Framtiden handlar om automatisk mätning

För 29.e gången arrangerades den internationella mätteknikmässan Control. Från den 5.e till den 8:e maj visade 900 utställare från 32 länder upp sina nyheter på närmare 56 000 kvm utställningsyta. I år var första gången som utländska företag passerade 30 % av medverkande företa så mässan växer både internationellt och nationellt på bredden. De stora tyska företagen är dominerande och här kan vi nämna att tyska Zeiss hade största monter på över 1 000 kvm, tätt följda av japanska Mitutoyo, Nikon, engelska Renishaw och svenska Hexagon. Montrarna är välbyggda och man ser stora satsningar på exklusiva montrar även bland de lite mindre utställarföretagen, det är här man satsar och vill synas. Control mässan i Stuttgart har seglat upp som den idag mest betydande mässan inom mätning och kontroll när det gäller produkter inom både hårdvara och mjukvara.

För besökarna som i år var över 30 000 från c:a 90 länder så fanns det ett brett och intressant seminarieprogram att delta i och många montrar hade möjligheter för besökarna att få utförliga demonstrationer av olika produkter. Som första gångs besökare så kan man inte annat än att bli imponerad. Framförallt av den stämning och det intresse som finns bland besökarna. Man ser klart att industrin har en helt annan status i människors ögon här i Tyskland jämfört med Sverige och här är ett arbete inom tillverkningsindustrin ett framtidsjobb för många ungdomar. Man ser arbetet som produktionstekniker eller maskinoperatör som ett högteknologiskt arbete med många intressanta arbetsuppgifter och hög lön.

Som sagt, mätning och insamling av mätdata blir allt viktigare när tekniken utmanar alla gränser. Konstruktioner blir allt mer komplexa vilket också gör att tillverkningen av komponenter och produkter kräver effektivare mätprocesser, dels för att spara tid och dels för att mäta rätt. Att med hjälp av teknisk utrustning komma så nära 0 fel som möjligt är en utmaning för alla tillverkande företag och kräver ny teknik. Med en snabbare mätning av allt mer komplicerade mått blir tidsvinsterna stora om och mätprocesserna effektivare om man bl.a. anammar budskapet från flera av årets utställare – mätning i automation.

Det skall nämnas att det på många företag utvecklas produkter för att förenkla och automatisera mätning vilket minskar kunskapskraven hos t.ex. maskinoperatörer när det gäller mätutrustning som t.ex. skjutmått, mikrometrar och tolkar.

Tillverkningsindustrin går och ena sidan mer och mer mot massproduktion i automatiserade flöden och moderna mätmaskiner kan och skall kan man tycka, byggas in i produktionsceller för att företagen skall få en effektivare mätprocess. Tidsvinster kan bli stora och det ger en bättre lönsamhet i processerna. Att ”bära” detaljerna i en låda in till mätrummet tar väldigt lång tid och här finns mycket att fundera över för de inom industrin som jagar ”tidstjuvar” så det gäller att våga ta steget till full automation. När det gäller svensk industri så handlar det mer om att kunna effektivisera kvalitetskontroller av prototypserier och mindre seriestorlekar för att kunna konkurrera. Vad hjälper det om dagens verktygsmaskiner kan tillverka en detalj allt snabbare om sedan kontrollen av kvalitet tar lång tid.

Nästa är samlas man igen i Stuttgart den 26 till 29 april och då kommer undertecknad att tillbringa fler dagar än en som det blev denna gång. Utbudet är mycket stort och kräver mer tid för att kunna rapportera och skriva om allt intressant som händer på mässgolvet. Så gör som jag, besök mässan i Stuttgart 2016 i april om du arbetar med kvalitet och kontroll, det kan jag verkligen rekommendera.

Vi börjar resan på mässgolvet med att hälsa på hos Nikon där generalagenten för Sverige, Norge och Finland, LK Scandinavia och Janne Lindén hade bjudit in för ett besök och han hade utlovat en världsnyhet, en unik laserradar från Nikon Metrology i USA.

– Temat på mässan här i år hos Nikon Metrology, handlar mycket om automatisk mätning. Vi har flera nyheter som vi skall titta på men först vill jag berätta om en världsnyhet, en laserradar som går att sätta på en robot eller den kan arbeta ”stand alone”. En helt unik produkt, det är den enda som finns på marknaden idag, säger Janne Lindén och fortsätter;

– Laserradar kommer att ersätta mätmaskiner på pressverkstäder, bilindustrins liner, svets linjer osv på sikt. Den har en mätsäkerhet inom 0,05 mm delar och maskinen är cnc-styrd och kan mäta på stora avstånd, 0-50 m. Den kan också sitta på en robot och t.ex. åka runt en hel kaross. Den kan sitta upp i taket eller flyttas var man vill att den skall mäta för tillfället. Den mäter blanka detaljer, svarta detaljer och matta detaljer.
– Den senaste kunden som investerat i den nya laserradartekniken från Nikon Metrology, är biltillverkaren Tesla som köpt 20 stycken laserradarsystem, på ett bräde.
Nikon Metrology har en stor bredd i sitt produktsortiment som exempelvis, laserscanners, mätarmar, mätmaskiner, röntgen, CT, mikroskåp, elektronmikroskop och visionsystem. Man kan erhålla rätt utrustning med optimal mätnoggrannhet och hög tillförlitlighet

Produkterna och vilken mätnoggrannhet man vill uppnå, så kan industrin delas upp i olika fält. Den formande industrin och den bearbetande industrin, samt däremellan så har man ett segment som är verktyg för båda sidorna.

– Börjar vi med den formande industrin (plåt, plast, gjuterier osv) så har man toleranser ner mot en 1/10-del. Här är det laserscanning som gäller. Med laserscanning så har man en fördel kontra andra mätsystem och det är att man mäter bara de ytor/ geometriska element, som är intressanta eller du mäter hela detaljen. Alla mätvärden kan lagras, enkelt då man sparar en digital kopia som alltid kan tas fram och bilda mätunderlag och jämföra resultaten efter ett år, med det resultat man hade då på sina detaljer med idag, med den digitala kopian. Den digitala kopian kan man montera med andra digitala kopior till en komponent och ta 2D snitt, förklarar Janne Lindén på LK Scandinavia AB.

Vidare ser vi mätmaskiner i montern, robotbetjänade för att hantera automatisk mätning eller utan robot. Man visade en ny laserscanner för mätmaskiner och även till kommande mätarmar som är noggrannare snabbare att scanna multifärgade ytor, blankt/svart som exempel. Nikon visade även optiska system, ett nytt vision system CNC som tar plats i toppen på marknaden med confocala linssytem och en laser i mitten av optiken för t.ex.profilmätning
Steget mot att bli en komplett leverantör av kontroll- mätutrustning togs hösten 2009 då Nikon köpte mätföretaget METRIS, där mätmaskinstillverkaren brittiska LK Ltd ingått sedan 3 år, då Metris storsatsade med hela 19 större sammanslagningar och köp.

Idag ligger man på toppen tillsammans med 4 andra bland världens tillverkare av liknande mät- och kontrollutrustning. Med nya produkter i ryggen och en uttalad expansiv produktutveckling vill man öka sina marknadsandelar globalt. Nikon är mest kända för sina kameror och linser, mikroskop och man berättar att många av Nikons kollegor på vision system använder sig av Nikon optik i sina optiska system.

Vi träffar vd Hajime Kosawa som är VD för Nikon Metrology NV med huvudkontor i Belgien.

– Mätmaskiner och laserscanners och optiska delen tillverkas på våra fabriker i England. Våra vision system utvecklas och tillverkas i Japan. Mjukvaror utvecklas på våra anläggningar i Europa. Vi ser en stor potential för våra produkter här i Europa och därför är vi alltid med och satsar kraftfullt på mässan här i Stuttgart.

Vi vandrar ut bland alla nya produkter och Janne Lindén säger;

– När vi mäter med laser radar i geometriska element t.ex. som den här diametern så är mättiden 3 sekunder och vi är fortfarande inom en mätnoggrannhet på 50 my. Jämfört med en mätmaskin, så sparar vi tid upp mot 50 %. Kunden får även en förkortning av transportsträckan mella elementen på närmare 70 %, det här är ett enormt utvecklingssteg. Förra året så kördes denna mätutrustning och då hade vi 1/10-del och mycket långsammare. Nu ser vi med våra nya produkter att en stor del av traditionell mätning kommer att gå från mätmaskinen till laserradar.

Vad säger mätmaskinstillverkarna om det här?

– Marknaden växer med 7 – 8 % årligen samt att precisionen ökar och kraven på mät noggrannhet ökar. Därmed kommer det alltid att finnas ett behov av mätmaskiner framförallt när det gäller skärande bearbetningen.

– Vi ser idag ett ökat intresse från medelstora verkstäder där man intresserat följer utveckling inom automation/ mätning och mätning/kontaktmätning laserscanning. Profilmätning som man tidigare mätt i 2D, idag mäter vi med 3D med samma noggrannhet som tidigare specialmätutrustning för enbart profilmätning, så det händer mycket just nu i branschen.

Stefan Inhammar är Affärsområdeschef på Ravema och berättar att tyska Wenzel ett av de ledande företagen inom mätteknik och erbjuder ett komplett program av koordinat-, kugg- och röntgenmätmaskiner, alla med mycket hög prestanda och noggrannhet. Wenzel har egen hård- och mjukvara.

På mässan arbetade Stefan Gustavsson som är ansvarig för mätteknik på Ravema och vi gick till det tyska mätteknikföretaget Jenoptik som visade nyheter i sin monter på mässan. Maskintillverkaren visade utrustning för formmätning, ytmätning, olika typer av optisk inspektion och fixturbyggnad. Ravema har samarbetat med maskintillverkaren under många år.

– Vi på Ravema ser till att bygga upp långsiktiga och långvariga samarbeten med våra leverantörer. Vi ser en styrka i att välja ut ”rätt” samarbetspartners och Jenoptik med sitt breda produktprogram, yta-, kontur- form- och optisk mätning, erbjuder kundspecifika lösningar för produktionen, är en perfekt partner för oss. Det finns ett flertal lösningar för mätning direkt i produktionen och Ravema har sålt ett stort antal maskiner och utrustningar på den svenska marknaden från Jenoptik.

Vad vi specifikt skall titta närmare på är världspremiären av nästa generation Opticline, en snabb och noggrann optisk mätmaskin för rotationssymmetriska detaljer. Den nya maskinen finns i flera storlekar när det gäller längd och diameter på detaljen (max Ø140 mm), men maskinen vi tittar på har ett mätområde inom diameter 0 – 80mm, som är optimalt för många företag som är specialiserade inom svarvning.

– Mätningen bygger på att man har en ljuskälla på ena sidan och en kamera på andra sidan och mäter skuggan. Den har även en helt automatisk självkalibrering som görs i samband med mätningen för att garantera mätresultatet. Operatören behöver alltså inte tänka på detta överhuvudtaget utan allt sker med automatik, berättar Stefan Gustavsson

– Tekniken med optisk mätning har funnits länge men nu tar man ytterligare ett steg i noggrannhet. Integrerad mätning direkt i produktionen kommer mer och mer vilket innebär att utrustningen måste klara verkstadsmiljö när det gäller smuts och temperatur påverkan. Därför är kamerahus och ljuskällan termiskt inneslutna så det tränger inte in varken damm eller smuts i maskinen och automatisk temperatur kompensering. Tack vare mjukvaran så får man under processen en snabb återkoppling med mätvärden vilket innebär att operatören snabbt kan kompensera verktygsmaskinen och på så sätt minska och minimera produktionsbortfall och kassationer, och allt i en automatiserad kedja. Avslutningsvis säger Stefan Gustavsson att utvecklingen på mätteknik idag, handlar mycket om mjukvara och att man mer och mer mäter mot CAD-filer i olika mätprocesser.

Nästa möte blev med Per Davidsson och Pär Joelsson på Colly Verkstadsteknik som var nere på mässan för att hälsa på några av sina huvudmän. Vi följde med dem till Kelch och MAPAL för att se vad som var nya och intressanta produkter.

– Här hos Kelch har man i år satsat på att visa sina utrustningar för detaljmätning. Företaget har några års erfarenhet av att använda sina förinställare för att mäta detaljer. Det handlar om att med hjälp av utrustningar, som är direkt integrerade i produktion, mäta rotationsymetriska detaljer och med värdena direkt korrigera bearbetningsmaskinen, berättar Per Davidsson, ansvarig för ställ- och mätteknik på Colly Verkstadsteknik.

– Detta är en ny produkt från Kelch som har uppmärksammat möjligheterna till att använda förinställarnas kamera och dess noggrannhet för ytterligare områden inom effektiv mätning.
Mätmaskinen är efterfrågad av bl. a bilindustrin där man jagar enkelhet, hög precision, flexibilitet och snabbhet. Mercedes har nyligen investerat i flera maskiner för sin produktionsnära mätning av detaljer i sina liner och automatiska robotcell.

Kelch har även utvecklat en ny serie manuella utrustningar för automatisk kontroll av detaljer. Genom att placera detaljen på en platta, utan positionering eller inspänning, så mäts alla programmerade mått av kameran och presenteras ögonblickligen visuellt och i en lista där även toleransavvikelser och varningar automatiskt visas. Rapporten kan skrivas ut eller sparas för spårbarhet och man kan även summera alla stickprov i en gemensam rapport.

– Per Davidsson berättar att utrustningen är ett mycket effektivt alternativ till konventionell mätning med handmätdon som mikrometrar och skjutmått och reducerar maskinstillestånd till ett minimum.

Vi går vidare till nästa mässhall för att titta på förinställningsutrustning från MAPAL.

– Här ser du en UNISET VISION som är en helautomatisk mätmaskin med kontaktmätning utvecklad för mätning och inställning av brotschar med vändskär och stödlister som normalt kräver väldigt hög noggrannhet. Maskinen är dessutom utrustad med en kamera och en effektiv mätmjukvara vilket dessutom gör den lämplig för att mäta alla vanliga verktyg. Maskinen är helintegrerad, helautomatisk och programmerbar.

– Det är egentligen vad vi kan mäta som styr utvecklingen på de digitala ritborden ute i industrin. För oss som arbetar med mätteknik, så handlar det om att utveckla nya metoder och utrustning för den allt mer krävande industrin, säger Per Davidsson och fortsätter;

– Mycket av de nya produkter och idéer som utvecklas av MAPAL kommer från deras egen tillverkning. I företagets egna produktionsanläggningar uppstår nya frågeställningar om hur man kan förbättra sina tillverkningsprocesser, man har ett problem, man hittar en lösning och så har man en ny produkt som man parallellt med att den används i egna produktionen även marknadsförs och säljs till företagets kunder.

Vi får avslutningsvis veta att Colly Verkstadsteknik, till svensk flygindustri, precis har levererat en UNISET ihop med ett flertal avancerade verktyg där kraven på noggrannhet är höga.

Finbearbetning innebär tillverkning med snäva toleranser, dvs. bearbetning inom några µm. Tillverkning i moderna högprecisionsmaskiner fordrar verktyg som garanterar dessa toleranser under lång tid, toleranser som alltid kan uppnås med varje verktyg. En viktig parameter för optimal och konstant verktygslivslängd är en exakt inställning av verktygen.

– Jag vill även informera om en annan produkt från Mapal modell Uniset P som är en mätmaskin för konventionella verktyg men med lite extra funktioner. Den är byggd i portalutförande vilket innebär extrem stabilitet samt att man kan docka in en extra kamera eller alternativt en probe för kontaktmätning som går ner och mäter skär mekaniskt med direktkontakt.

– Detta är ofta det enda sättet att effektivt mäta dolda skär som wiperskär och liknande. Maskinen är programmerbar och helautomatisk och mäter med fördel fräskroppar eller flerskäriga verktyg, det är nyckelapplikationen med denna maskintyp, förklarar Per Davidsson.

– Om man nu inte har tillgång till en mätmaskin hur gör man då.

– Då står man ofta och mäter på diabasskivor manuellt. Det tar tid eftersom verktygen måste demonteras och kräver dessutom stor kompetens av mätteknikern.

På Control mässan i Stuttgart släppte OGP officiellt sin nya programvara ZONE3® för deras SmartScope® multisensor-maskiner i Europa.

ZONE3® ger extra kraft åt OGP: s SmartScope® för snabbare, enklare och mer produktiva mätningar än någonsin tidigare. Detta uppnås genom bl.a synkron mätning av hela bildfältet direkt, scannande laser, scannade probe m.m.
ZONE3® har utvärdering av GD&T, Form & Läge enligt gällande ISO och ASME standarder. Den är också lätt att lära då användargränssnittet är fokuserat på detaljens 3D CAD-modell. Anpassningar, mätningar och konstruktioner visas grafiskt i realtid vilket ger operatören en förståelse om processen. Samma förfaranden används för alla sensorer.

– Lär dig en, och du har lärt dig alla, sa Henrik Dahlgren på OGP Scandinavia som fanns på plats på mässan för att bistå svenska kunder.

– ZONE3® integreras sömlöst med andra OGP programvaror, inklusive MeasureMind® och Measure-X®, vilket gör att du kan behålla ditt bibliotek av befintliga rutiner och samtidigt lägga till nya 3D-mätningar och utöka förmågan hos din SmartScope mätmaskin, berättade Henrik Dahlgren.

Den amerikanska utvecklaren och tillverkaren av mättekniska produkter OGP visade också en framtidsvision i form av en ny mätmaskin kallad Fusion som har ett arbetsområde på 400x300x250 mm. Fusion kombinerar ett extremt stort bildfält 65x65mm som gör att de optiska mätningarna blir blixtsnabba då detaljer kan mätas komplett
i en bild. Tillsammans med en inväxlingsbar scannande probe kan större komplexa 3D-detaljer mätas väldigt snabbt.

Fusion var också utrustad med TeleStar-laser för att kunna mäta stora ytor snabbt och beröringsfritt.
Som exempel visades en formsprutad plastdetalj med över 500 hål. Alla hål mättes i totalt 4 bilder på en tid kring 5 sekunder tack vare den synkrona mätningen och CAD-programmeringen i ZONE3®

Tyska Zoller är ledande tillverkare av mät och förinställningsmaskiner som är utvecklade och tillverkade i Tyskland
av enbart kvalitetskomponenter. GJS Verktyg sköter installation, reparation, kalibrering och utbildning, med egna tekniker i Sverige.

På mässan visade Zoller bl.a automation, universal mät och förinställningsmaskin för alla typer av verktyg. Maskiner med en helt ny design, för bästa ergonomi, användarvänlighet och underhåll. Senaste mjukvara Zoller ”Pilot 3,0”. Ett flertal options finns som tillval, t.ex. extra kamera, verktygsidentifikation m.m.

Finns i ett flertal olika storlekar (mätområden), manuella eller cnc-styrda, samt adaptrar för de flesta verktygshållare. Mät och föriställningsmaskin Zenit fanns på plats och den är främst anpassad för planfräsar men går utmärkt att mäta andra verktyg också. Ergonomisk design för sittande arbetsposition.

Speciella mjukvaror för förinställning och automatisk mätning av fräsar finns. Mjukvaran kan t.ex. mäta skären med en toleranser mellan grovskären, mellan finskären och mellan grov- och finskären sinsemellan. Maskinen räknar själv ut vilka skär som ska ställas/justeras för minsta möjliga arbete och kortast möjliga ställ-/justertid. Arbetsinsatsen minskas och resultatet blir bästa möjliga.

I vimlet…

Här i mässhallarna i Stuttgart handlar det ofta om att klyva tusendelar i mätprocesser. Produktutvecklare i världen ligger inte på latsidan utan man utvecklar hela tiden ny teknik för att kunna mäta snabbare och noggrannare än någonsin tidigare i historien. Då kraven dessutom ökar när det gäller att mäta direkt i produktionsförloppet händer det mycket intressant mättekniskt inom olika områden produktområde. Mätning är en konstant och föränderlig process i rörelse. Att veta att det man tillverkar verkligen håller rätt mått och att snäva toleranser hålls, är ett arbete som kräver den bästa teknik som marknaden kan erbjuda och att tillverka komplicerade produkter skapar utmaningar inom alla avsnitt i mätprocessen. Det handlar om att man måste ha stabilitet in i processen där mätning, datainsamling och uppföljning av resultaten är en av nycklarna till en effektiv produktion.

Vad betyder noll fel egentligen, eller rättare sagt hur når man dit. Det handlar tror jag om att ta ansvar för sin del i helheten. Människan är den som kan styra kvalitetsarbetet, all högteknologisk utrustning finns på marknaden och många företag har olika kvalitetssystem för att ”bokföra” det man producerar men det var som en tekniker på mässan i Stuttgart sa, ” kvalitet är att göra rätt när ingen annan ser på”.