Ipar 4.0: Miért marad kulcsszerepben a méréstechnika?

Az additív gyártás során például fontos, hogy a 3D nyomtatóból származó felületek pontos, ultrafinom jellemzőkkel rendelkezzenek, függetlenül attól, hogy fémekből, műanyagokból vagy más anyagokból készülnek. Itt szükséges az additív módon gyártott felületek érdességének és hullámosságának ellenőrzése, kontúrjaik vagy hosszuk legkisebb egységekben történő mérése, és így az alkatrészek működőképességének igazolása.

A Karlsruhei Technológiai Intézet (KIT) Nanostruktúra Szolgáltató Laboratóriumának kutatói például egy MarSurf CM explorert használnak az ilyen felületek ellenőrzésére. A Mahr nagy felbontású konfokális mikroszkópjamindössze néhány funkcionális lépésben 3D-s mérési értékeket szolgáltat, és háromdimenziósan elemzi ezeket a felületeket - érintkezésmentesen, anyagfüggetlenül és gyorsan. A kutatók a készüléket olyan mikrométeres vagy szubmikrométeres tartományban lévő mikrorendszerek, mint például 3D optikai alkatrészek, molekulárisan funkcionalizálható 3D állványszerkezetek és egyéb alkalmazások vizsgálatára használják. Így célzottan fejlesztik tovább ezt az erőforrás-takarékos eljárást komplex alkatrészek előállítására.

Hatalmas mennyiségű adat előállítása

A méréstechnika a mesterséges intelligenciával (AI) dolgozó folyamatok számára is elengedhetetlen - bár teljesen más módon. Ezt mutatja a Wuppertali Egyetem megbízhatósági mérnöki és kockázatelemzési tanszékén (LZR) a "MuPro2" kutatási projekt keretében megvalósuló példa: Egy kiváló minőségű konyhakések gyártója megbízta a tanszéket egy automatizált, maximálisan megbízható, a pengék minőségét ellenőrző folyamat elindításával. A késeket acélötvözetekből kovácsolják, csiszolják, finomítják és tesztelik. A penge hegyétől a boleróig minden részletnek mikrométerre pontosnak kell lennie.

Ahhoz, hogy a késfelületek mesterséges intelligenciával támogatott képi kiértékelése lehetővé váljon, először pontos 3D mérésekre volt szükség. A képkiértékeléshez használt kameráknak ugyanis megbízhatóan fel kell ismerniük a hibákat, és azokat a mesterséges intelligencia segítségével előzetesen "meg kell tanulniuk". Ehhez hatalmas mennyiségű adatra volt szükség.

Algoritmus dönt a felület minőségéről

A felszíni adatok előállításához a Mahr méréstechnikai specialista itt is bevetésre került egy MarSurf CM mobil készülékkel. A 3D-s mérőeszközzel érdesség- és geometriamérések, valamint 3D-s struktúrák elemzése végezhető; a készülék mérési ideje öt és tíz másodperc között van. A mobil mérőeszköz kiértékeléseivel az LZR csapata több gépi tanulási algoritmust táplált, képzett és értékelt ki. Az algoritmus egyedül döntött a lapátok felületi minőségéről. Eredmény: Az algoritmus megbízhatósága rendkívül magas volt, az optikai 3D-mikroszkóppal közel 100 százalékos volt az arány. Az emberi szemet, amely a fényviszonyoktól és az egyén napi formájától függően működik/érzékel, egy rendkívül megbízható, soha el nem fáradó vezérlőrendszerrel lehet helyettesíteni. A dolgozók figyelmüket kevésbé ismétlődő feladatokra fordíthatják.

Következtetés: Függetlenül attól, hogy hagyományos gyártási módszereket vagy teljesen digitalizált folyamatokat alkalmaznak - a minőségnek meg kell felelnie. Ez azt jelenti, hogy a méréstechnika továbbra is nélkülözhetetlen. És ahogyan a legtöbb ipari folyamat digitalizálódott, a méréstechnika már régen ugyanezt tette. Közvetlenül integrálható, és az alkalmazástól függően teljesen automatizálható az Ipar 4.0 folyamatokba. Így a Mahr méréstechnikai specialista portfóliója ma már a kézi mérőkalickáktól a nagy felbontású 3D-s méréstechnikáig számtalan alkalmazásban megtalálható.