Renishaw Equator-X เครื่องวัดสามมิติ CMM สำหรับ Shop Floor ที่ไม่ต้องแยกออกจากไลน์ผลิต

เมื่อพูดถึง “เครื่องวัดสามมิติ CMM” หลายคนอาจนึกถึงเครื่อง CMM แบบ Bridge CMM ที่ต้องติดตั้งอยู่ในห้องควบคุมอุณหภูมิ เพื่อควบคุมสภาวะแวดล้อมให้เหมาะสมกับการวัดที่มีความละเอียดสูง

แต่ในโรงงานยุคใหม่ การนำชิ้นงานออกจาก Production Line แล้วส่งเข้า Quality Room เพื่อรอวัด อาจไม่ใช่คำตอบที่เหมาะกับทุกกระบวนการ นี่คือเหตุผลที่แนวคิดของ Renishaw Equator-X น่าสนใจ เพราะ Equator-X ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เป็นเพียง “CMM ขนาดเล็ก” แต่เป็น Shop Floor CMM / Production Gauge / Shop Floor Inspection System ที่ออกแบบมาเพื่อให้การตรวจวัดสามารถเข้าใกล้กระบวนการผลิตมากขึ้น

และที่สำคัญคือ สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมการผลิตได้ โดยไม่จำเป็นต้องนำเครื่องไปติดตั้งในห้องควบคุมอุณหภูมิแบบ CMM ห้อง Quality Room ทั่วไป

เครื่องวัดสามมิติ CMM สำหรับโรงงาน แตกต่างจาก CMM แบบดั้งเดิมอย่างไร?

CMM แบบดั้งเดิมได้รับการออกแบบให้ทำงานในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ โดยเฉพาะเรื่องอุณหภูมิ การสั่นสะเทือน ฝุ่น และสภาพแวดล้อมโดยรอบ

แนวทางนี้เหมาะอย่างมากสำหรับงาน High Accuracy Measurement และงาน Inspection ที่ต้องการความสามารถในการสอบกลับได้

แต่สำหรับ Production ที่ต้องการ

• ตรวจสอบชิ้นงานใกล้เครื่องจักร CNC
• ตรวจสอบชิ้นงานระหว่างกระบวนการผลิต
• ลดเวลาการขนย้ายชิ้นงาน
• ลด Inspection Cycle Time
• ตรวจสอบชิ้นงานจำนวนมาก
• ใช้งานแบบ Inline Inspection หรือ At-line Inspection
• ทำ Process Control แบบ Real-time มากขึ้น

การมี Shop Floor CMM หรือ Shop Floor Gauge สามารถตอบโจทย์ได้ตรงกว่า

Renishaw Equator-X จึงถูกพัฒนาขึ้นโดยมีแนวคิดว่า “นำ Measurement เข้าไปใกล้ Production แทนที่จะนำ Production ออกจากไลน์เพื่อไปหา Measurement”

นี่คือความแตกต่างที่สำคัญของแนวคิด Shop Floor Metrology Renishaw Equator-X คืออะไร?

Renishaw Equator-X คือระบบตรวจวัดสำหรับงาน Production ที่รวมความสามารถของ CMM, Gauging และ Shop Floor Measurement เข้าไว้ในระบบเดียว จุดเด่นสำคัญคือเป็น Dual-Method Measurement System ซึ่งสามารถเลือกวิธีการวัดให้เหมาะกับลักษณะการผลิต

1. Absolute Mode – การวัดแบบ Absolute

ในโหมด Absolute Equator-X สามารถทำงานในลักษณะใกล้เคียงกับ High-Speed Production CMM ให้ผลการวัดที่สามารถสอบกลับได้ตามมาตรฐาน ISO 10360-2 พร้อมค่าความแม่นยำระดับไมโครเมตร เหมาะสำหรับงานที่มี

• Part Variation สูง
• Low Volume / Medium Volume Production
• งานที่มีการเปลี่ยนรุ่นชิ้นงานบ่อย
• งานที่ต้องการ Absolute Measurement
• งานตรวจสอบ Dimension, Form และ Position
• งาน Quality Inspection ที่ต้องการ Traceable Measurement

สำหรับโรงงานที่ไม่ได้ผลิตชิ้นงานเดิมจำนวนมหาศาลตลอดเวลา Absolute Mode จึงเป็นทางเลือกที่ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบตรวจวัด

2. Compare Mode – ตรวจวัดแบบเปรียบเทียบสำหรับ Production อีกแนวทางหนึ่งคือ Compare Mode

ระบบจะเปรียบเทียบชิ้นงาน Production กับ Master Reference เพื่อให้สามารถตรวจสอบความแตกต่างของชิ้นงานได้อย่างรวดเร็ว จุดเด่นคือสามารถรองรับการตรวจวัดด้วยความเร็วสูงถึง 500 mm/s และมี Repeatability ระดับ ±2 µm ตามสเปกของระบบ

แนวคิดนี้เหมาะกับ

• Mass Production
• Automotive Parts
• High Volume Production
• Production Line Inspection
• Inline Inspection
• At-line Inspection
• Process Monitoring
• Production Gauging

เมื่อ Production ต้องการตรวจสอบชิ้นงานจำนวนมาก ความเร็วของ Measurement Cycle มีผลโดยตรงต่อ Throughput และ Productivity

ดังนั้น การเลือก CMM หรือ Gauge จึงไม่ควรมองเพียงเรื่อง Accuracy เท่านั้น แต่ควรมองทั้ง Accuracy + Speed + Repeatability + Cycle Time + Production Environment

Shop Floor CMM คืออะไร และทำไมโรงงานจึงให้ความสนใจมากขึ้น? คำว่า Shop Floor CMM หมายถึงระบบวัดที่ออกแบบให้สามารถนำไปใช้งานในพื้นที่การผลิตได้ แทนที่จะมีเพียง

CNC Machine → ผลิตชิ้นงาน → ส่ง Quality Room → รอวัด → ส่งผลกลับ Production

โรงงานสามารถเปลี่ยน Flow เป็น CNC Machine → ผลิตชิ้นงาน → Shop Floor Measurement → วิเคราะห์ผล → ปรับกระบวนการผลิต

สิ่งที่เกิดขึ้นคือ Inspection ถูกนำเข้าใกล้ Production Process มากขึ้น

ลดการขนย้าย ลดเวลารอ ลด Feedback Loop และช่วยให้ Production สามารถตอบสนองต่อความผิดปกติของกระบวนการได้เร็วขึ้น

นี่คือแนวคิดของ Smart Manufacturing และ Closed-Loop Manufacturing

CMM ที่ไม่ต้องตั้งในห้องควบคุมอุณหภูมิ ทำได้อย่างไร?

หนึ่งในคำถามที่พบบ่อยคือ

“มีเครื่อง CMM ที่ไม่ต้องติดตั้งในห้องควบคุมอุณหภูมิหรือไม่?”

คำตอบคือ ต้องแยกให้ชัดเจนระหว่าง “CMM แบบห้องควบคุมอุณหภูมิ” กับ “Shop Floor Measurement System”

CMM แบบ Bridge CMM ทั่วไปมักให้ความสำคัญกับการควบคุมอุณหภูมิอย่างมาก เนื่องจากวัสดุของทั้งเครื่องและชิ้นงานมีการขยายตัวเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

แต่ Renishaw Equator-X ใช้แนวคิดทางวิศวกรรมที่แตกต่างออกไป

ตัวระบบได้รับการออกแบบให้เหมาะกับ Shop Floor Environment และสามารถจัดการผลกระทบจากสภาพแวดล้อมได้ด้วยโครงสร้างและระบบชดเชยที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งาน Production

ดังนั้น หากกำลังค้นหา

“CMM ไม่ต้องควบคุมอุณหภูมิ”
“CMM สำหรับ Shop Floor”
“เครื่องวัดสามมิติในโรงงาน”
“CMM สำหรับ Production Line”
“Portable CMM”
“Production CMM”
“Shop Floor Gauge”

Equator-X เป็นเทคโนโลยีที่ควรนำมาเปรียบเทียบกับระบบ CMM แบบดั้งเดิม

อย่างไรก็ตาม ไม่ควรตีความว่า “ไม่ต้องควบคุมอุณหภูมิ” หมายถึง “ไม่สนใจอุณหภูมิ”

หลัก Metrology ยังเหมือนเดิม คือ อุณหภูมิของชิ้นงานและสภาพแวดล้อมมีผลต่อการวัด

ความแตกต่างอยู่ที่ วิศวกรรมของระบบถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการใช้งานในสภาพแวดล้อม Production มากกว่า CMM ห้องควบคุมแบบดั้งเดิม

Portable CMM กับ Shop Floor CMM เหมือนกันหรือไม่?

คำว่า Portable CMM เป็นอีกหนึ่ง Keyword ที่ถูกค้นหามากในกลุ่มงาน Inspection

แต่ Portable CMM และ Shop Floor CMM ไม่ได้หมายถึงสิ่งเดียวกันทั้งหมด

Portable CMM อาจหมายถึง

• Portable Arm CMM
• Articulated Arm CMM
• Portable Measuring Arm
• Optical Measurement System
• Portable 3D Measurement System

ในขณะที่ Shop Floor CMM เน้นไปที่การออกแบบระบบให้เหมาะกับ Production Environment

ดังนั้น หากโจทย์ของโรงงานคือ

“ต้องการเครื่องวัดสามมิติที่สามารถวัดใกล้ CNC และนำผลกลับไปใช้ควบคุม Production ได้”

ควรมองมากกว่าแค่คำว่า Portable

แต่ควรพิจารณา

Measurement Accuracy + Repeatability + Measurement Speed + Environmental Capability + Software + Automation + Traceability

ทำไม Equator-X จึงวัดได้เร็ว?

หัวใจสำคัญอยู่ที่ Hexapod Drive Architecture

Equator-X ใช้มอเตอร์เชิงเส้น 6 ชุดในโครงสร้าง Hexapod ที่มี Dynamic Stiffness สูง

โครงสร้างลักษณะนี้ช่วยให้แรงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ถูกจัดการในลักษณะ Tension และ Compression มากกว่าการทำให้โครงสร้างเกิดการ Bending

ผลที่ได้คือระบบสามารถเคลื่อนที่และ Scan ด้วยความเร็วสูง โดยยังคงควบคุม Dynamic Error ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ Equator-X สามารถนำแนวคิด High-Speed Scanning เข้ามาใช้กับงาน Production Measurement

Metrology Frame และ Drive Frame ถูกออกแบบแยกกัน

อีกจุดที่น่าสนใจคือการออกแบบ Drive Frame และ Metrology Frame

Drive System มีหน้าที่เน้นเรื่อง Speed

ขณะที่ Metrology Frame เน้นเรื่อง Measurement Stability และ Accuracy

โครงสร้าง Metrology Frame ใช้วัสดุ Carbon Fibre ซึ่งมีข้อดีด้าน

• Lightweight
• High Rigidity
• Thermal Stability

ประกอบกับระบบ RESOLUTE Absolute Optical Encoder บนแต่ละ Strut ทำให้ระบบสามารถทราบตำแหน่งของตัวเองได้ทันทีเมื่อเปิดเครื่อง

ไม่จำเป็นต้องเสียเวลา Homing แบบระบบบางประเภท

สำหรับ Production Environment เรื่องเล็ก ๆ แบบนี้มีความหมายมาก เพราะในโรงงาน

ทุกวินาทีของ Inspection Cycle มีต้นทุน