Công ty Vitz – chuyên gia về công nghệ đột và uốn đến từ Đức đã lựa chọn công nghệ đo lường toạ độ đa cảm biến 3D của Werth để đảm bảo lợi thế cạnh tranh của mình.
Với khoảng 300 nhân viên và hơn 350 máy móc sản xuất hiện đại, Vitz chuyên sản xuất lò xo, các bộ phận dập và uốn từ vật liệu tròn và phẳng cũng như công nghệ che chắn cho ngành công nghiệp điện tử. Giám đốc điều hành nhấn mạnh: “Chuyên môn của chúng tôi là xử lý vật liệu cứng và mỏng có độ dày màng từ 4 mm đến 40 µm”. Khách hàng chủ yếu đến từ các ngành công nghiệp như ô tô, viễn thông, đồ gia dụng và cơ khí. Theo Vitz, họ đánh giá cao “sự linh hoạt và sức mạnh đổi mới của công ty chúng tôi cũng như các tiêu chuẩn chất lượng cao của sản phẩm của chúng tôi”.
Ông cho rằng chất lượng là nhờ vào những nhân viên giàu kinh nghiệm của mình cũng như công nghệ sản xuất và đo lường chất lượng cao: “Các thiết bị kiểm tra hiện đại nhất trong bộ phận sản xuất và chất lượng là cơ sở cho các giải pháp sản phẩm chính xác, riêng biệt và tiết kiệm chi phí”. Công ty của ông đã làm việc với các thiết bị đo Werth trong nhiều năm Công nghệ đo lường – ban đầu được sử dụng để đo quang học các bộ phận dây uốn với yêu cầu chất lượng cao. Năm 1989, máy chiếu đo Optimus được mua và vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Điều khiến nó khác biệt so với các máy chiếu thông thường là “mắt chính” tích hợp, một cảm biến sợi quang để phát hiện cạnh hoàn toàn tự động, được Werth Messtechnik giới thiệu vào những năm 1970.
Điểm nổi bật trong phòng đo QA tại Vitz là Scope Check FB-DZ, một thiết bị cổng đo lường của Werth với hai bút lông độc lập để đo quang học và xúc giác. Hình ảnh: Werth
Các phương pháp đo quang học có tầm quan trọng đặc biệt tại Vitz – do dòng sản phẩm chứa nhiều bộ phận có thành mỏng và mỏng manh. Đo không tiếp xúc giúp tránh các lỗi có thể phát sinh do bộ phận bị lún khi chạm vào cơ học. Năm 1996, những người chịu trách nhiệm tại Vitz đã đầu tư vào thiết bị đo Video Check S đầu tiên của họ với các cảm biến xử lý hình ảnh của Werth, sau đó là Scope Check S vào năm 1999. “Werth luôn dẫn đầu trong lĩnh vực công nghệ đo quang học,” Michael Vitz nói về quyết định vào thời điểm đó. “Và khi nói đến kết quả đo có độ chính xác cao thì không có cách nào vượt qua được Werth. Bởi vì chúng tôi đã có thể xác định nhiều lần rằng chúng tôi đạt được lợi thế cạnh tranh thông qua các máy đo tọa độ 3D này.”
Ông lấy ví dụ về phép đo độ phẳng không tiếp xúc trên các bề mặt: “Chúng tôi đã tiến bộ rất nhiều về vấn đề này với khả năng xử lý hình ảnh Werth bao gồm thu phóng và lấy nét tự động tích hợp. Chúng tôi có thể đo độ phẳng với độ lặp lại cao, điều mà hầu hết các đối thủ cạnh tranh không thể làm được.” Điều này mang lại cho Vitz tình hình trật tự tốt, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ che chắn. Ví dụ, các chuyên gia về các bộ phận được dập và uốn cong được giao nhiệm vụ sản xuất các tấm chắn cho điện thoại di động phải có độ phẳng 0,1 mm.
Để có thể thực hiện những nhiệm vụ này và những nhiệm vụ tương tự nhanh hơn và chính xác hơn, vào năm 2002, họ đã đầu tư vào một Video Check S 400 khác với hai đường truyền tia quang học. Ngoài khả năng thu phóng quang học linh hoạt, đường truyền tia quang học cố định với cảm biến laser có độ chính xác cao được tích hợp để quét nhanh. Độ chính xác cao và ổn định lâu dài của dòng thiết bị này được đảm bảo bởi hệ thống dẫn hướng độc đáo. Tải trước ổ trục được tạo ra bởi từ tính và trọng lực. Điều này làm giảm đáng kể ma sát bên trong của ổ trục và do đó giảm thiểu phản ứng ngược của trục đo, dẫn đến độ lệch đo chiều dài rất nhỏ.
Thị trường đã nói rõ với những người chịu trách nhiệm tại Vitz rằng việc đo lường chính xác quan trọng như thế nào để có thể sản xuất các mặt hàng một cách chính xác và đáp ứng yêu cầu của khách hàng (từ trái sang phải): Giám đốc điều hành Michael Vitz, Christian Franke (Trưởng bộ phận Chất lượng) Assurance) và Patrick Fornalik (Nhân viên đảm bảo chất lượng) Ảnh: Werth
Cảm biến tiếp xúc bổ trợ quang học để ứng dụng các quy trình khác nhau trên cùng một thiết bị
Christian Franke, người đứng đầu bộ phận đảm bảo chất lượng, chịu trách nhiệm về việc mua sắm và phát triển hơn nữa công nghệ đo lường. Ông chỉ ra công nghệ đa cảm biến, một thế mạnh của máy đo Werth: “Các máy đo tọa độ 3D đầu tiên của chúng tôi từ Werth ban đầu chỉ được trang bị cảm biến quang học. Chúng tôi đã sớm trang bị thêm các phương pháp đo xúc giác và từ đó trở đi chỉ đặt hàng các thiết bị đa cảm biến. Lợi ích của việc sử dụng các quy trình khác nhau trong một thiết bị là rất quan trọng đối với chúng tôi.”
Bằng cách này, nhân viên đảm bảo chất lượng có thể quyết định tính năng nào được đo bằng cảm biến nào đối với từng sản phẩm – tùy thuộc vào độ chính xác cần thiết và cách họ có thể đạt được kết quả nhanh hơn. Patrick Fornalik, một trong bốn nhân viên đảm bảo chất lượng làm việc trên các thiết bị đo hàng ngày, xác nhận: “Điều thú vị về công nghệ đa cảm biến là chúng tôi luôn ở trong cùng một hệ tọa độ, bất kể chúng tôi đo bằng quang học hay xúc giác. Không cần phải kẹp lại sai cách vào các thiết bị khác hoặc chuyển đổi vị trí cảm biến.”
Phòng đo làm trụ sở cho việc lấy mẫu và lập trình ban đầu
Nơi làm việc của Fornalik là phòng đo QA, nơi ngày nay có trạm lập trình ngoại tuyến Win Werth cũng như trạm lập trình Video Check S 400 lâu đời nhất hiện có. Được mua vào năm 1999, Vitz luôn cập nhật nó với công nghệ mới nhất. Đầu tiên là với nút chuyển đổi TP20, sau đó là nút sợi Werth và cuối cùng là TP20 được đổi bằng TP200 có khớp xoay. Christian Franke, người đứng đầu QS nhấn mạnh: “Werth cung cấp cơ chế chính xác lâu dài và giúp luôn cập nhật phần mềm của các thiết bị cũ hơn. Kiểm tra video hoạt động với phiên bản hiện tại của phần mềm đo Win Werth, cũng như tất cả các thiết bị đo Werth khác tại Vitz.
Thiết bị đo thứ hai trong phòng đo QS là Scope Check FB-DZ 400 x 500, được mua vào năm 2017, được trang bị cảm biến xử lý hình ảnh bao gồm ống kính zoom quang học Werth đã được cấp bằng sáng chế với cảm biến khoảng cách laser Werth Laser Probe tích hợp. Nó cũng chứa một khớp xoay cho đầu dò đo SP25 và hai cảm biến quang-xúc giác Contour Probe.
Cấu trúc hình sóng có thể được đo rất chính xác bằng cảm biến bút quang-xúc giác Werth Contour Probe WCP Hình ảnh: Werth
Franke giải thích: “Thiết bị đo trong thiết kế cầu cố định này có hai bút lông độc lập để đo quang học và xúc giác, có nghĩa là cả hai nguyên tắc đo có thể được kết hợp một cách tối ưu”. Trong khi một cảm biến đang đo, chiếc bút lông thứ hai vẫn ở vị trí dừng bên ngoài phạm vi đo. Điều này có nghĩa là các hình học trên phôi có thể dễ dàng tiếp cận từ mọi phía – mà không có bất kỳ nguy cơ va chạm nào. Trục rút do Werth phát triển cho trạm thay đổi đầu dò giúp có thể thay đổi nhiều loại đầu dò hoàn toàn tự động mà không làm mất phạm vi đo. Để làm được điều này, trạm thay đồ được đẩy từ vị trí đỗ vào khu vực đo thông qua các trục của máy đo tọa độ rồi lại đỗ ở bên ngoài.
Fornalik giải thích: “Chúng tôi chủ yếu sử dụng thiết bị đo để lấy mẫu ban đầu. “Nó đo rất nhanh và nhờ thiết bị cảm biến rộng rãi và phạm vi đo lớn, chúng tôi cũng có thể quét các bộ phận phức tạp ở mọi vị trí.” Fornalik và các đồng nghiệp của ông cũng sử dụng Scope Check FB-DZ để tạo các chương trình đo lường cho các máy đo tọa độ 3D khác của Werth được sử dụng trong sản xuất. Fornalik cho biết: “Nhân viên sản xuất và nhà sản xuất công cụ của chúng tôi đôi khi yêu cầu các chương trình phức tạp khó có thể tạo ngoại tuyến”. “Vì thiết bị cổng thông tin của chúng tôi tương thích ngược với các thiết bị đo lường khác nên chúng tôi thấy việc lập trình dễ dàng hơn nhiều và không cản trở bất kỳ công suất nào trong phòng đo sản xuất. Ngược lại. Thiết bị cổng thông tin cũng hoạt động như một phương án dự phòng trong trường hợp thiết bị đo lường bị lỗi.”
Trong phòng đo sản xuất, công nhân tự đo – ví dụ để kiểm soát quá trình sản xuất
Nhân viên sản xuất và người chế tạo công cụ tại Vitz sử dụng phòng đo sản xuất để chạy trong máy, giám sát và kiểm soát quá trình sản xuất cũng như thực hiện các thay đổi đối với công cụ. Thiết bị bao gồm một Scope Check S và hai Video Check S.
Scope Check S chủ yếu được sử dụng để đo hoàn toàn tự động các điểm tiếp xúc phích cắm được sản xuất với số lượng lớn cho ngành công nghiệp ô tô. Video Check S từ năm 2002 có bộ phận quang học cố định với WLP Werth Laser Probe tích hợp, lý tưởng cho các phép đo diện tích nhanh, có độ chính xác cao với mật độ điểm cao.
IP Check Video trong phòng đo QS đã được cập nhật nhiều lần, gần đây nhất là nút chuyển mạch TP200 và khớp xoay. Trạm lập trình ngoại tuyến có thể được nhìn thấy ở bên phải. Hình ảnh: Werth
Thiết bị đo số ba là Video Check S 400 mới nhất, được trang bị rộng rãi với Werth Zoom và WLP, đầu dò đo SP25M và hai cảm biến xúc giác-quang Werth Contour Probe WCP, được bổ sung bởi trục rút đầu dò và trạm đỗ cho các cảm biến . Fornalik giải thích: “Chúng tôi chủ yếu sử dụng video kiểm tra này để kiểm tra đường viền của màng xúc tác rộng tới 270 mm và chỉ dày 65 µm mà khách hàng của chúng tôi sử dụng trong các bộ lọc hạt bồ hóng”. “Chúng tôi đục một đường biên dạng sóng và nhiều lỗ khác nhau trên màng này. “Đặc biệt nhờ cảm biến bút cảm ứng, có thể được định vị theo tọa độ phôi nhờ khái niệm đa cảm biến, chúng tôi có thể đo tất cả các tính năng một cách chính xác, nhanh chóng và lặp lại.”
Khi nói nhanh ở đây, nó có nghĩa là quy trình tự động hiện chỉ mất 12 phút. Để so sánh: trước đây phải mất 1 giờ khi mỗi đường viền riêng lẻ phải được đo bằng tay trên thiết bị đo đường viền cổ điển.
Trạm thay nút cho WCP đã được trang bị thêm hai năm trước. Werth đã thiết kế nó theo cách nó được đặt bên ngoài phạm vi đo và chỉ được đặt ở vị trí đo trong phạm vi đo để thay đổi đầu dò. Hình ảnh: Werth
Kết quả đo có thể lặp lại tối ưu hóa sản xuất
Sử dụng ví dụ về màng xúc tác, Giám đốc điều hành Vitz làm rõ tầm quan trọng của việc đo lường trong sản xuất từ quan điểm kinh tế: “Khi thiết lập máy đục lỗ cho sản phẩm có dung sai rất hẹp, thường cần phải điều chỉnh nhiều lần, điều này chỉ có thể thực hiện được nhờ việc đo nhanh do chính người thợ thực hiện và tốn ít thời gian. Điều này làm giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động của máy.”
Công nghệ đo lường cũng mang lại lợi ích trong việc hỗ trợ sản xuất và kiểm soát quy trình. Công nhân lấy mẫu theo những khoảng thời gian nhất định và đo trong phòng đo sản xuất theo các thông số kỹ thuật đảm bảo chất lượng trên các thiết bị đo Werth phù hợp. Bạn nhận ra khi kích thước thay đổi và có thể điều chỉnh cho phù hợp.
Vì dữ liệu đo lường được ghi lại thường xuyên và ghi lại theo cách có thể tái tạo nên những người chịu trách nhiệm cũng nhận được thông tin đáng tin cậy về xu hướng dài hạn trong sản xuất và có thể bắt đầu các biện pháp thích hợp. Dữ liệu cũng phục vụ như một tài liệu tham khảo cho khách hàng.
Kinh nghiệm trong vài năm qua đã cho Giám đốc điều hành Vitz và các nhân viên của ông thấy tầm quan trọng của việc đo lường chính xác để có thể sản xuất tiết kiệm và đáp ứng yêu cầu của khách hàng: “Khi những điều này tiếp tục tăng, chúng tôi cũng phải luôn cập nhật về đo lường công nghệ. Tiếp theo, chúng tôi có thể sẽ đầu tư vào máy chụp cắt lớp vi tính của Werth, nơi cung cấp đầy đủ dữ liệu đo 3D chỉ trong một lần đo.”