La precisione è diventata un requisito fondamentale nei settori della produzione e dell'ispezione, che può essere raggiunto solo utilizzando tecnologie moderne appropriate. Le macchine di misura a coordinate (CMM) sono al vertice della metrologia, offrendo elevati standard di ispezione dimensionale e verifica dei componenti in relazione a un particolare criterio di progettazione. L'anno 2024 sarà probabilmente caratterizzato da nuovi sviluppi e miglioramenti per quanto riguarda la tecnologia CMM. Questo articolo delineerà i principali produttori di CMM sul mercato. Investendo in dispositivi all'avanguardia o monitorando le tendenze del settore, questa guida fornisce una panoramica dei principali fornitori di CMM che si sforzano di migliorare gli standard di produzione. Rivedi mentre analizziamo i principali attori e il loro ruolo nel determinare la direzione della metrologia.
Quali sono i principali produttori di macchine CMM nel settore?
I migliori marchi di macchine CMM
Intelligenza di produzione Hexagon
Hexagon gode di un'ottima reputazione sul mercato per la sua ampia gamma di soluzioni CMM, studiate appositamente per diversi settori, dall'automotive all'aerospaziale.
Metrologia industriale Zeiss
Zeiss ha lasciato il segno nel settore dell'alta precisione sviluppando CMM ad alte prestazioni, caratterizzate da elevata accuratezza e affidabilità per applicazioni di misurazione complesse.
Mitutoyo Corporation
Mitutoyo è famosa per la sua ampia gamma di macchine CMM in grado di soddisfare diverse esigenze industriali e per la sua attenzione alla qualità.
Creaform
Creaform si concentra sul punto di vista delle soluzioni di metrologia portatili e automatizzate e dei sistemi CMM per soddisfare le attuali esigenze dell'ingegneria metrologica.
Gruppo Wenzel
Wenzel è in grado di realizzare macchine CMM con idee innovative, avvalendosi delle proprie competenze ingegneristiche, laddove è richiesta una macchina robusta e precisa.
Leader mondiali nella tecnologia di misurazione a coordinate
Questi leader possiedono caratteristiche di precisione, complessità e affidabilità nella tecnologia di misurazione delle coordinate. Produttori come Hexagon Manufacturing Intelligence, Zeiss Industrial Metrology, Mitutoyo Corporation, Creaform e Wenzel Group rientrano in questa categoria. Qualunque sia la macchina, che sia una CMM o una macchina CMM altamente tecnologica, queste aziende progettano tali macchine che soddisfano precisamente le esigenze delle aziende nei settori dell'industria automobilistica, aerospaziale e manifatturiera. I loro dispositivi sono impiegati nell'ecosistema di metrologia più significativo al mondo grazie alla loro efficacia e comunicazione su strada.
Produttori specializzati in CMM ottiche
Molte grandi aziende offrono macchine di misura ottiche a coordinate (CMM), che forniscono misurazioni ancora più precise in modo non a contatto. Hexagon Manufacturing Intelligence, Zeiss Industrial Metrology e Mitutoyo Corporation sono tra i principali attori in questo settore. Hanno sviluppato e brevettato in particolare sistemi ottici avanzati che garantiscono la massima accuratezza e una precisione impressionante, anche per settori con requisiti di misurazione critici. Le loro tecnologie trovano applicazioni sia nella garanzia della qualità che nelle tecnologie di produzione di fascia alta.
Innovatori negli strumenti di misura portatili
Le industrie hanno iniziato a riconsiderare i loro approcci con l'introduzione di dispositivi di misurazione portatili, che vanno di pari passo con strumenti descritti come flessibili e mobili. Faro Technologies Creaform e Leica Geosystems sono i principali attori in questo campo, producendo dispositivi portatili e palmari avanzati che forniscono affidabilità nella maggior parte dei contesti e la massima accuratezza per le applicazioni remote. Inoltre, i dispositivi di scansione 3D hanno la stessa precisione dei dispositivi fissi ma mantengono la facilità di mobilità, che sta rivoluzionando il settore.
Imparando dalla parte di Creaform, offrono anche scanner portatili come HandySCAN 3D e Go!SCAN che hanno ottenuto risultati straordinari nei mercati della scansione 3D grazie alla loro risoluzione ed ergonomia. Gli ultimi scanner portatili, PC e laser tracker di Faro consentono agli utenti di lavorare su applicazioni aerospaziali e automobilistiche e di garantire che soddisfino i requisiti, assicurando un ambiente ideale durante l'assemblaggio o l'ispezione. Inoltre, Leica Geosystems è uno dei maggiori produttori di strumenti di misurazione e i suoi dispositivi laser DISTO superano le aspettative del settore. Con la loro robustezza e affidabilità, i dispositivi di misurazione eccellono nel portare precisione.
Di recente, il mercato globale degli strumenti di misura portatili sembra pronto per una rapida espansione, guidata da una crescita delle tecnologie wireless e dall'analisi dei dati basata sull'intelligenza artificiale. Ad esempio, dotare gli strumenti di misura di connessione Bluetooth e capacità cloud consente agli utenti di trasmettere e analizzare i dati in tempo reale, ottimizzando così il flusso di lavoro in aree quali garanzia della qualità, prototipazione e reverse engineering. Tali innovazioni rendono gli strumenti di misura portatili un dispositivo indispensabile per le industrie moderne e la ricerca scientifica.
Come si confrontano i diversi tipi di CMM tra i vari produttori?
Opzioni e produttori di CMM a ponte
In contesti in cui la precisione deve essere garantita, le CMM sono un must-have e le CMM Bridge soddisfano bene questo criterio con il loro design a ponte fisso e tavolo mobile adatto a pezzi di medie e grandi dimensioni. Queste CMM hanno caratteristiche e funzionalità diverse a seconda del marchio, alcune delle quali enfatizzano velocità, precisione e versatilità.
Riconoscimenti per la loro qualità CMM vantano, ZEISS fornisce modelli ACCURA 2 e CONTURA bridge. In particolare, il modello ACCURA 2 può essere adattato a tutti i tipi di requisiti di produzione; ad esempio, possiede capacità multisensore essenziali per i settori automobilistico e aerospaziale. I prodotti ZEISS hanno un intervallo di precisione micrometrico e quindi sono adatti per piccoli componenti complessi.
Hexagon è uno dei maggiori attori del mercato della metrologia e offre una gamma di CMM a ponte come parte del proprio catalogo, tra cui, ma non solo, la serie GLOBAL S. Questi modelli hanno un impressionante sistema di compensazione termica, che consente alle CMM di funzionare in modo coerente anche se esposte a temperature fluttuanti. Le CMM Hexagon funzionano con programmi come PC-DMIS per migliorare il possibile livello di analisi.
Mitutoyo: le CMM a ponte di Mitutoyo, tra cui la serie CRYSTA-Apex V, impressionano per la loro interfaccia intuitiva e la costruzione robusta. Queste macchine possono accelerare la misurazione e ridurre al minimo la durata dell'ispezione, rendendole ideali per operazioni su larga scala. Sono versatili e soddisfano vari requisiti di ispezione grazie ai loro diversi sistemi di sonda.
WENZEL: Un'altra azienda specializzata in CMM a ponte è WENZEL, che mantiene una reputazione di qualità. La loro serie LH è una di queste macchine, realizzata in granito massiccio e che offre rigidità e stabilità della temperatura ottimali. Le CMM WENZEL aggiungono sistemi di sonda REVO e PH10 per la scansione durante l'acquisizione di dati densi.
Le specifiche di accuratezza, la velocità operativa, il sistema di sonda e il software compatibile sono essenziali quando si sceglie una CMM a ponte. Tutti producono apparecchiature simili, ma ognuna fornisce una soluzione per un mercato più ristretto all'interno del quale un produttore può trovare apparecchiature adatte alle proprie esigenze di misurazione.
Fornitori di macchine di misura a coordinate 3D
Ci sono alcuni importanti lead nel settore della produzione di macchine di misura a coordinate (CM M) tridimensionali, ciascuna soluzione creata per un requisito industriale unico. Di seguito è riportata un'analisi di produttori selezionati e dei prodotti che forniscono:
Mitutoyo Corporation
Mitutoyo è ben nota in tutto il mondo per la straordinaria accuratezza e affidabilità delle sue CMM. Inoltre, la misurazione dell'accuratezza del contrafforte delle CMM Mitutoyo è integrata con attacchi a ponte, a portale e a braccio orizzontale, insieme all'innovazione nei sistemi di sondaggio che incorporano la sonda ibrida MiSCAN. Grazie a MiSCAN, l'accuratezza delle misurazioni sia in modalità a contatto che senza contatto è garantita. Come per la maggior parte delle aziende di ingegneria, c'è un'enfasi sulle funzionalità migliorate dalla loro integrazione software; ad esempio, MCOSMOS ha dimostrato di essere uno strumento di analisi molto potente per la gestione e la segnalazione complete dei dati all'interno dell'azienda.
Intelligenza di produzione Hexagon
Hexagon offre un'ampia gamma di CMM, tra cui CMM ad alte prestazioni come le serie GLOBAL e DEA. Le loro macchine sono progettate per offrire la massima efficienza, garantendo al contempo la precisione tramite sensori tattili e senza contatto avanzati integrativi. Hexagon supporta fermamente il concetto di Industria 4.0 nello sviluppo dei propri utensili e i propri utensili hardware mirano a collegare persone e macchine il prima possibile. Esistono software come PC-DMIS e la piattaforma HxGN Smart Quality, che aiutano a implementare un'efficace Industria 4.0, in questo caso migliorando l'accesso ai dati e ai processi.
Metrologia industriale ZEISS
Abbiamo ZEISS, un produttore di soluzioni metrologiche molto apprezzato, e le sue macchine cmm PRISMO e ACCURA. Sono personalizzate per una velocità e una precisione ottimali nelle operazioni automobilistiche e aerospaziali. ZEISS eccelle anche nell'offrire opzioni di misurazione ottica, come la sua tecnologia VAST navigator, che aumenta la precisione della scansione e riduce la durata dell'ispezione. Un punto di forza fondamentale è la sua integrazione con il software ZEISS CALYPSO per una programmazione intuitiva delle misurazioni.
Gruppo WENZEL
WENZEL si concentra su solidi schemi meccanici in granito che forniscono una stabilità termica senza precedenti e la massima precisione. Le cmm della serie LH sono state adottate da tutte le sfere dei processi di misurazione dimensionale e controllo qualità. Il supporto di WENZEL per i più recenti sistemi di sensori multi-rocker Revo e Ph10 consente la raccolta di dati ad alta densità. Il loro software di metrologia WM | Quartis è in grado di elaborare in modo affidabile integrando potenti funzionalità necessarie per le ispezioni aziendali di routine.
Creaform
Creaform è specializzata nello sviluppo di prodotti di misurazione 3D mobili e molto flessibili, tra cui CMMS e scanner portatili ad alta precisione come HandyPROBE. Le loro soluzioni sono preferite per la loro flessibilità e versatilità, specialmente in situazioni in cui la mobilità è essenziale. Nella loro tecnologia di riferimento dinamico, Creaform fornisce misurazioni esatte in condizioni meno stabili, rendendola adatta all'uso nei settori delle energie rinnovabili e della produzione/manutenzione.
Keyence Corporation
Keyence mira a realizzare CMM e macchine metrologiche facili da usare e costruite per l'efficienza. Keyence rende molto semplice afferrare la IM Series Instant Measurement poiché richiede a malapena tempo e impegno dall'utente e offre un'ispezione automatica precisa. Affermano che i loro sistemi risparmiano una parte significativa del tempo che viene impiegato nell'esecuzione di attività di misurazione ripetitive, il che a sua volta migliora la velocità di attività come l'ispezione.
Il riepilogo di cui sopra dimostra anche come differenziare l'ambito delle possibilità per i produttori di CMM 3D e gli sviluppatori di software con le specifiche di utilizzo finale e applicazione dei settori. La modernizzazione di varie pratiche di produzione continua a porre maggiori aspettative sul settore, richiedendo cambiamenti efficaci da parte delle aziende in cui ogni singolo dettaglio operativo è cruciale.
Macchine di misura della vista e loro costruttori
Le macchine di misurazione visiva sono sistemi sofisticati che sembrano portare la misurazione basata sulle immagini a un livello superiore. È facile apprendere che Mitutoyo, Hexagon e Nikon sono i principali produttori in questo campo e forniscono soluzioni a diverse esigenze industriali. Tali macchine possono essere impiegate per misurare le caratteristiche di componenti piccoli e complicati e possono anche essere utilizzate per attività di conferma senza contatto. I loro principali vantaggi derivano dal fatto che questi sistemi senza contatto si concentrano sulla precisione delle misurazioni. I migliori strateghi migliorano costantemente i loro sistemi e li rendono compatibili con standard efficaci e affidabili nei processi di controllo qualità.
Quali fattori bisogna considerare quando si sceglie un produttore di CMM?
Capacità di precisione e accuratezza
Quando si considera un produttore di CMM, precisione e accuratezza sono le più immaginabili al di sotto degli obiettivi primari di cui abbiamo discusso in precedenza. Ci si aspetta che le moderne CMM possiedano una precisione di gamma micrometrica e dipendano da una ripetibilità non superiore a ± 1 µm. Tale precisione è richiesta per tutte le applicazioni, tra cui la produzione di pezzi di dispositivi medici e la verifica di componenti aerospaziali, poiché la deviazione anche di una frazione di mm potrebbe alterare significativamente la sicurezza o il funzionamento del dispositivo.
Le CMM dotate di sistemi di scansione laser e di sondaggio tattile riproducono facilmente dati dimensionali vividi e, proprio così, catturare dati strutturali diventa un gioco da ragazzi. Inoltre, il software di mappatura degli errori autocalibrante prodotto da aziende capaci aumenta la precisione e la conservazione negli ambienti di produzione quando si verificano fluttuazioni di temperatura, umidità e vibrazioni. Le CMM senza rispetto per quanto sopra sono compatibili con errori complessi, persino con la compensazione in tempo reale.
Oltre all'aderenza agli standard di settore come ISO 10360, tutte queste capacità coesistono. Insieme ai dispositivi, i fornitori affidabili forniscono metriche di accuratezza volumetrica intrinseca con praticamente nessuna informazione inutile, come metriche di misurazione dell'errore di, ad esempio, ±2 µm + L/300 (dove L è la lunghezza in millimetri) per promuovere scambi di acquisto facoltativi e vantaggiosi. Quindi, considerare questi endpoint spiega come le organizzazioni possono semplificare il loro lavoro con produttori appropriati che possono fornire CMM appropriate, aumentando i requisiti di controllo qualità.
Misurazione dell'integrazione di software e tecnologia
I settori dell'edilizia e dell'automotive fanno molto affidamento sulle moderne macchine di misura a coordinate (CMM) e anche diversi settori dipendenti dall'ingegneria di precisione hanno iniziato a impiegarle. Questa tendenza promuove la domanda di software innovativi per la scansione 3D, la manutenzione delle automobili, il reverse engineering e la produzione ad alta tecnologia. I moderni strumenti CMM integrano completamente i più recenti sistemi informatici e le innovazioni software, rendendo i processi di metrologia ancora più accurati. Il moderno software CMM si trova all'intersezione tra la creazione di un'interfaccia utente intuitiva ed efficace, eccezionali capacità di elaborazione ed efficace integrazione di sistemi e processi di progettazione ingegneristica basati su CATIA. Il software CMM e altri sistemi ad alta tecnologia ora includono la computer grafica in tempo reale in modo che gli ingegneri possano correggere prontamente qualsiasi spostamento dalla progettazione al processo effettivo.
Un'area di sviluppo all'interno del software di ingegneria è il miglioramento del servizio e dell'analisi proattiva attraverso l'intelligenza artificiale e capacità di apprendimento automatico. Le tecnologie AI e ML sfruttano il software CMM con capacità analitica di grandi volumi per la previsione di dati e capacità, prevenendo in ultima analisi i guasti del sistema. Gli algoritmi AI determinano l'usura del sistema di sonda o le esigenze di calibrazione, il che migliora il tempo di attività della macchina e la stabilità a lungo termine.
È comune per i leader del settore analizzare le prestazioni del software CMM in base alla capacità di elaborare le misurazioni e generare report in pochi secondi. Tale software può ora impiegare meno di 60 secondi per analizzare set di dati superiori a 10 milioni, riducendo il tempo impiegato per condurre misurazioni e segnalare i risultati. Con l'implementazione della quarta rivoluzione industriale, le CMM possono funzionare insieme ad altri sistemi di lavorazione sulla stessa linea di produzione. Tali variazioni nei metodi di produzione accrescono la rilevanza e la richiesta di OPC UA, consentendo diversi standard di comunicazione con un'ampia gamma di dispositivi industriali.
I produttori possono aumentare il numero di articoli che producono, svolgere le loro attività quotidiane in modo più efficiente e celebrare parametri più favorevoli per quanto riguarda il controllo di qualità durante l'intero ciclo di produzione con l'aiuto di hardware eccellenti e delle funzionalità software più all'avanguardia.
Servizi di assistenza e manutenzione post vendita.
Per la maggior parte delle configurazioni di produzione, clienti soddisfatti e influenza prolungata si tradurrebbero in un efficace servizio di assistenza post-vendita e manutenzione. Tali servizi includono, ma non sono limitati a, pianificazione di cure preventive, assistenza tecnica, aggiornamenti software e gestione dei pezzi di ricambio. Le statistiche suggeriscono che i servizi di manutenzione predittiva potrebbero ridurre i tempi di fermo dei macchinari del 30% e ridurre i costi di manutenzione di circa il 25%, riducendo l'instabilità complessiva.
Inoltre, con le innovazioni IoT, i tecnici possono diagnosticare i problemi da remoto, eliminando il consumo di tempo e favorendo una rapida risoluzione, riducendo sostanzialmente i ritardi di produzione. Molte organizzazioni offrono anche contratti di servizio a risposta rapida che garantiscono un'interruzione minima del produttore. Ciò è ulteriormente associato alla garanzia che gli operatori ricevano una formazione adeguata che consenta prestazioni ottimali dei macchinari, riducendo la quantità di tempi di inattività non pianificati attraverso framework e produttività migliori. Di conseguenza, i produttori possono estendere il ciclo di vita dei macchinari e i diversi framework di supporto avanzati e le modifiche aziendali apportate senza soluzione di continuità generano la produttività desiderata.
Quali produttori di CMM eccellono in specifici settori o applicazioni?
Specialisti CMM del settore automobilistico
Nel mondo dell'industria automobilistica, la storia dei vari produttori di CMM del mondo può essere raccontata in termini di precisione e soluzioni personalizzate che li hanno resi leader. Ad esempio, Hexagon Manufacturing Intelligence, Zeiss e Mitutoyo sono distinti come i migliori produttori per applicazioni automobilistiche in quanto forniscono tutti tecnologie specializzate per gli strumenti CMM utilizzati in questo campo che soddisfano requisiti rigorosi.
Hexagon Manufacturing Intelligence offre un vantaggio competitivo con i suoi moderni sistemi CMM in grado di integrarsi completamente in sistemi di produzione automatizzati che consentono l'ispezione di qualità in linea di parti del motore e componenti di assemblaggio del telaio. I loro sistemi possiedono elevata precisione e velocità; ad esempio, la serie Leitz PMM-Xi offre un'accuratezza avanzata di circa un Mu, utile per realizzare parti di automobili ad alte prestazioni che sono vitali per i veicoli contemporanei.
Zeiss gode di un'ampia reputazione tra i produttori grazie ai suoi sistemi di misurazione tattile e ottica, che sono essenziali per valutare geometrie complesse caratteristiche delle parti automobilistiche. Ad esempio, la serie Zeiss PRISMO può essere utilizzata per attività che hanno una tolleranza molto fine, come la misurazione di componenti di ingranaggi. L'integrazione del software ZEISS CALYPSO con modelli CAD garantisce che vengano soddisfatte le più elevate richieste internazionali di certificazione della qualità.
Mitutoyo ha una serie di offerte CMM che sono sia competitive che convenienti nel soddisfare le esigenze di alcuni fornitori automobilistici di medie dimensioni. La loro serie CRYSTA-Apex è dotata di software intelligente e sensori aggiuntivi che aiutano l'utente a effettuare misurazioni rapide di componenti come rotori dei freni o sistemi di sospensione. L'enfasi di Mitutoyo sulla modularità garantisce che i produttori possano adattare i loro sistemi in base alle diverse esigenze di produzione.
Statistiche recenti da report di settore sottolineano l'importanza critica di queste tecnologie nella produzione automobilistica. Ad esempio, si prevede che il mercato globale CMM automobilistico si espanderà a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 6.5% fino al 2030 a causa delle crescenti tendenze nell'automazione e della domanda di componenti precisi. I loro produttori hanno bisogno di specialisti CMM di prima classe per migliorare la qualità, migliorare le prestazioni e garantire una competitività uniforme in linea con le nuove dinamiche di sistema.
Soluzioni di misura a coordinate incentrate sull'industria aerospaziale
La complessità dei componenti aerospaziali, che vanno dalle pale delle turbine ai gruppi di fusoliera, richiede precisione e affidabilità. Lo standard metrologico nel settore aerospaziale è davvero elevato e, per soddisfare tali standard, le CMM pertinenti al settore aerospaziale sono dotate di tecnologia multisensore di alta qualità insieme a software migliorato. I dati prevedono una crescita costante nel mercato delle CMM aerospaziali, poiché l'integrazione di strumenti di metrologia nelle fabbriche intelligenti continua a diffondersi. I report informativi indicano che il mercato manifatturiero aerospaziale globale è sulla buona strada per raggiungere i 430.9 miliardi di dollari entro il 2028 insieme alle CMM e si prevede che i suoi strumenti di metrologia saranno strumenti chiave per soddisfare gli standard globali del settore per la garanzia della qualità.
Sonde ad alta precisione e scanner laser senza contatto rotanti per misurare superfici complesse si integrano con soluzioni CMM aerospaziali appositamente progettate per attività di analisi delle superfici e garantiscono un'eccezionale certezza dimensionale. Per garantire l'accettazione di tolleranze strette per ridurre il numero di errori in produzione, questi sistemi sono fondamentali per assicurare la qualità di componenti aerospaziali complessi. Vale anche la pena menzionare che l'automazione delle operazioni di ispezione mediante software all'avanguardia aumenta la velocità dei cicli di produzione e la creazione di report dettagliati, consentendo la conformità con standard tipici come ISO 9001 e AS9100. Questi miglioramenti garantiscono ulteriormente la qualità dei prodotti aerospaziali migliorando al contempo l'efficienza operativa in un ambiente competitivo.
Produttori di esigenze di metrologia su larga scala
Per una valutazione dimensionale precisa, i settori con requisiti di metrologia più ampi utilizzano soluzioni avanzate di tecnologia di misurazione assistita da computer, come CMM (macchine di misura a coordinate) portatili, laser tracker e scanner ottici. Questi strumenti sono essenziali per i settori aerospaziale, automobilistico e delle attrezzature pesanti, dove è necessaria la massima accuratezza per un corretto assemblaggio e funzionamento. L'impiego di queste tecnologie consente ai produttori di migliorare il controllo di qualità, seguire i requisiti di progettazione e conformarsi agli standard pertinenti in modo più efficace.
Come stanno innovando i produttori di CMM nel 2024?
Progressi nelle tecnologie di misurazione 3D
La tendenza per il 2024 nelle tecnologie per la misurazione in 3D è il miglioramento della precisione, dell'accelerazione e dell'automazione. Le tecnologie dei sensori migliorate come laser e scanner a luce blu hanno reso la misurazione notevolmente più accurata e veloce. L'intelligenza artificiale consente una maggiore integrazione dell'automazione, rendendo possibile modificare i processi di misurazione e creare metriche in tempo reale durante il flusso di lavoro, aumentando la produttività della produzione. Inoltre, le valutazioni in loco sono ora più accurate grazie ai progressi compiuti nelle apparecchiature di misurazione portatili, che ora sono più piccole e facili da usare. Grazie a questi progressi, le industrie non devono spendere molti soldi per migliorare gli standard di qualità.
Integrazione di intelligenza artificiale e apprendimento automatico nelle CMM
La capacità delle macchine di misura a coordinate (CMM) è notevolmente migliorata con l'adozione dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico, ma ancora più importante, la loro efficienza operativa ha raggiunto nuovi livelli. Essere in grado di effettuare analisi predittive consente di diagnosticare le CMM misurando l'errore in modo robusto e modificando i processi di conseguenza in tempo reale. Gli algoritmi di apprendimento automatico possono migliorare i percorsi di ispezione, ridurre i cicli e aumentare l'affidabilità delle misurazioni studiando enormi quantità di dati. Inoltre, i sistemi di intelligenza artificiale possono intraprendere operazioni ripetitive, migliorando l'output della macchina e riducendo al minimo gli sforzi umani. Tutti questi sviluppi hanno anche spinto ulteriormente le CMM, rendendole più intelligenti e versatili, migliorando così il controllo di qualità nelle linee di produzione che impiegano la misurazione delle coordinate tridimensionali.
Sviluppi nel software di metrologia
Nei sistemi di produzione contemporanei, la precisione e la flessibilità sono migliorate nei processi di metrologia. Ciò è stato aumentato dai progressi nel software di metrologia, che consentono l'integrazione e la collaborazione in tempo reale. L'avvento delle soluzioni basate su cloud ha anche contribuito al progresso della collaborazione multi-impianto. Con la connettività Internet, gli utenti possono ottenere dati e utilizzare strumenti analitici da diverse posizioni per promuovere l'efficienza nel processo decisionale.
Inoltre, i dispositivi e i misuratori di avvertimento del collare, il sensore di controllo del movimento Georgios AI e le aste dell'analizzatore di spettro possono mostrare dispositivi di monitoraggio ed elettronica per migliorare l'esperienza dell'utente. Gli algoritmi avanzati del software hanno reso l'analisi GD&T più precisa ed efficiente. Il numero di componenti difettosi può essere ulteriormente ridotto utilizzando questi algoritmi perché forniscono un'identificazione più precisa di deviazioni e non conformità. Ad esempio, le nuove tecnologie stanno utilizzando immagini 3D più accurate per interpretare meglio i dati di misurazione difficili e semplificare l'analisi dei risultati.
Inoltre, l'interoperabilità dalla fase di costruzione è un'altra tendenza importante. I framework impiegati nella maggior parte dei prodotti odierni, ad esempio, consentono la compatibilità interfunzionale tra CMM, scanner ottici, bracci robotici e altre apparecchiature di ispezione automatizzate. I dati ad alto volume possono essere raccolti in modo automatizzato come risultato di questa standardizzazione e possono essere elaborati ad alta velocità.
Le capacità di controllo statistico di processo (SPC) vengono ora integrate nei programmi di metrologia che consentono ai produttori di anticipare i difetti in una fase iniziale del processo di produzione. Con le capacità SPC, gli operatori sono in grado di osservare modelli, identificare discrepanze nel funzionamento e adottare misure per porre rimedio alla situazione prima che si verifichino problemi relativi alla qualità e l'efficacia complessiva della produzione venga compromessa. Queste caratteristiche rendono il software di metrologia efficace nel migliorare l'accuratezza e l'affidabilità dei processi di produzione, aumentando l'efficienza e rispettando al contempo un rigoroso controllo di qualità.
Quali sono i principali produttori di CMM negli Stati Uniti?
Aziende leader americane di macchine di misura a coordinate
Nel segmento CMM del mercato statunitense, diversi produttori hanno una reputazione altamente affidabile per innovazione, accuratezza e impatto sul settore. Queste aziende sono quelle che stanno plasmando il futuro della tecnologia metrologica fornendo soluzioni per soddisfare i requisiti di vari tipi di industrie e applicazioni.
Hexagon Manufacturing Intelligence Hexagon è una nota azienda che domina diverse regioni, tra cui gli Stati Uniti d'America. La sua gamma di sistemi CMM, come sistemi a ponte e portatili ad alte prestazioni, viene utilizzata in vari settori, tra cui aerospaziale, automobilistico e dispositivi medici. Quando si utilizzano le macchine Hexagon, il loro software avanzato può essere combinato con le macchine utilizzate, migliorando l'acquisizione, l'analisi e l'automazione dei dati, consentendo efficienza e risultati accurati. Come parte del suo portafoglio di prodotti, marchi come Leitz e Brown & Sharpe producono dispositivi di misurazione di precisione e durevoli.
ZEISS Metrology ZEISS è nota per le sue soluzioni di ispezione accurate e affidabili. Questa azienda ha a disposizione CMM nel suo catalogo prodotti sotto forma di macchine a ponte, a portale e a braccio orizzontale. Inoltre, ZEISS offre anche un'opzione multi-sensore insieme al software ZEISS CALYPSO che consente un facile utilizzo delle operazioni di misurazione. Ancora una volta, questa azienda, nel corso degli anni, ha dimostrato di essere leader in quanto i suoi prodotti forniscono un'affidabilità costante di risultati ad alta precisione adatti alla produzione di massa ad alte prestazioni, in particolare nei settori automobilistico ed elettronico.
Mitutoyo America Corporation
Le CMM di Mitutoyo sono molto apprezzate nei settori che richiedono una metrologia e un'ispezione precise, in quanto dispongono di numerose configurazioni che consentono di riprodurle con precisione. Insieme alla macchina, Mitutoyo fornisce anche un software proprietario che consente agli utenti di analizzare i dati e creare processi personalizzati per la misurazione. Mitutoyo ha un forte approccio di adattabilità dell'utente durante il processo di produzione e tiene sotto controllo le esigenze del mercato globale durante lo sviluppo delle CMM.
Metrologia LK
I sistemi CMM di LK Metrology sono tra i sistemi CMM più resistenti e affidabili e sono stati realizzati per funzionare insieme ai produttori negli Stati Uniti. Tra il loro portfolio ci sono modelli a ponte e a portale, nonché soluzioni HSS integrate. Il loro obiettivo principale è creare tecniche di deposizione che consentano al cliente un maggiore controllo nell'aggiornamento dei sistemi di misurazione ogni volta che emerge una nuova tecnologia metrologica.
Metrologia COORD3
COORD3 adotta un approccio unico offrendo soluzioni e macchine CMM convenienti a un vasto pubblico. Il loro pubblico di riferimento spazia da settori che eseguono solo la semplice ispezione ad analisi altamente complesse insieme ad altre capacità fornite come la scansione. Adottano un approccio alla progettazione di sistemi che integrano ergonomia ed efficienza, il che è essenziale per i settori che necessitano di metrologia CMM.
Le aziende leader nel campo della metrologia continuano a innovare e a fare del loro meglio per garantire che i loro prodotti rimangano compatibili con le iniziative dell'Industria 4.0 e vari ambienti di produzione. Il loro ruolo è fondamentale per migliorare l'efficienza funzionale, soddisfare tolleranze ristrette e garantire qualsiasi miglioramento della qualità del prodotto richiesto in tutto il mondo.
Produttori di CMM portatili con sede negli Stati Uniti
I produttori di CMM portatili negli Stati Uniti sono in genere dominati da aziende come FARO Technologies e Creaform. Entrambe mostrano la loro abilità per quanto riguarda gli strumenti portatili che aiutano a misurare le coordinate. FARO, in particolare, introduce opzioni versatili come FAROArm e ScanArm, che sono piuttosto comunemente utilizzate quando si deve completare l'attività di misurazione in posizioni diverse dall'impianto o dalla linea di montaggio. Creaform, d'altro canto, offre soluzioni come HandySCAN 3D e speciali dispositivi di scansione portatili che sono leggeri ed efficienti per l'utente.
I nuovi attori del mercato della metrologia statunitense
Credo che Hexagon Manufacturing Intelligence e InnovMetric Software siano alcuni dei nuovi entranti nel mercato della metrologia statunitense. Inoltre, mentre InnovMetric si sta affermando come un attore importante con la sua piattaforma software PolyWorks specializzata nella gestione dei dati di metrologia 3D, Hexagon sta anche acquisendo rapidamente ampie soluzioni di metrologia e produzione. Queste aziende stanno davvero portando innovazioni e alternative competitive nel settore.
In che modo i produttori di CMM soddisfano le esigenze di garanzia della qualità?
Produttori che offrono sistemi di misurazione completi
Mentre continua a svilupparsi, l'immensa crescita del settore CMM ha portato a rapidi progressi nel dominio della garanzia della qualità in molti settori. Per tenere il passo con le elevate richieste odierne, produttori come ZEISS, Mitutoyo e Amplis forniscono macchine di misura coordinative di alta qualità, garantendo accuratezza e affidabilità.
ZEISS e Mitutoyo: ZEISS sostiene le sue promesse di metrologia con una solida selezione di macchine CMM, macchine a braccio orizzontale, CMM a ponte e CMM in linea, solo per citarne alcune. ZEISS progetta sofisticati sistemi ottici insieme a sistemi multi-sensore, garantendo un'integrazione completamente dinamica con il loro software di ispezione, ZEISS CALYPSO. La combinazione di questi consente una precisione senza soluzione di continuità durante l'acquisizione e la creazione di report dei dati. Ad esempio, ZEISS CONTURA offre una scansione rapida ed è in grado di eseguire attività di ispezione dei componenti automobilistici ad alte prestazioni.
Hexagon: il mondo della metrologia di Hexagon presenta molteplici sfaccettature, ma uno degli aspetti più importanti incentrati su Ugem è rappresentato dai suoi sistemi hardware e software all'avanguardia, come PC-DMIS, che impiegano algoritmi intelligenti per eseguire flussi di lavoro di misurazione complessi.
Mitutoyo: Il marchio Mitutoyo è noto per la sua ampia gamma di soluzioni CMM offerte a diversi settori. La serie Mitutoyo CRYSTA-Apex V, ad esempio, può eseguire misurazioni multi-sensore di una parte ad alta velocità e viene fornita con strumenti software dedicati come MiCAT Planner, che aiutano gli utenti nella programmazione delle parti per ridurre notevolmente i tempi di ispezione.
Questi produttori comprendono le tendenze e le implicazioni che il mercato avrà in futuro; quindi, oltre a fornire elevata accuratezza e velocità, forniscono anche connettività digitale, automazione e miglioramenti dell'analisi dei dati. Ora viene introdotto un cambiamento fondamentale nel monitoraggio floreale e nelle funzioni di monitoraggio automatico; ciò consente ai produttori di reagire immediatamente a qualsiasi problema di pre-produzione e di rimanere entro linee guida di qualità rigorose ed efficaci.
Sonde e strumenti di misura specializzati
Sonde e dispositivi di misurazione specializzati sono essenziali per realizzare misurazioni accurate e praticabili all'interno di una macchina di misura a coordinate (CMM). Questi strumenti soddisfano requisiti industriali complessi e condizioni di misurazione, nonché forme geometriche superficiali.
Sonde di scansione: le sonde di scansione, come il sistema REVO-2 di Renishaw, sono progettate per raccogliere dati di superficie dettagliati a velocità elevate e sono, tra le altre cose, molto competitive in questo campo della tecnologia di scansione. Utilizzano la tecnologia di scansione multiasse e possono raccogliere fino a 4,000 punti dati al secondo. Questa caratteristica è utile per tutte le applicazioni, come quelle aerospaziali e automobilistiche, che richiedono mappe ad alta risoluzione delle superfici da ispezionare.
Configurazioni dello stilo: la conclusione delle esigenze di misurazione e dei requisiti associati è la selezione di uno stilo. Dalle configurazioni a stella allo stile a disco e persino quelle specificamente progettate, aumentano la gamma di flessibilità richiesta da un'attività di misurazione. I materiali includono rubino, nitruro di silicio e zirconia per ridurre l'usura e aumentare la durata di un utilizzo ripetitivo ad alto stress.
Sonde ottiche senza contatto: in questa categoria di sonde rientrano i sensori laser e a luce bianca, particolarmente efficaci quando si cerca di utilizzare sonde tattili su materiali delicati o morbidi che possono essere facilmente deformati. Ad esempio, Hexagon Manufacturing Intelligence produce sensori di triangolazione laser ad altissima precisione, appositamente progettati per ideare misurazioni fino a 2 micron in forme libere complesse.
Sensori di misurazione della forza: alcuni sistemi CMM possono utilizzare sensori di forza avanzati integrati per testare componenti soggetti a carico meccanico. Questi sensori misurano coppia e carico con precisione, aiutando a comprendere meglio le proprietà dei materiali e la longevità dei componenti.
Integrazione software: in particolare, questi strumenti di nicchia sono forniti con software moderni per assistere nell'analisi e nella presentazione dei dati. Algoritmi avanzati garantiscono tracciabilità e ripetibilità, soddisfacendo al contempo i requisiti di misurazione ISO. La recente aggiunta del rilevamento delle anomalie basato sull'intelligenza artificiale ha anche notevolmente migliorato la capacità di prevedere i problemi nella produzione, mantenendo così l'efficienza.
Questi sono solo alcuni degli ultimi progressi compiuti nel campo della CMM. Tutti puntano verso una migliore conformità con gli standard del settore e una maggiore flessibilità sulle ultime innovazioni, come l'automazione e l'interconnettività digitale.
Soluzioni per il controllo qualità ad alta precisione
Per quanto mi riguarda, unire tecnologie all'avanguardia con approcci attenti è un prerequisito per raggiungere i migliori standard nel controllo qualità. Le macchine di misura a coordinate (CMM) si sono rivelate dispositivi necessari, soprattutto in settori in cui sono richieste tolleranze e precisione strette, come l'industria aerospaziale, automobilistica e medica.
Amalgama di Multisensoriale
L'integrazione di sensori ottici, tattili e senza contatto in un unico sistema ha notevolmente migliorato la gamma di misurazioni ottenibili. I soli sensori visivi hanno una risoluzione di appena 1 micron, il che garantisce il rilevamento anche di un piccolo difetto. Questa tecnica è particolarmente vantaggiosa perché consente l'esame approfondito di forme e caratteristiche complesse in un'unica configurazione, riducendo il numero di configurazioni necessarie e, quindi, il tempo impiegato per l'attività, aumentando al contempo l'affidabilità dei risultati.
Robotica e automazione nel controllo di qualità
Attraversando le linee di produzione industriale, i bracci robotici CMM vengono utilizzati in coordinamento per esaminare i prodotti, ed è stato stabilito che questi riducono notevolmente i tempi di ispezione durante la produzione di massa. Attraverso l'integrazione della robotica, i robot eseguiti in modo efficiente possono consentire il carico e lo scarico automatizzati delle parti, il che porta a un aumento della produttività di quasi il 40%, superando al contempo la precisione mirata. Inoltre, le CMM e i sistemi di produzione possono essere integrati per fungere da feedback "corretto" l'uno per l'altro e qualsiasi errore può essere risolto ed evitato nella produzione.
Gestione della qualità basata sul cloud
Le aziende manifatturiere oggigiorno utilizzano strumenti software contemporanei chiamati Cloud, che le aiutano a unificare i record dell'osservatorio di valutazione della qualità di diverse fabbriche. Il mix di analisi incorporate in tempo reale tratte da standard globali di controllo della qualità aiuta a riconoscere modelli che potrebbero suggerire carenze in quel processo aziendale specifico. Secondo studi recenti, le aziende che utilizzano soluzioni di cloud computing sono riuscite a ridurre il rapporto di difetti sui mercati, che è un'appendice del venticinque percento in media grazie a una migliore interazione e tracciabilità.
Test non distruttivi (NDT)
Gli approcci NDT come le scansioni TC a raggi X possono effettuare esami strutturali interni dei componenti senza danneggiarli gravemente, e questo metodo può essere utilizzato insieme a CMM accelerate. Ciò diventa particolarmente critico nella produzione di un dispositivo medico, per il quale la struttura interna deve essere uniforme entro un intervallo specifico. Per le ispezioni basate su TC di componenti leggeri e dal design intricato, è possibile ottenere microscopicità fino a 0.5.
Intelligenza artificiale nel rilevamento dei difetti
I modelli di intelligenza artificiale (IA) gestiscono un volume significativo di set di dati raccolti durante le ispezioni e riconoscono tendenze che le persone possono non notare. Pertanto, il ruolo dell'IA nel controllo qualità sta ridefinendo l'accuratezza dei processi di rilevamento dei difetti. Ad esempio, in alcuni settori, i sistemi di IA che utilizzano algoritmi di apprendimento profondo possono stimare quando una macchina avrà bisogno di manutenzione, prevedendo tempi di inattività con un margine del 30 percento.
La convergenza di queste tecnologie all'avanguardia consente ai produttori di conformarsi ai severi requisiti del settore e di soddisfare le esigenze dei clienti. Grazie alla combinazione di automazione, tecnologia e analisi dei dati, è possibile ottenere una gestione della qualità ad alta precisione contemporaneamente all'aumento della produttività e alla riduzione dei costi.
Domande frequenti (FAQ)
D: Quali competenze si possono acquisire durante questo corso quando si parla di macchine di misura a coordinate?
R: Precedentemente noti come strumenti di tastatura e calibrazione portatili, i CMM hanno fatto grandi progressi tecnologici e rappresentano il linguaggio che definisce l'industria manifatturiera moderna. Il dispositivo impiega una sonda per toccare la superficie di un oggetto e memorizza la geometria della forma fisica come modello tridimensionale. Questo modello può quindi essere utilizzato per l'assicurazione della qualità, l'ingegneria e la progettazione e altre attività necessarie.
D: Chi si distingue come leader nella produzione di macchine di misura a coordinate in America?
R: In America, alcuni dei più grandi produttori di apparecchiature di ingegneria e CMM includono Hexagon Manufacturing Intelligence, ZEISS Industrial Quality Solutions e Nikon Metrology. Oltre a produrre apparecchiature industriali, queste aziende progettano e realizzano anche apparecchiature di metrologia avanzate per una varietà di usi industriali.
D: Quali sono le diverse CMM disponibili sul mercato e in che modo si differenziano dagli altri tipi di apparecchiature?
R: Nella categoria generale delle CMM, esistono modelli a ponte, a portale, a braccio orizzontale e portatili. Esistono anche macchine di misura a coordinate ottiche e tridimensionali più avanzate. Ogni categoria differisce nelle specifiche degli oggetti che misura e nella precisione di tali specifiche.
D: In che modo ZEISS contribuisce al settore delle macchine di misura a coordinate (CMM)?
R: In quanto azienda leader nel settore CMM, ZEISS è nota per la produzione di una miriade di macchine di misura a coordinate insieme a diversi sistemi di misura ottici. Questi includono tutto, dalle CMM a ponte alle CMM a braccio orizzontale insieme a una gamma di sistemi ottici e multisensore richiesti per misurazioni 3D altamente accurate in diversi mercati.
D: Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di una CMM per la misurazione?
R: Non si può negare che le macchine CMM come la macchina di misura a coordinate forniscano un elenco duraturo di vantaggi, come l'elevato valore di accuratezza, le capacità ripetitive per le misurazioni e la capacità di catturare forme più complesse in un sistema di coordinate 3D. Le CMM consentono misurazioni completamente automatizzate, errori di interferenza umana ridotti al minimo e sistemi di valutazione della qualità molto più informativi tramite report. Questi sono prevalentemente utili nella misurazione di oggetti estremamente grandi o componenti più intricati.
D: Le macchine di misura a coordinate (CMM) sono in grado di misurare oggetti di grandi dimensioni?
R: Le CMM possono effettuare misurazioni su larga scala, tra cui le CMM a portale e a braccio orizzontale. Tali macchine CMM possono misurare oggetti su larga scala come macchinari pesanti, componenti di aeromobili e parti di carrozzeria di automobili. Tali tipi di macchine CMM possono eseguire misurazioni altamente accurate massimizzando al contempo il volume di misurazione.
D: Puoi spiegare la differenza tra una macchina di misura a coordinate 3D e una CMM 3D e perché l'opzione di sinistra è più versatile?
R: L'opzione di sinistra è più versatile grazie alla sua capacità di riconoscere punti dati all'interno delle coordinate x, y e z, catturando essenzialmente l'essenza dell'oggetto; una macchina che utilizza un'immagine colorata per la misurazione non possiede questa capacità in quanto è limitata a catturare ed elaborare solo immagini bidimensionali durante il processo di misurazione. Sebbene un sistema 2D sia meno versatile delle CMM 2D, può essere utile per ridurre i costi e alcune attività richiedono un sistema 3D su cui lavorare.
D: In quali aspetti i sistemi di misurazione ottica integrano gli strumenti di ispezione senza contatto?
A: I sistemi di misurazione ottica integrano gli strumenti di ispezione senza contatto integrando le tradizionali CMM. Utilizzano telecamere e complesse tecniche di elaborazione delle immagini per acquisire la geometria di una superficie in modo rapido ed efficiente. Questa tecnologia è particolarmente utile per acquisire la geometria di parti piccole o morbide che altrimenti sarebbero difficili da toccare con le sonde CMM e, per alcune applicazioni, possono acquisire la geometria più rapidamente delle CMI.
Fonti di riferimento
1. [(Mussatayev et al., 2020, pagine 537–547)] “Influenze termiche come fattore di incertezza della macchina di misura a coordinate (CMM)”
- Questo articolo presenta un metodo sofisticato per stimare l'incertezza delle misurazioni. Analizza inoltre le caratteristiche termiche delle CMM insieme alla misurazione della temperatura ambientale e agli errori delle CMM.
2. [(Cheng e altri, 2021)] “Nuovo approccio e apparato per l'inserimento automatico della punta di una sonda CMM in fori cilindrici con diametro inferiore a un millimetro e altezza
- Questa ricerca descrive una tecnica che sfrutta i principi della stereovisione binoculare per posizionare automaticamente le punte delle sonde CMM in fori con diametri submillimetrici e rapporti di aspetto elevati.
3. [(Pawełko et al., 2021)] “Sistema di medicina per la determinazione della distribuzione della rigidità negli attrezzi”
- Il presente articolo propone un nuovo sistema di misurazione per la stima della variazione spaziale della rigidità elastica di una macchina utensile, che consente di determinare i coefficienti di rigidità elastica in funzione della sua posizione, direzione e sforzo.
