未來測量趨勢 | 蔡司三坐標(biāo)互聯(lián)式測量技術(shù)成就工業(yè)4.0

生產(chǎn)技術(shù)和信息技術(shù)正在與人們提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)不斷地融合。在這個融合的過程中，需要解決不少問題和疑惑，譬如智能工廠有哪些要素？人類和機器進行識別加工中不可預(yù)見狀況有采用什么方法？滿足哪些條件才能真正執(zhí)行自動化管理？……從在線測量、線邊測量、測量室中的離線測量再到測量數(shù)據(jù)4.0，打破邊界的融合正在初顯雛形，這意味著未來工廠將從你的相象中跳入現(xiàn)實。

測量和檢測技術(shù)將成為智能化工廠中的控制手段，只有不斷地同時獲取工件的質(zhì)量數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)時，這種控制手段才可以執(zhí)行自動化管理。工業(yè)測量和檢測技術(shù)將在虛擬世界和現(xiàn)實世界之間構(gòu)建起一個互通的界面，虛擬世界自動規(guī)劃和模擬生產(chǎn)過程，而現(xiàn)實世界的一切則并不都按照計劃進行。只有通過測量和檢驗技術(shù)，從現(xiàn)實的生產(chǎn)中獲得反饋才有可能防止不合格品的產(chǎn)生。這是人類和機器進行識別不可預(yù)見狀況的唯一方式，例如：其除了可以用以預(yù)防性維護以外、還可以用于識別機床比原計劃提前的磨損程度、以及用于識別所加工材料不可預(yù)見的質(zhì)量的意外波動。

測量和檢測技術(shù)不僅用于確定質(zhì)量，它還必須還原所獲得的重要的數(shù)據(jù)，對其進行評估，并為公司的這些部件所用。而談到測量技術(shù)，企業(yè)需要同時采取不同的方法。在測量室采用的高度精確的離線測量技術(shù)，未來將在生產(chǎn)環(huán)境中的在線和線邊技術(shù)中共享測量任務(wù)。

在線測量

雖然測量技術(shù)在過去獨立于生產(chǎn)運行周期以外，但是生產(chǎn)中在線檢測的重要性仍在不斷強化。現(xiàn)在檢測技術(shù)已經(jīng)完全地融入到生產(chǎn)中，例如在車身構(gòu)件中已全面得到實施。在實際的生產(chǎn)中如果沒有檢測、監(jiān)測等技術(shù)或者沒有調(diào)節(jié)過程這些階段，這樣的工廠應(yīng)該是沒有未來可言的。
在生產(chǎn)中為了預(yù)防錯誤的發(fā)生，在數(shù)據(jù)序列中對檢測數(shù)據(jù)進行實時評估和連續(xù)的可視化監(jiān)測已成為發(fā)展趨勢。如果統(tǒng)計結(jié)果異常，那么在出現(xiàn)故障跡象的瞬間就可以迅速地作出反應(yīng)。例如可以在切削刀具完全磨損導(dǎo)致廢品出現(xiàn)之前就得到檢測。即使在溫度波動或灰塵級別較高的生產(chǎn)條件下，這種監(jiān)測也需要測量和檢驗技術(shù)具有相對高的精確度和圖像分辨率，所有這一切同時都必須適合生產(chǎn)線的速度。目前，這一過程通過在機器人上攜帶光學(xué)傳感器而獲得實現(xiàn)，例如自動檢查車體部件等。

線邊測量

檢驗工作除了使用在線測量系統(tǒng)以外，線邊測量系統(tǒng)也越來越廣泛地得到采用，通過這樣100%的檢驗可以促進所采用生產(chǎn)技術(shù)的趨勢分析和工藝檢測。隨著這些系統(tǒng)的使用，部件的整個表面都可以被數(shù)字化，然后通過測量技術(shù)靈活地進行分析。擁有這些技術(shù)的企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域則都設(shè)有測量輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以立即向在線工人提供測量結(jié)果，從而節(jié)省了送往測量室的時間。例如：通過隨機抽樣，這些技術(shù)可方便快捷地為員工提供車身結(jié)構(gòu)的整體描述、整個部件在形成過程中其形狀和位置公差如何、以及自由曲面實際狀態(tài)與CAD模型中的實際狀態(tài)的比較等。這種線邊系統(tǒng)大大減少了用于測量室中的時間和精力，并將有關(guān)實際規(guī)劃的幾何比較數(shù)據(jù)傳送到車間，同時還將所采用的在線測量技術(shù)擴展到線邊測量技術(shù)的工藝檢驗中。

測量室中的離線測量

雖然通過在線或線旁技術(shù)獲得越來越多的質(zhì)量數(shù)據(jù)，但是測量室內(nèi)的測量工作仍然是企業(yè)將來每天日常工作不可缺少的一部分。它們所能具有的高精度，無論是在生產(chǎn)周期還是生產(chǎn)環(huán)境中，在可預(yù)見的將來仍將是不可企及的，并仍將是技術(shù)追求的基準(zhǔn)目標(biāo)。只要是需要進行綜合分析和/或高度準(zhǔn)確的測量，總會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如需要解決原因未知的質(zhì)量問題、提高設(shè)計水平或確保高度敏感的產(chǎn)品的質(zhì)量時。
然而測量室的時間也并非靜止不動。隨著越來越多的多傳感器測量機的出現(xiàn)，測量過程變得越來越靈活和快速。今后，計量供應(yīng)商如果希望為他們的客戶提供一個完整的解決方案，他們必須能夠提供全部三種測量技術(shù)、并進一步對在線、線邊和測量室中測量等技術(shù)進行不斷的研發(fā)。而且他們也會與他們的客戶一起，考慮如何能夠有意義地將這三種方法進行有效結(jié)合。當(dāng)企業(yè)以合適的數(shù)量和合適的用途采用正確的技術(shù)時，測量和檢測技術(shù)則會變得更加高效。

測量數(shù)據(jù)4.0

在工業(yè)4.0時代，不僅數(shù)據(jù)采集將發(fā)生變化，而且數(shù)據(jù)處理也將發(fā)生變化：分散式智能系統(tǒng)將會在傳感器中預(yù)處理數(shù)據(jù)，并將其還原成最重要的數(shù)據(jù)再進行發(fā)送。這使企業(yè)如何最大限度地減少傳輸時間和防止數(shù)據(jù)堆積如山變得無法評估。還有一件事對未來也是決定性的：在測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，用于生產(chǎn)的軟件解決方案將會自動發(fā)出指令。你可以看到這種情況在今天的工廠里已經(jīng)率先出現(xiàn)。例如：許多汽車制造商和供應(yīng)商正在采用蔡司的一款中央軟件平臺PiWeb，通過它對他們的工藝過程和質(zhì)量信息進行融合。如今，它仍在被使用，如遇到所在測量值中出現(xiàn)偏差時，對決定如何調(diào)節(jié)焊接機器人作出評估。當(dāng)然，這一情形肯定會發(fā)生改變。在未來，軟件平臺將獨立地啟動這些調(diào)整。例如：如果測量數(shù)據(jù)是朝著特定的方向偏移，該系統(tǒng)會按照智能軟件模塊的規(guī)定，指示機器人改變焊接參數(shù)，如焊接電流或電極力。這完全符合未來的工廠生產(chǎn)自我調(diào)節(jié)的要求。