Integratie van metrologie in CNC-productie
Metrologie speelt een belangrijke rol bij nauwkeurige productie. Het biedt de theorieën, concepten, apparatuur en coördinatie voor het meten van verschillende dimensionale kenmerken en andere eigenschappen.
Het omzetten van het werkstuk in de gewenste vorm omvat verschillende stappen, ontwerp, bewerking en meting. De aanvaardbaarheid van elk gefabriceerd artikel wordt beoordeeld door verschillende metingen die ervoor zorgen dat het artikel past bij de vereiste toepassing.
Dit artikel gaat in op het concept van metrologie, de betekenis ervan in de productie en verschillende meetinstrumenten diepgaand.
Wat is metrologie?
In een breed spectrum verwijst metrologie naar meetwetenschap. Het omvat het ontwerp, de ontwikkeling en de uitvoering van meetapparatuur. Het heeft belangrijke toepassingen in technische productie, wetenschappelijk onderzoek en vele andere sectoren.
Toleranties zijn de fundamentele parameters voor het waarborgen van de maatnauwkeurigheid van productieonderdelen (RAGHAVENDRA, 2013). Metrologie definieert tolerantie, precisie, nauwkeurigheid, onzekerheid en al deze termen.
Laten we deze termen begrijpen, wat ze betekenen en hoe ze verband houden met productie.
Tolerantie
In de metrologie wordt tolerantie gedefinieerd als de "afwijking van dimensieparameter van standaard of gespecificeerde waarde, wat acceptabel is.” De tolerantie wordt weergegeven in termen van een plus- of minwaarde. Een tolerantie van ±0.01 mm betekent bijvoorbeeld dat het onderdeel tot 0.01 mm groter of kleiner kan zijn dan de standaard of gewenste maat.
Bij productie is tolerantie cruciaal omdat het de kwaliteit en functionaliteit van de gefabriceerde onderdelen of producten beïnvloedt. De geschikte toleranties garanderen dat het onderdeel past en functioneert zoals bedoeld. Het kan niet correct functioneren of passen met andere componenten zoals bedoeld als een onderdeel buiten het vereiste valt tolerantie bereik.
Nauwkeurigheid
Nauwkeurigheid is een metrologische parameter die aangeeft hoe dicht het gemiddelde van werkelijke waarden is gerelateerd aan de standaard of gewenste waarde. Tijdens de productie toont het het verschil tussen de exacte afmetingen, vorm en andere kenmerken ten opzichte van het CAD-model.
Fabrikanten gebruikten verschillende metrologische hulpmiddelen en technieken om nauwkeurigheid te garanderen. Precisiemeetinstrumenten, inspectieprocedures en kwaliteitscontroleprocessen zijn de onderdelen van het waarborgen van nauwkeurigheid. Deze hulpmiddelen en procedures helpen ervoor te zorgen dat de onderdelen voldoen aan de noodzakelijke specificaties en normen.
precisie
De precisie verwijst naar de mate waarin werkelijke waarden (gemeten door instrumenten) het rekenkundig gemiddelde van die waarden benaderen. Het wordt over het algemeen uitgedrukt in standaarddeviatie (𝜎).
Het dient als maatstaf voor de uniformiteit van het productieproces. Opeenvolgende metingen van de afmetingen van een onderdeel of andere eigenschappen zullen bijvoorbeeld waarden opleveren die zeer dicht bij elkaar liggen als het artikel met hoge precisie is vervaardigd. Omgekeerd, als een onderdeel met slechte nauwkeurigheid wordt geproduceerd, geeft een daaropvolgende meting enorm verschillende waarden.
Belang van metrologie in productie?
Relatie tussen metrologie en fabricage
Met de evolutie van geavanceerde productie heeft metrologie er aanzienlijk toe bijgedragen om er een nauwkeuriger en nauwkeuriger proces van te maken. Zonder metrologie is nauwkeurige productie bijna onmogelijk. Fundamentele wetenschap en technologie van metrologie werken samen met productieprocessen om de onderdelen te creëren volgens de specifieke vereisten.
De theoretische tekening of het CAD-model bestaat uit verschillende metrologische parameters, zoals toleranties, oppervlakteruwheid, nauwkeurigheid en precisie. Deze parameters worden gedurende het hele fabricageproces gebruikt. Hiermee kunnen de onderdelen worden gemaakt volgens de vereisten en specificaties die in de tekening worden vermeld.
1. Verificatie van afmetingen van grondstoffen
Het verifiëren van de afmetingen van grondstoffen is een essentiële stap in het fabricageproces, omdat de maatnauwkeurigheid van de grondstoffen de nauwkeurigheid van het eindproduct beïnvloedt. Als de grondstoffen niet de juiste maat of vorm hebben, kan dit leiden tot problemen verderop in het productieproces en resulteren in defecte producten.
Om de afmetingen van grondstoffen te verifiëren, gebruiken fabrikanten verschillende meetinstrumenten en -technieken, zoals schuifmaten, micrometers en coördinatenmeetmachines (CMM's). Met deze tools kunnen fabrikanten nauwkeurig de afmetingen van de grondstoffen meten om er zeker van te zijn dat ze aan de vereiste specificaties voldoen. Als de grondstoffen niet aan de specificaties voldoen, moeten fabrikanten ze mogelijk afwijzen of het fabricageproces aanpassen om rekening te houden met de verschillen.
2. Behoud van maatnauwkeurigheid en herhaalbaarheid.
Bij prototyping en massaproductieprocessen is herhaalbaarheid cruciaal voor het creëren van onderdelen met dimensionale consistentie. Het is alleen mogelijk met regelmatige meting en identificatie van gebreken.
Herhaalbaarheid zorgt ervoor dat de afgewerkte producten voldoen aan de vereiste specificaties en van hoge kwaliteit zijn. Onnauwkeurige of variabele afmetingen kunnen verderop in het productieproces tot problemen leiden, zoals een slechte pasvorm of slechte werking van het eindproduct.
Er worden verschillende metrologietools en -procedures gebruikt om de maatnauwkeurigheid en herhaalbaarheid te behouden. Fabrikanten gebruiken ook procescontroletechnieken, zoals statistische procescontrole (SPC), om de afmetingen van productieonderdelen of producten te bewaken en te controleren.
3. Identificatie en oplossen van problemen
Het identificeren en oplossen van problemen in het fabricageproces is een ander aspect van metrologie. Deze problemen kunnen defecte producten, productievertragingen en hogere kosten veroorzaken. Door deze problemen te identificeren en op te lossen, kunnen fabrikanten de efficiëntie en effectiviteit van hun productieprocessen verbeteren. Fabrikanten kunnen deze problemen voorkomen en de algehele kwaliteit en betrouwbaarheid van producten verbeteren door problemen in een vroeg stadium te identificeren en op te lossen.
Fabrikanten kunnen methoden voor probleemoplossing gebruiken, zoals analyse van de hoofdoorzaak en hit-and-trial, om de oorzaak van een probleem te vinden en op te lossen. Door metrologie te gebruiken om problemen in het productieproces te identificeren en op te lossen, kunnen fabrikanten de efficiëntie en effectiviteit van hun productieprocessen verbeteren en producten van hogere kwaliteit produceren.
Metrologie en aanverwante apparatuur kunnen vroegtijdig defecten opsporen, de procesbeheersing verbeteren en preventief onderhoud vergemakkelijken (Wat is metrologie en productietechnologie? 2022).
4. Het economische voordeel van metrologie in de productie
Metrologie is niet alleen gerelateerd aan productie in termen van kwaliteitscontrole. Het draagt ook bij aan de kostenbeheersing van een productieproject.
Nauwkeurige metingen tijdens de productie elimineren het risico van overproductie, materiaalverspilling en de productie van defecte onderdelen. Daarom zorgt metrologie ervoor dat onderdelen volgens de juiste specificaties worden gemaakt en helpt het om het aantal defecten te verminderen en hun productiekosten te verlagen.
5. Rol van metrologie in onderzoek en ontwikkeling
Metrologie helpt onderzoekers en ingenieurs nieuwe producten en processen te begrijpen en te verbeteren door hun belangrijkste kenmerken nauwkeurig te meten.
Een bedrijf dat bijvoorbeeld een nieuw koellichaam maakt, zal de warmteafvoer, stroomsnelheden, benodigde energie en andere kenmerken meten om de prestaties te begrijpen en te verbeteren.
Gemeenschappelijke metrologieapparatuur in productie
Meetinstrumenten
Bij de productie worden verschillende metrologie-instrumenten gebruikt om de afmetingen, kenmerken en eigenschappen te meten. Laten we er enkele in detail bespreken.
remklauwen
Schuifmaten meten lineaire en hoekafmetingen van ruw materiaal, bewerkte onderdelen en afgewerkte onderdelen. Schuifmaat schuifmaat, schuifmaat schuifmaat en digitale schuifmaat worden vaak gebruikt in de productie. De digitale is echter nauwkeuriger en gebruiksvriendelijker.
Coördinaten meetmachine (CMM)
Een Coördinaten Meetmachine (CMM) is het meest voorkomende meetinstrument in de maakindustrie. De CMM is gebaseerd op optische en lasermeetprincipes, die de fysieke geometrische kenmerken meten. Het kan afmetingen, vorm, positie en oriëntatie meten, wat helpt bij het berekenen van complexe vormen en kenmerken.
Laser scanarmen
Het is een geavanceerd meetinstrument dat tegelijkertijd een breed scala aan dimensies meet. De laserscanarm kan automatisch de verschillende geometrische punten scannen en met complexe wiskundige berekeningen de gewenste afmetingen leveren.
Testers voor oppervlakteafwerking
De oppervlakteafwerking van het materiaal wordt gemeten door Testers voor oppervlakteafwerking. Deze apparaten meten de verschillende oppervlakteafwerkingsparameters, zoals gemiddeld ruwheidsgetal, golving, scheefheid en meer.
Andere metrologie-instrumenten zijn onder meer;
-
- Weegschalen en weegschaal
- micrometers
- Profielmeters
- Hoogtemeters
- Dieptemeters
- Hoekmeters
- Draadmeters
- Waterpassen
- optische vergelijkers
- Rockwell-testers
- Trektesters
- Compressie testers
- Koppeltesters en nog veel meer.
Conclusie
Metrologie speelt een belangrijke rol in de productie, van eenvoudige metingen van afmetingen tot kwaliteitsborging van onderdelen of producten. Metrologie wordt gebruikt in verschillende stadia van het fabricageproces, waaronder de verificatie van de afmetingen van grondstoffen, de inspectie van bewerkte onderdelen en het testen van afgewerkte producten. Het is een essentieel onderdeel van nauwkeurige productie en speelt een cruciale rol bij het waarborgen van de kwaliteit en functionaliteit van gefabriceerde producten.
Boda is de on-demand productiedienstverlener voor meer dan 50 materiaalopties. We gebruiken geavanceerde meetinstrumenten, zoals een coördinatenmeetmachine (CMM), om de kwaliteit te waarborgen en nauwe toleranties te bereiken. U kunt een offerte aanvragen als u een productieservice nodig heeft voor uw project. Wij zetten uw ontwerp om in realiteit.
FAQ's
Wat is metrologie?
Metrologie is de wetenschap die het ontwerpen, ontwikkelen en uitvoeren van verschillende meetinstrumenten omvat.
Wat is tolerantie in metrologie?
Tolerantie in metrologie is de afwijking van een dimensieparameter van een standaard of gespecificeerde waarde die acceptabel is en geen invloed heeft op de functionaliteit van onderdelen.
Hoe wordt nauwkeurigheid gebruikt in de productie?
Nauwkeurigheid bij productie is een metrologische parameter die het verschil laat zien tussen werkelijke afmetingen, vorm en andere kenmerken in vergelijking met een CAD-model.
Hoe is precisie gerelateerd aan de uniformiteit van het productieproces?
Precisie in de productie verwijst naar de mate waarin werkelijke waarden het gemiddelde van die waarden benaderen. Het dient als maatstaf voor de uniformiteit van het fabricageproces.
Waarom is metrologie belangrijk in de productie?
Metrologie is van vitaal belang in de productie omdat het helpt om de nauwkeurigheid en precisie van onderdelen en producten te waarborgen, wat hun kwaliteit en functionaliteit beïnvloedt.
Hoe wordt metrologie gebruikt in het fabricageproces?
Metrologie wordt gebruikt in verschillende stadia van het fabricageproces, waaronder de verificatie van de afmetingen van grondstoffen, de inspectie van bewerkte onderdelen en het testen van afgewerkte producten. Het is een essentieel onderdeel van precisieproductie.
Bibliografie
- RAGHAVENDRA, N. (2013). ENGINEERING METROLOGIE EN METINGEN. OXFORD UNIVERSITEIT KRANT.
- (2022). Wat is metrologie en productietechnologie? GOODWIN University, van https://www.goodwin.edu/.