二十一世纪多元传感测量技术引发的经济思考

作者：Products, Inc. R. Stephen Flynn    来源：Ringer

欢迎访问e展厅 展厅 10 机器视觉展厅 工业相机, 镜头, 视觉传感器, 图像采集卡, 视觉光源, ... 在目前这个对消费比较敏感的经济环境下，要决定是否花钱、什么时候花以及究竟怎样花才能获得最大利益已成为一个严峻的话题。制造设备（包括计量系统）被视为资本投入，而要作怎样的投资，不仅仅与价格有关，更受其他因素的影响。这些投资决定往往基于影响制造商收益的其他因素，比如 ：提高生产率、保持有竞争力的先进技术、市场规模及其发展状况、对市场需求的预测以及对产品生命周期的理解。在目前变幻莫测的全球整体经济下滑的环境下，人们对成本倍加关注，而要正确预测市场也比往常更加困难了。在这种严峻的形势下，一个有进取精神的制造商应该如何做出聪明的投资决定呢？ 要在制造业投资，需要评估投资的风险和收益。不同的情况会导致不同的风险，且受到制造商所生产的产品类别以及此产品所处的生命周期的影响。准备投资的公司对收益非常关心，而进行价值比较就是多元传感计量方案大展身手之处。 尽管当我们需要测量系统时，往往是因为某一个具体项目。但是在我们对多元传感系统的投资进行分析时，还要考虑这套系统的使用寿命以及其他问题，比如如何拓展其性能才能使之应用范围更广、适合更多新产品，同时还能支持现有的产品类型等。 在现有产品上采用多功能系统的最新测量技术，能够提高效率、提高生产能力、降低废料率，这恐怕是很多人在投资开始时未曾想到的——在多元传感器系统投资获得的收益，能超出最初的项目或产品的预期回报。 决定价值 很明显，在采购过程中用户最关注系统的测量性能，当然多元传感计量的其他方面也很重要。我们需要考虑：这套系统可用于制造过程的哪道工序、工件的哪些具体尺寸需要测量、谁会操作这套系统、它的生产能力如何才能影响生产流程。要想获得最佳投资回报，这些问题都很重要。 关于多元传感器测量系统能用于哪些地方，必须考虑很多因素，比如适当的环境因素、恰当的使用方法、系统在制造流程中的位置等。 测量系统与零部件制造流程联系越紧密，工件装卸次数就越少。如果此系统能够取代其他测量设备，还可以更有效地在不同位置上进行设置。如果此系统应用于进料检测或出货检测，其位置效果将更加明显。如果在制造过程中进行测试，通过获得的测试结果，可以帮助用户决定是继续制造这个零部件，还是立即报废以节省成本，或者重新调整制造流程（这些测试能够影响制造流程）。如果测量系统能够支持多段制造流程的话，它们的安装位置会对整个生产流程都起到非常重要的作用。 如果执行单元式生产，测量系统可用于机床加工过程，通常可在每步工艺流程完成后进行工件测量，这种测量在所有工艺流程终了时还会再做一次。一个多元传感系统在能够取代多种测量机的单元式生产中，占据空间更小，性能更多。 除了占据空间更小、耗费电量更少以外，此系统对固定装置的要求更低、工件装卸次数更少、培训费用更低——需要的系统减少了，所以需要学习操作和服务的项目也减少了。通过使用已编程的数控操作系统，机床操作员还能操作测量系统，使零部件的生产和测量同时进行。 通常一个多元传感测量系统可支持几种生产操作。如果一开始将系统安装在生产流程的中心位置的话，操作员到每个工序的距离就会尽可能地平均。 在决定测量系统安装位置上，应优先考虑要测量的零部件、与其他制造决策相关的具体测量的临界状态，以及每个零部件或此生产流程要求测量的次数。 比如，在一个生产流程开始阶段，一些外形尺寸是非常重要的。以此测量结果为基础，这些工件有更严格的尺寸要求，必需检测合格后，方可进行进一步加工。在制造过程中，可能需要零部件返回测量系统测量几次。工件的测量次数、测量系统的分辨率和零件公差是多少，测量了多久，都会影响机器是否要继续加工的决策。 选择合适的多元传感测量系统时，先要考虑哪些方面需要检测。这就是为什么要配置特殊的传感器种类和不同的传感器组合。制造工程师需要知道哪些工艺流程应该进行测量，而测量仪器供应商也必须明白哪些测量技术最有效。 在制造厂家现场对实际工件进行应用案例研究时，是非常有帮助的。这种研究能帮助测量设备公司找到满足零件图要求的系统和传感器。这样的应用研究在制造商投资之前先提供了一重保障，可以按其具体要求配置最适合的多元传感器系统。 在考虑使用何种测量仪器时，首先要考虑到工件及夹具的尺寸。测量仪器必须足够大，可容纳需测量的工件及夹具，还能给测量传感器留有一定的工作间距。比如，为了能够准确聚焦，光学和激光系统要求有一定的工作距离。触发式探针需要保证一定的工作间隙，必须接近工件表面，触发后回到原位。检测内部尺寸时，如：测量有钻孔的零件，探针长度必须能够穿过工件伸进钻孔。比如 ：测量一个6英寸的零部件顶部，测量系统的行程必须超过6英寸。 便于操作 很多时候，需要测量的部分往往分布在工件不同的侧面。操作员需要测量不同的边时，有时不得不移动零部件，导致测量时间延长，还可能增加额外的夹具成本。如果一次就能将零部件架设成功，不需操作员改变位置就能应用适当的传感器进行测量，就能增加测量的准确度，还能节省时间。但是，不是所有的传感器都能从不同方向操作的。 视频系统可轻易测量与光轴垂直的工件特征。如果固定住光轴，测量就得局限在光轴所对应的那个方向上。触发式传感器及其同类微型传感器，能够在它们的光轴上或在主光轴的垂直角度上进行测量。星形探针延伸了普通探针的定向功能，可以从不同角度进行测量。使用旋转台，设置一次就可以进行多个表面的测量。 以上的例子解释了为何使用恰当的多元传感系统能让不同工业领域的制造者都受益非浅。通过应用研究，发现工件的最佳安放位置以完成预期的测量要求。 多元传感测量系统的操作人员也很重要。一位操作员经过简单的培训，就能启动并运行用于CNC自动测量系统的许多程序。一个可以进行多次零件更换的生产操作，可以由几个受过培训的操作员，使用一套零部件测量程序完成。通过效率极高的测量软件，操作员在计算机屏幕上点击一下零部件图片，或者扫描零部件上的识别码，就能执行测量程序，从而大大简化操作过程。所以，应用多元传感测量系统后，培训将不再集中于教授操作员如何测量，而是集中在装卸零部件上了。除这些操作员外，还有另一个等级的操作员。他们能够编写零部件的测量程序。在许多操作中，他们既能编码也能运行程序。 不管有多少用户使用多元传感测量系统，在他们选择最佳系统及其配置时，都会评估系统使用的难易程度。将高精度、多功能的测量性能及操作者的培训、知识水平结合起来，就能获得最理想的工件尺寸测量效果。设计良好的测量系统，会预先考虑到用户需求，尽最大可能兼顾系统的强大功能和易用性。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/8/2010)