblen Rahmen für die Dimensionsmessung bereitstellt. MBD ermöglicht effizientere und effektivere Messprozesse und verbessert die Gesamtqualität der dimensionalen Messdaten.

Zukunft der Koordinatenmessgeräte in der intelligenten Fertigung

Es wird prognostiziert, dass Koordinatenmessgeräte in der Zukunft der intelligenten Fertigung eine wichtige Rolle spielen werden, indem sie weiterhin die physikalischen Eigenschaften von Produkten und Komponenten prüfen, um sicherzustellen, dass sie den erforderlichen Spezifikationen entsprechen.

KMGs werden weiterhin eine wichtige Rolle bei der Qualitätskontrolle spielen, aber sie werden auch in andere fortschrittliche Technologien wie künstliche Intelligenz und das Internet der Dinge integriert, um neue Fähigkeiten und eine verbesserte Effizienz bereitzustellen.

Zu den Einsatzmöglichkeiten von KMGs in der intelligenten Fertigung gehören unter anderem:

Echtzeitüberwachung und -steuerung: KMGs werden mit anderen Sensoren und Systemen innerhalb der Fabrik integriert und ermöglichen so eine Echtzeitüberwachung und -steuerung des Fertigungsprozesses. Dadurch wird sichergestellt, dass der Prozess innerhalb vorgegebener Grenzen bleibt und qualitativ hochwertige Produkte entsteht.

Vorausschauende Wartung: KMGs werden zur Überwachung der Leistung von Maschinen und Anlagen eingesetzt und ermöglichen so die frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme. Die generierten Daten können verwendet werden, um vorherzusagen, wann eine Wartung erforderlich ist, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die Gesamteffizienz verbessert werden.

Automatisierte Qualitätsprüfung:KMGs werden mit künstlicher Intelligenz und Algorithmen für maschinelles Lernen integriert, was eine umfassende Automatisierung von Qualitätsprüfprozessen mit verbesserter Genauigkeit und Geschwindigkeit ermöglicht und gleichzeitig das Risiko menschlicher Fehler verringert.

Digitale Zwillingstechnologie:Mit KMGs werden digitale Zwillinge von Produkten und Komponenten erstellt, die virtuelle Tests und Simulationen ermöglichen und dazu beitragen, den Bedarf an physischen Tests zu reduzieren und die Gesamteffizienz zu verbessern.

Das CMM entwickelt alle Aspekte seiner Technologiekomponenten ständig weiter und passt sich weiterhin den neuen und steigenden Marktanforderungen an. Insgesamt ist die Zukunft von KMGs in der intelligenten Fertigung vielversprechend, da sie weiterhin eine wichtige Rolle bei der Prozess- und Qualitätskontrolle spielen und in andere fortschrittliche Technologien integriert werden, um neue Funktionen und eine verbesserte Effizienz bereitzustellen.

Das CMM wird dazu beitragen, die Integration von Industrie 4.0-Technologien in den Fertigungsprozess zu unterstützen und bei der Schaffung intelligenter Fabriken in der Zukunft zu helfen, die effizienter, flexibler und anpassungsfähiger sind. Die Fähigkeit des KMG, präzise und genaue Messungen von Teilen und Produkten bereitzustellen, kombiniert mit seiner Integration in das gesamte intelligente Fertigungssystem, macht es zu einem wesentlichen Werkzeug bei den kontinuierlichen Bemühungen, die Effizienz, Flexibilität und Qualität in Fertigungsprozessen zu steigern.

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