Wahl zwischen Laser-Radar und Laser-erweitertem CMM: Expertenrat

Nutzen Sie eine riesige Koordinatenmessmaschine für Inspektion?

Ein Tech Briefs Leser fragte einen Branchenexperten, ob er auf Laser-Radar umsteigen sollte … oder einfach nur einen Laser zu seinem „CMM“ hinzufügen.

Ein CMM ist eine von wenigen Optionen für einen Hersteller, der sicherstellen möchte, dass Komponenten nach erforderlichen Toleranzen und Spezifikationen gebaut werden.

Auf einer Produktionslinie haben Sie hauptsächlich zwei Metrologie-Optionen: Offline oder Inline.

Offline-Metrologie-Werkzeuge

Ein Offline-CMM verwendet Arme, Tracker und manuelle Metrologie-Messgeräte, um Teile zu inspizieren, wie Unterbodenkomponenten und Verschlüsse, zum Beispiel.

Paul Lightowler, Produktmanager beim in Brighton, MI ansässigen Laser-Radar-Hersteller Nikon Metrology, glaubt, dass Koordinatenmessmaschinen wertvoll sind, aber auch Nachteile haben, aufgrund ihrer Offsite-Platzierung.

„Sie bieten einen guten Goldstandard“, sagte Paul Lightowler den Teilnehmern in einem Tech Briefs Webinar mit dem Titel „Reducing the Cost of Quality in Automotive BiW“.

Aber Sie müssen das Teil von der Produktionslinie in einen CMM-Raum bringen. Die Bereiche können mit schlechten Teilen überlastet werden, was einen potenziellen Flaschenhals schafft.

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„Sie müssen entweder viele CMMs haben, oder sehr lange Schichten“, sagte Lightowler zum Publikum. „Wenn es ein Problem auf der Produktionslinie gibt, muss alles andere stoppen und Sie müssen versuchen, Messungen in den CMM-Raum zu bekommen, um Entscheidungen zu treffen und Feedback darüber zu erhalten, was tatsächlich passiert.“

Inline-Metrologie-Werkzeuge

Eine andere, Inline-Metrologie-Option entfernt die Notwendigkeit für einen extra Raum und integriert die Metrologie in die Produktionslinie, indem sie Teile misst, während sie gefertigt werden.

Die hochauflösenden, festen Sensoren haben einen schnellen „Go/No-Go“-Weg, Spezifikationen zu messen.

Die bekannte Sensoroption hat jedoch auch ihre Nachteile, sagt Lightowler. Die Inline-Sensoren sind „relative“ Systeme, die nur Informationen im Kontext ihres Platzes auf der Produktionslinie liefern.

Mit anderen Worten: Inline-Metrologie kann Ihnen sagen, wo ein bestimmtes Merkmal ist, aber sie kann nicht detektieren, wo ein Merkmal relativ zu einem anderen Merkmal ist.

„Es kann Ihnen nicht sagen, wo dieses Merkmal in einer XYZ-Koordinate des Karosseriekörpers ist“, sagte Lightowler. „Es kann nur sagen, ob es sich von dem letzten Mal bewegt hat, als Sie es gemacht haben.“

Laser-Radar

Eine alternative Option kombiniert sowohl Inline- als auch Offline-Ideen: Laser-Radar.

Laser-Radar verwendet eine langreichweitige optische Sonde (einen Laserstrahl), um Messungen auf dem Shopfloor durchzuführen. Die berührungslosen Messungen des Werkzeugs werden auf einer Vielzahl von Oberflächen durchgeführt, einschließlich blanker Karosserieteile und lackierter Oberflächen.

Die Radare können an einem Standard-6-Achs-Roboterarm installiert werden. Der Roboter positioniert den Laser-Radar automatisch so, dass er Bereiche inspizieren kann, die sonst von der Sichtlinie verdeckt sind. Der Laser-Radar misst dann automatisch Ausrichtungspunkte und Merkmale wie Löcher, Schlitze, Stifte und Bolzen.

Zwei Laser-Radare, wie die im obigen Bild gezeigten, können 700 Merkmale an einem BIW-Fahrzeug in weniger als einer Stunde messen, laut Nikon Metrology.

Einige Hersteller montieren jedoch einen Laserscanner an ihren bestehenden Maschinen. Kann diese Option genauso gut funktionieren?

Ein Teilnehmer hatte folgende Frage an Lightowler:

„Sie erwähnten, dass CMMs langsam beim Messen sind, aber es gibt eine allgemeine Bewegung hin zu Laserscanning, was die Datenerfassungsgeschwindigkeit mit derselben Hardware verbessert. Verringert das nicht die Vorteile einer Laser-Radar-Lösung?“

Lesen Sie Lightowlers Antwort unten.

Paul Lightowler: In gewissem Maße ja. In gewissem Maße nein.

Ein traditioneller CMM, wenn man darüber nachdenkt, ist ein Tastsystem. Tastsysteme sind relativ langsam. Sie müssen den Taster in das Merkmal bewegen. Sie müssen ihn bewegen, einen Punkt nehmen, ihn wieder bewegen, einen weiteren Punkt nehmen – es kann sehr lange dauern, jedes Merkmal mit dem Tasten zu messen.

Hier hilft die Entwicklung von Laser-Linienscannern. Sie gibt es seit vielen Jahren, aber sie waren nicht so erfolgreich, wenn man so will, in der Automobilindustrie, wie viele Unternehmen es sich gewünscht hätten. Sie wurden übernommen und können die Geschwindigkeit dieser Messungen erheblich verbessern.

Aus unserer Erfahrung sehen wir typischerweise, dass Laserscanner die Zeit dieser Messungen halbieren oder die Geschwindigkeit verdoppeln können, wenn man so will. Das ist eine Möglichkeit, Ihre Messgeschwindigkeit zu erhöhen und Messzeit zu verringern.

Aber ein Laser-Radar kann 6-mal schneller sein als ein CMM, also sind wir potenziell immer noch dreimal schneller als ein CMM mit einem Scanner darauf.

Wenn Sie nicht in einen neuen CMM investieren wollen, ist ein Scanner ein großartiger Weg, Ihren CMM zu upgraden. Aber wenn Sie Ihren CMM ersetzen müssen, dann müssen Sie fragen: „Wollen Sie ihn durch einen anderen CMM mit den Nachteilen ersetzen, oder wollen Sie etwas Neues ansehen, das ein Laser-Radar-System sein könnte, das Ihnen eine noch größere Geschwindigkeit gibt?“

Nutzen Sie CMMs? Inline-Sensoren? Würden Sie Laser-Radar verwenden? Senden Sie Ihre Fragen und Kommentare unten.