GLOBAL三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)正在測(cè)量裝夾在工裝上的葉片，測(cè)量機(jī)罩外是負(fù)責(zé)裝卸的機(jī)器人
自動(dòng)化的生產(chǎn)環(huán)境已經(jīng)不再是什么新鮮事了?？刂葡到y(tǒng)和信息技術(shù)降低了人工參與的需要，這個(gè)事實(shí)已經(jīng)存在了幾十年。而整合計(jì)量設(shè)備則是自動(dòng)化范例中相對(duì)較新的概念。通過將質(zhì)量檢測(cè)整合進(jìn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，企業(yè)可以受益于其檢測(cè)過程中重復(fù)性的提升和提高的檢測(cè)效率，從而獲得更好的過程控制。
涉及到集成計(jì)量設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)，其涵蓋了廣泛的潛在選擇。自動(dòng)式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM），即那些直接應(yīng)用電腦控制（DCC）的三坐標(biāo)，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在很多情況下自動(dòng)三坐標(biāo)幾乎完全替代了手動(dòng)三坐標(biāo)，它的測(cè)量過程完全由測(cè)頭自動(dòng)完成，所以，自動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是過程測(cè)量、向?qū)窖b配加工等自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)選擇。采用這些集合技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是較低的操作成本、一致的效能和提升的產(chǎn)品質(zhì)量。但是，采用這些自動(dòng)化系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)多少還是有的。
計(jì)量自動(dòng)化的障礙
雖然自動(dòng)化系統(tǒng)越來(lái)越受歡迎，但自動(dòng)化系統(tǒng)卻有一些局限性。普通的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)利用機(jī)器人設(shè)備方便工件的自動(dòng)搬運(yùn)。在某些情況下，如無(wú)人職守制造，整合計(jì)量工具的全自動(dòng)化生產(chǎn)單元是效率最高的解決方案；但是在大多數(shù)情況下，一個(gè)整合了自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)程的半自動(dòng)解決方案卻是效能最大化的解決方案。當(dāng)企業(yè)評(píng)價(jià)這些系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)時(shí)，需仔細(xì)考慮這些系統(tǒng)何時(shí)是有意義的，何時(shí)是沒有意義的，相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)和收益是什么。
最具挑戰(zhàn)性的方面當(dāng)屬實(shí)施這些自動(dòng)化項(xiàng)目時(shí)技術(shù)上的限制。在車間集成一個(gè)高精度的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通常是不可行的，這是因?yàn)檐囬g有振動(dòng)和溫度波動(dòng)。另一個(gè)局限可能是生產(chǎn)單元的循環(huán)時(shí)間。周期較長(zhǎng)的結(jié)果是采用半自動(dòng)化解決方案。例如，一個(gè)工件搬運(yùn)系統(tǒng)很難判斷機(jī)器人在一個(gè)小時(shí)的時(shí)間里是否只移動(dòng)四次。此外，如果一個(gè)車間單元生產(chǎn)工件的速度大于計(jì)量設(shè)備檢測(cè)工件的速度，可能就要設(shè)置一個(gè)零件緩沖區(qū)，以用于容納等待質(zhì)檢的零件。
GLOBAL三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在一個(gè)自動(dòng)化的電火花加工單元，一個(gè)安裝在滑軌上的裝卸機(jī)器人完成零件的裝卸
制造商可能面臨的更大問題還有工件的清潔——很多人還沒有意識(shí)到這個(gè)問題。零件加工后，會(huì)在其表面上殘余一些金屬屑和油污。在這個(gè)狀態(tài)下，零件不可能獲得精確的計(jì)量結(jié)果，而且重復(fù)的測(cè)量會(huì)損壞三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度。這個(gè)時(shí)候經(jīng)濟(jì)因素開始起作用。雖然許多人預(yù)期的初始成本很高，但是他們卻可能忽略所有潛在開支的因素，例如，可能會(huì)需要外罩和零件存放的緩沖區(qū)；由于機(jī)器人與三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)之間沒有標(biāo)準(zhǔn)的通訊編碼而缺少交鑰匙軟件解決方案；缺乏有經(jīng)驗(yàn)實(shí)施工程師；開發(fā)成本是必須認(rèn)真加以考量的其他因素。
為了解決上述的問題，海克斯康計(jì)量正在積極改善可行方案。我們的工程師將為之定制程序中間軟件，該中間軟件可以管理三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與生產(chǎn)環(huán)境之間的通訊，使得車間現(xiàn)場(chǎng)的活動(dòng)能夠同步。當(dāng)機(jī)器人向三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上裝載和卸載工件、與三坐標(biāo)上的外部設(shè)備（如零件夾具）接口時(shí)，中間軟件會(huì)與工件搬運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行通訊以收集環(huán)境信息；它管理和顯示所有測(cè)量系統(tǒng)狀態(tài)，并能夠告訴您測(cè)量是否正在進(jìn)行、循環(huán)是否可控、循環(huán)是否終止，或者，工件屬性是良好、臨界還是不合格等。
帶有三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的自動(dòng)化制造單元示意圖
半自動(dòng)化系統(tǒng)
有些時(shí)候，半自動(dòng)化系統(tǒng)甚至比全自動(dòng)化系統(tǒng)更具成本效益。任何制造商最終的目標(biāo)并不是工廠的全自動(dòng)化，而是在給定的條件參數(shù)下，獲取最大的效能。一個(gè)更容易實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，不是絕對(duì)聚焦于自動(dòng)化，而是減小資本支出；例如，一個(gè)企業(yè)可以高效運(yùn)行兩臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，就不需要三臺(tái)測(cè)量機(jī)。在自動(dòng)化和半自動(dòng)化工件搬運(yùn)系統(tǒng)/檢測(cè)系統(tǒng)之間作選擇的另一個(gè)成本考量因素是勞動(dòng)力。如，企業(yè)可能認(rèn)為最好消除5個(gè)低薪崗位，這樣企業(yè)就可以聘請(qǐng)3個(gè)高薪人員，這3個(gè)人可分別負(fù)責(zé)編程、操作和維護(hù)這個(gè)高科技系統(tǒng)。
雖然半自動(dòng)化的系統(tǒng)可能需要一個(gè)高技術(shù)水平人員的干預(yù)，但它可能是最好的應(yīng)用解決方案。例如，一個(gè)傳送帶上有4個(gè)零件托盤，該傳送帶自動(dòng)裝在測(cè)量機(jī)上。雖然一個(gè)人必須向傳送帶上裝夾零件，保證始終有一個(gè)零部件就位待檢。當(dāng)三坐標(biāo)操作員因?yàn)槠渌蝿?wù)走開時(shí)，這些零部件不會(huì)處于空閑狀態(tài)。
哪個(gè)選擇是正確的
對(duì)那些正在考慮將檢測(cè)系統(tǒng)和零件自動(dòng)化裝卸系統(tǒng)整合到一起的企業(yè)，最終的決定將基于應(yīng)用的細(xì)節(jié)。初始的一些考量因素包括需求的精度、工件的復(fù)雜程度、工件檢測(cè)前的清潔能力，以及首選技術(shù)——雖然大部分的應(yīng)用規(guī)范強(qiáng)制限定了技術(shù)的采用。
咨詢?？怂箍涤?jì)量專家，共同討論所有涉及的因素，以及相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)和收益，我們將為企業(yè)實(shí)現(xiàn)期望提供更好的思路和方案。■
