Przemysł 4.0: Dlaczego technologia pomiarowa odgrywa kluczową rolę?

Na przykład w produkcji addytywnej ważne jest, aby powierzchnie z drukarki 3D miały dokładne, ultra-drobne cechy, niezależnie od tego, czy są wykonane z metali, tworzyw sztucznych czy innych materiałów. W tym przypadku konieczne jest sprawdzenie powierzchni wytwarzanych addytywnie pod kątem chropowatości i falistości, zmierzenie ich konturów lub długości w najmniejszych jednostkach, a tym samym poświadczenie funkcjonalności komponentów.

Na przykład naukowcy z Laboratorium Obsługi Nanostruktur Instytutu Technologii w Karlsruhe (KIT) używają eksploratora MarSurf CM do sprawdzania takich powierzchni. Mikroskop konfokalny o wysokiej rozdzielczości firmy Mahr dostarcza wartości pomiarowe 3D w zaledwie kilku krokach funkcjonalnych i analizuje te powierzchnie trójwymiarowo - bezkontaktowo, niezależnie od materiału i szybko. Naukowcy wykorzystują urządzenie do badania mikromacierzy, takich jak elementy optyczne 3D, funkcjonalne molekularnie struktury rusztowań 3D i innych zastosowań w zakresie mikrometrów lub submikrometrów. W ten sposób rozwijają ten oszczędzający zasoby proces produkcji złożonych komponentów w ukierunkowany sposób.

Generowanie ogromnych ilości danych

Technologia pomiarowa jest również niezbędna w procesach wykorzystujących sztuczną inteligencję (AI) - choć w zupełnie inny sposób. Pokazuje to przykład w ramach projektu badawczego "MuPro2" w Katedrze Inżynierii Niezawodności i Analizy Ryzyka (LZR) na Uniwersytecie w Wuppertalu: Producent wysokiej jakości noży kuchennych zlecił katedrze uruchomienie zautomatyzowanego, maksymalnie niezawodnego procesu kontroli jakości ostrzy. Noże są kute ze stopów stali, szlifowane, udoskonalane i testowane. Od czubka ostrza po trzpień, każdy szczegół musi być dopracowany co do mikrometra.

Aby umożliwić wspieraną przez sztuczną inteligencję ocenę obrazu powierzchni noży, konieczne były precyzyjne pomiary 3D. Wynika to z faktu, że kamery do oceny obrazu muszą niezawodnie wykrywać wady i "uczyć się" ich wcześniej za pomocą sztucznej inteligencji. W tym celu potrzebne były ogromne ilości danych.

Algorytm decyduje o jakości powierzchni

Aby wygenerować dane powierzchniowe, firma Mahr, specjalista w dziedzinie technologii pomiarowych, również wykorzystała mobilne urządzenie MarSurf CM. Urządzenie pomiarowe 3D może być wykorzystywane do przeprowadzania pomiarów chropowatości i geometrii, a także analiz struktur 3D; czas pomiaru urządzenia wynosi od pięciu do dziesięciu sekund. Wraz z oceną mobilnego urządzenia pomiarowego, zespół z LZR wprowadził, przeszkolił i ocenił kilka algorytmów uczenia maszynowego. Algorytm sam decydował o jakości powierzchni ostrzy. Wynik: Niezawodność algorytmu była niezwykle wysoka, wskaźnik wynosił prawie 100 procent w przypadku optycznego mikroskopu 3D. Ludzkie oko, które funkcjonuje / postrzega w zależności od warunków oświetleniowych i codziennej formy danej osoby, można zastąpić niezwykle niezawodnym systemem sterowania, który nigdy się nie męczy. Pracownicy mogą skupić się na mniej powtarzalnych zadaniach.

Wniosek: Niezależnie od tego, czy stosowane są konwencjonalne metody produkcji, czy całkowicie zdigitalizowane procesy - jakość musi być odpowiednia. Oznacza to, że technologia pomiarowa pozostaje niezbędna. I tak jak większość procesów przemysłowych została zdigitalizowana, technologia pomiarowa już dawno zrobiła to samo. Można ją zintegrować bezpośrednio i, w zależności od zastosowania, w pełni zautomatyzować w procesach Przemysłu 4.0. I tak portfolio specjalisty w dziedzinie technologii pomiarowych, firmy Mahr, obejmuje obecnie od ręcznych suwmiarek po technologię pomiarową 3D o wysokiej rozdzielczości do niezliczonych zastosowań.