PolyWorks verkleint foutkans en sluit de digitale loop tussen engineering, productie en de meetkamer
Programmeertijden meetmachines van dagen naar uren
In veel bedrijven wordt de meetkamer een alsmaar grotere flessenhals. Automatisch programmeren van de meetmachines en 3D scanners verlicht de druk op de meetkamer. PMI-data verkorten de programmeertijd soms van weken naar uren, terwijl ondertussen de meetmachine gebruikt kan worden waarvoor deze is bedoeld: meten. PolyWorks gaat nu nog een stap verder: meetdata digitaal delen met anderen, zelfs terugleiden naar CAD-software zoals Catia of Siemens NX kan.
PolyWorks wordt ontwikkeld door het Canadese moederbedrijf InnovMetric. De programmeersoftware voor meetsystemen neemt een bijzondere positie in. InnovMetric ontwikkelt alléén software die gebruikt kan worden in combinatie met meetsystemen van alle grote aanbieders: LK, Hexagon, Mitutoyo, Zeiss, Faro en noem maar op. De leeftijd is eigenlijk niet zo belangrijk. Bij PolyWorks Benelux is de software gekoppeld aan een 20 jaar oude CMM van Mitutoyo en zelfs nog aan een manuele meetmachine van Wenzel. “Veel bedrijven hebben nog ergens een 20 jaar oude CMM, die ze amper gebruiken maar nog steeds nauwkeurig is. “Wij kunnen in de meeste gevallen zonder hardware aanpassing direct die machine met PolyWorks aansturen”, zegt Mark Luijbregts, directeur-eigenaar PolyWorks Benelux. De Canadezen doorbreken de koppeling tussen de hard- en software van een CMM-leverancier. Doordat PolyWorks met veel verschillende soorten meetmachines en scanners kan samen werken, kan er door een standaard manier van werken en de eenvoud van bediening veel tijdwinst gehaald worden. Zo kunnen metingen ook van verschillende systemen gecombineerd worden.
“Binnen een dag waren we een werkstuk voor de ASML machine met 2.000 meetpunten aan het meten. Hiervoor kostte het programmeren twee weken tijd”
Eenvoud telt
Het idee achter PolyWorks, dat van oorsprong uit de automobielindustrie komt, is dat meetspecialisten sneller met hun meting moeten kunnen starten. “Eenvoud is belangrijker dan menigeen denkt”, zegt Mark Luijbregts. Om meerdere redenen. Een te lange programmeertijd is een drempel. Hoe eenvoudiger het programmeren, des te sneller zal men bereid zijn om te gaan meten. Kortere programmeertijden zorgen daarnaast voor een efficiëntere inzet van de kostbare meetsystemen. PolyWorks kent al jaren de mogelijkheid om op basis van een CAD-model automatisch te programmeren. Daarmee sluit het naadloos aan op de papierloze supply chain, waarin met PMI (Product Manufacturing Information) en MBD (Model Based Definition) wordt gewerkt, een transitie die ASML vorig jaar mee in gang heeft gezet. Het liefst leest PolyWorks native CAD-data in. Is dat een standaard CAD-model, dus zonder de PMI-data, dan vergt het maken van een meetprogramma slechts het aanklikken van vlakken en features die je wilt meten, het selecteren van de meettechnologie (de meetmachine) en ingeven van nog enkele parameters. Uitlijnen gebeurt vrijwel automatisch. Bij het meten van cilinders volstaat het om enkele elementen te selecteren en de software berekent automatisch de hoek van de tasters. Bij kleine delen zal deze tijdwinst van deze programmeermethode minimaal zijn, maar bij grote delen des te meer. Zo berekent de software automatisch de meest ideale volgorde van de metingen, ongeacht hoe de programmeur ze ingeeft. Het aantal bewegingen Een van de vernieuwingen in de software van PolyWorks is ReportLoop.
van de taster wordt daarmee gereduceerd, om de meettijd kort te houden. Wordt later nog een meting toegevoegd, dan berekent PolyWorks automatisch de nieuwe optimale meetvolgorde. Met PMI-data: van weken naar uren De tijdwinst als het CAD-model wel PMI-data bevat, kan groot zijn. Mark Luijbregts geeft het voorbeeld van een complex onderdeel voor een machine van ASML. Dit onderdeel moest op 2.000 punten gecontroleerd worden. “De meetmachine is 14 uur bezig. Zo’n werkstuk programmeren kostte weken. Wij waren binnen een dag aan het meten.” Een ander voorbeeld: een onderdeel voor een raketmotor met 100 nauwkeurige gaten die gemeten moesten worden. In de traditionele werkwijze moet de hoek waaronder de taster meet, elke keer apart worden gezocht. Programmeertijd normaal: 2,5 week, waarvan een belangrijk deel op de CMM voor het bepalen van de hoek waaronder de meettaster meet. Met PolyWorks werd het programma in amper vier uren volledig offline gemaakt. De tijdwinst is voor Mark Luijbregts dan ook een van de grote voordelen van het werken met PMI, naast het feit dat het volledige programma offline wordt gemaakt en de meetmachine ondertussen voor metingen wordt gebruikt.
Mark Luijbregts: de productieketen efficiënter maken door meetdata te delen.
Liever native CAD
Is PMI dan zaligmakend? Mark Luijbregts geeft toe dat de PMI-data niet foutloos zijn. Zijn ervaringen met STEP-files zijn minder. Het huidige STEP-formaat is nog niet volledig geschikt voor PMI. “Bij de vertaling van een huidige STEP-file ontstaan nog fouten, bijvoorbeeld bij radii. Bij het converteren van een native CADfile gaat er minder mis.” Liefst werkt hij daarom met native CADfiles, zoals die van Siemens NX en Catia van Dassault Systèmes. Daarin blijft meer van de data behouden. Ook dan kunnen er fouten ontstaan, die volgens hem echter direct zichtbaar zijn in PolyWorks en eenvoudig opgelost kunnen worden. Waar het tot slot fout kan gaan, is interpretatiefouten. De CAD-constructeur moet bijvoorbeeld de goede nominale toleranties ingeven. Dit soort onvolkomenheden herstellen kost echter slechts een fractie van de programmeertijd die veel meetkamers nu rekenen voor complexe werkstukken.
Kleinere foutkans
De meerwaarde van PMI gaat verder dan kortere programmeertijden, vindt Mark Luijbregts. Vergeleken met programmeren vanaf een 2D tekening, is de kans op foutieve overname van gegevens nul. Het samenstellen van de meetrapporten gaat ook sneller. “De constructeur kan al aangeven hoe hij het rapport wil. Zelf kun je in PolyWorks eenvoudig afbeeldingen van bijvoorbeeld een meetpunt waar een afwijking is gemeten, toevoegen. Een uniek aspect van de PolyWorks software is dat data van verschillende meetsystemen in één rapport gecombineerd kunnen worden, bijvoorbeeld van een CMM en 3D scanner. PolyWorks leest zelfs de meetgegevens van een digitale schuifmaat met USB-aansluiting in en voegt deze aan de andere data toe. Je kunt bijvoorbeeld de contouren van een groot werkstuk scannen, omdat dit sneller gaat, en de details meten met een CMM. De beide meetsystemen worden vanuit hetzelfde programma aangestuurd, zodat één programma maken volstaat.
Daarna voegt de software de data samen.
Dataloop: minder communicatie nodig
Een recente uitbreiding van PolyWorks is het delen van meetgegevens, bijvoorbeeld met de fabriek. “Met PolyWorks|Dataloop gaan we naar de papierloze fabriek”, verduidelijkt Luijbregts. De meettechnicus upload het rapport naar een lokale server of naar de cloud. Deze rapporten kunnen gedeeld worden met anderen, die via een webbrowser toegang krijgen tot de data. Mark Luijbregts: “De anderen hebben geen licentie nodig, maar kunnen via een gratis Reviewer de meetdata zien, SPC data uit het rapport halen en zelfs wijzigingen aanbrengen.” In deze data zitten niet alleen de XYZ-waarden die gemeten zijn, maar het volledige meetproject. Met een relatief goedkoop touchscreen en PC kunnen de meetgegevens ook digitaal beschikbaar worden gesteld aan de CNC-operator naast de machine. “Dat geldt voor alle metingen die we doen, ongeacht of het een CMM is of een 3D scanner. Vanaf het dashboard hou je zicht op de meetprojecten en hun status. Ook externe partijen, bijvoorbeeld de constructeur bij de klant, kan toegang krijgen tot de digitale meetrapporten. Een uitbesteder krijgt via zo’n dashboard direct inzicht in de status van zijn orders. Engineers kijken direct mee of een gemeten afwijking eventueel wel nog acceptabel is of niet. Deze data-uitwisseling gebeurt realtime. “We delen alle info en brengen daardoor het overleg over de oplossing van een probleem terug van weken naar een dag of nog minder, doordat alle data voor alle partijen beschikbaar zijn.” Om de digitale cirkel te sluiten, heeft PolyWorks een PMI+ plugin ontwikkeld voor zowel Siemens NX als Catia. Daarmee worden wijzigingen op basis van het meetrapport in de vorm van informatie en tekstlabels naar de constructeur gestuurd. “Wij gaan niet met PolyWorks wijzigingen doorvoeren in het CAD-model maar reiken de constructeur wel de data zo aan dat hij ze kan doorvoeren in het CAD-model. We proberen zo de hele keten efficiënter te maken en de communicatie te verbeteren. Je krijgt nu meer samenspraak tussen engineers, productie en de meetkamer.” Acceptatie hiervan is vooral een kwestie van de cultuur doorbreken, denkt Mark Luijbregts. Maar net zoals destijds bij de opkomst van CAD-software, houden mensen graag vast aan het bekende, het vertrouwde. Bereid zijn bestaande werkwijzen los te laten en gebruik te maken van de mogelijkheden die de digitalisering biedt, zal echter onvermijdelijk zijn.
