未來(lái)測(cè)量趨勢(shì) | 蔡司三坐標(biāo)互聯(lián)式測(cè)量技術(shù)成就工業(yè)4.0

生產(chǎn)技術(shù)和信息技術(shù)正在與人們提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)不斷地融合。在這個(gè)融合的過(guò)程中，需要解決不少問(wèn)題和疑惑，譬如智能工廠有哪些要素？人類和機(jī)器進(jìn)行識(shí)別加工中不可預(yù)見(jiàn)狀況有采用什么方法？滿足哪些條件才能真正執(zhí)行自動(dòng)化管理？……從在線測(cè)量、線邊測(cè)量、測(cè)量室中的離線測(cè)量再到測(cè)量數(shù)據(jù)4.0，打破邊界的融合正在初顯雛形，這意味著未來(lái)工廠將從你的相象中跳入現(xiàn)實(shí)。

測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)將成為智能化工廠中的控制手段，只有不斷地同時(shí)獲取工件的質(zhì)量數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，這種控制手段才可以執(zhí)行自動(dòng)化管理。工業(yè)測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)將在虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界之間構(gòu)建起一個(gè)互通的界面，虛擬世界自動(dòng)規(guī)劃和模擬生產(chǎn)過(guò)程，而現(xiàn)實(shí)世界的一切則并不都按照計(jì)劃進(jìn)行。只有通過(guò)測(cè)量和檢驗(yàn)技術(shù)，從現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)中獲得反饋才有可能防止不合格品的產(chǎn)生。這是人類和機(jī)器進(jìn)行識(shí)別不可預(yù)見(jiàn)狀況的唯一方式，例如：其除了可以用以預(yù)防性維護(hù)以外、還可以用于識(shí)別機(jī)床比原計(jì)劃提前的磨損程度、以及用于識(shí)別所加工材料不可預(yù)見(jiàn)的質(zhì)量的意外波動(dòng)。

測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)不僅用于確定質(zhì)量，它還必須還原所獲得的重要的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，并為公司的這些部件所用。而談到測(cè)量技術(shù)，企業(yè)需要同時(shí)采取不同的方法。在測(cè)量室采用的高度精確的離線測(cè)量技術(shù)，未來(lái)將在生產(chǎn)環(huán)境中的在線和線邊技術(shù)中共享測(cè)量任務(wù)。

在線測(cè)量

雖然測(cè)量技術(shù)在過(guò)去獨(dú)立于生產(chǎn)運(yùn)行周期以外，但是生產(chǎn)中在線檢測(cè)的重要性仍在不斷強(qiáng)化。現(xiàn)在檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)完全地融入到生產(chǎn)中，例如在車身構(gòu)件中已全面得到實(shí)施。在實(shí)際的生產(chǎn)中如果沒(méi)有檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等技術(shù)或者沒(méi)有調(diào)節(jié)過(guò)程這些階段，這樣的工廠應(yīng)該是沒(méi)有未來(lái)可言的。
在生產(chǎn)中為了預(yù)防錯(cuò)誤的發(fā)生，在數(shù)據(jù)序列中對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估和連續(xù)的可視化監(jiān)測(cè)已成為發(fā)展趨勢(shì)。如果統(tǒng)計(jì)結(jié)果異常，那么在出現(xiàn)故障跡象的瞬間就可以迅速地作出反應(yīng)。例如可以在切削刀具完全磨損導(dǎo)致廢品出現(xiàn)之前就得到檢測(cè)。即使在溫度波動(dòng)或灰塵級(jí)別較高的生產(chǎn)條件下，這種監(jiān)測(cè)也需要測(cè)量和檢驗(yàn)技術(shù)具有相對(duì)高的精確度和圖像分辨率，所有這一切同時(shí)都必須適合生產(chǎn)線的速度。目前，這一過(guò)程通過(guò)在機(jī)器人上攜帶光學(xué)傳感器而獲得實(shí)現(xiàn)，例如自動(dòng)檢查車體部件等。

線邊測(cè)量

檢驗(yàn)工作除了使用在線測(cè)量系統(tǒng)以外，線邊測(cè)量系統(tǒng)也越來(lái)越廣泛地得到采用，通過(guò)這樣100%的檢驗(yàn)可以促進(jìn)所采用生產(chǎn)技術(shù)的趨勢(shì)分析和工藝檢測(cè)。隨著這些系統(tǒng)的使用，部件的整個(gè)表面都可以被數(shù)字化，然后通過(guò)測(cè)量技術(shù)靈活地進(jìn)行分析。擁有這些技術(shù)的企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域則都設(shè)有測(cè)量輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以立即向在線工人提供測(cè)量結(jié)果，從而節(jié)省了送往測(cè)量室的時(shí)間。例如：通過(guò)隨機(jī)抽樣，這些技術(shù)可方便快捷地為員工提供車身結(jié)構(gòu)的整體描述、整個(gè)部件在形成過(guò)程中其形狀和位置公差如何、以及自由曲面實(shí)際狀態(tài)與CAD模型中的實(shí)際狀態(tài)的比較等。這種線邊系統(tǒng)大大減少了用于測(cè)量室中的時(shí)間和精力，并將有關(guān)實(shí)際規(guī)劃的幾何比較數(shù)據(jù)傳送到車間，同時(shí)還將所采用的在線測(cè)量技術(shù)擴(kuò)展到線邊測(cè)量技術(shù)的工藝檢驗(yàn)中。

測(cè)量室中的離線測(cè)量

雖然通過(guò)在線或線旁技術(shù)獲得越來(lái)越多的質(zhì)量數(shù)據(jù)，但是測(cè)量室內(nèi)的測(cè)量工作仍然是企業(yè)將來(lái)每天日常工作不可缺少的一部分。它們所能具有的高精度，無(wú)論是在生產(chǎn)周期還是生產(chǎn)環(huán)境中，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)仍將是不可企及的，并仍將是技術(shù)追求的基準(zhǔn)目標(biāo)。只要是需要進(jìn)行綜合分析和/或高度準(zhǔn)確的測(cè)量，總會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，如需要解決原因未知的質(zhì)量問(wèn)題、提高設(shè)計(jì)水平或確保高度敏感的產(chǎn)品的質(zhì)量時(shí)。
然而測(cè)量室的時(shí)間也并非靜止不動(dòng)。隨著越來(lái)越多的多傳感器測(cè)量機(jī)的出現(xiàn)，測(cè)量過(guò)程變得越來(lái)越靈活和快速。今后，計(jì)量供應(yīng)商如果希望為他們的客戶提供一個(gè)完整的解決方案，他們必須能夠提供全部三種測(cè)量技術(shù)、并進(jìn)一步對(duì)在線、線邊和測(cè)量室中測(cè)量等技術(shù)進(jìn)行不斷的研發(fā)。而且他們也會(huì)與他們的客戶一起，考慮如何能夠有意義地將這三種方法進(jìn)行有效結(jié)合。當(dāng)企業(yè)以合適的數(shù)量和合適的用途采用正確的技術(shù)時(shí)，測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)則會(huì)變得更加高效。

測(cè)量數(shù)據(jù)4.0

在工業(yè)4.0時(shí)代，不僅數(shù)據(jù)采集將發(fā)生變化，而且數(shù)據(jù)處理也將發(fā)生變化：分散式智能系統(tǒng)將會(huì)在傳感器中預(yù)處理數(shù)據(jù)，并將其還原成最重要的數(shù)據(jù)再進(jìn)行發(fā)送。這使企業(yè)如何最大限度地減少傳輸時(shí)間和防止數(shù)據(jù)堆積如山變得無(wú)法評(píng)估。還有一件事對(duì)未來(lái)也是決定性的：在測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，用于生產(chǎn)的軟件解決方案將會(huì)自動(dòng)發(fā)出指令。你可以看到這種情況在今天的工廠里已經(jīng)率先出現(xiàn)。例如：許多汽車制造商和供應(yīng)商正在采用蔡司的一款中央軟件平臺(tái)PiWeb，通過(guò)它對(duì)他們的工藝過(guò)程和質(zhì)量信息進(jìn)行融合。如今，它仍在被使用，如遇到所在測(cè)量值中出現(xiàn)偏差時(shí)，對(duì)決定如何調(diào)節(jié)焊接機(jī)器人作出評(píng)估。當(dāng)然，這一情形肯定會(huì)發(fā)生改變。在未來(lái)，軟件平臺(tái)將獨(dú)立地啟動(dòng)這些調(diào)整。例如：如果測(cè)量數(shù)據(jù)是朝著特定的方向偏移，該系統(tǒng)會(huì)按照智能軟件模塊的規(guī)定，指示機(jī)器人改變焊接參數(shù)，如焊接電流或電極力。這完全符合未來(lái)的工廠生產(chǎn)自我調(diào)節(jié)的要求。