Metrologie

Metrologie: onmisbaar in de moderne metaalbewerking

Binnen de metaalbewerking worden steeds hogere eisen gesteld aan kwaliteit, nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid. Moderne CNC-machines kunnen met uiterste precisie produceren, maar die nauwkeurigheid heeft alleen waarde wanneer ook gecontroleerd kan worden of een werkstuk daadwerkelijk aan de voorgeschreven toleranties voldoet. Daar komt metrologie in beeld.

Metrologie is de wetenschap van het meten. In de industrie omvat dit alle technieken, meetinstrumenten en procedures waarmee afmetingen, vormen, hoeken, oppervlakteruwheid en andere eigenschappen van een werkstuk nauwkeurig worden gecontroleerd.

Een betrouwbare meting voorkomt fouten, beperkt materiaalverlies, verhoogt de productkwaliteit en zorgt ervoor dat onderdelen perfect op elkaar aansluiten tijdens montage. Daarom is metrologie vandaag een onmisbaar onderdeel van vrijwel ieder productieproces.

Wat is metrologie?

Metrologie gaat veel verder dan het meten van een onderdeel met een schuifmaat. Het omvat alle technieken waarmee gecontroleerd wordt of een werkstuk voldoet aan de opgegeven specificaties en toleranties.

Dat kan betrekking hebben op:

• lengte
• breedte
• hoogte
• diameter
• wanddikte
• diepte
• hoekmetingen
• vlakheid
• rondheid
• cilindriciteit
• haaksheid
• paralleliteit
• oppervlakteruwheid
• schroefdraad
• hardheid

Door deze eigenschappen nauwkeurig te controleren, kan objectief worden vastgesteld of een product aan de gestelde kwaliteitseisen voldoet.

Waarom is metrologie zo belangrijk?

In de metaalindustrie kunnen afwijkingen van enkele honderdsten of zelfs duizendsten van een millimeter grote gevolgen hebben. Een lager dat net iets te groot is, past niet meer in de behuizing. Een as die enkele honderdsten te klein is, veroorzaakt speling. Een foutieve boring kan ervoor zorgen dat een volledige montage mislukt. Bij seriewerk kunnen kleine afwijkingen bovendien leiden tot honderden afgekeurde onderdelen voordat het probleem wordt opgemerkt. Een doordachte meetstrategie voorkomt dergelijke situaties.

De voordelen zijn duidelijk:

• minder afkeur
• lagere productiekosten
• minder materiaalverlies
• minder herbewerkingen
• hogere leverbetrouwbaarheid
• constante kwaliteit
• tevreden klanten
• betere procesbeheersing

Metrologie is daarom geen eindcontrole, maar een essentieel onderdeel van het volledige productieproces.

Meten tijdens iedere productiefase

In een professioneel productieproces wordt niet alleen aan het einde gecontroleerd. Metingen vinden plaats tijdens verschillende fasen. Voor de productie wordt gecontroleerd of het uitgangsmateriaal voldoet aan de specificaties. Tijdens de bewerking worden tussentijdse controles uitgevoerd om machines indien nodig bij te sturen. Na afloop volgt een eindcontrole waarbij wordt nagegaan of alle afmetingen binnen de voorgeschreven toleranties vallen. Door op meerdere momenten te meten worden afwijkingen sneller ontdekt en blijven productiekosten onder controle.

De juiste keuze van een meetinstrument

Geen enkel meetinstrument is geschikt voor alle toepassingen.

De keuze hangt onder meer af van:

• de gewenste nauwkeurigheid
• de toleranties
• het materiaal
• de afmetingen van het werkstuk
• de productieomgeving
• de meetfrequentie
• de bereikbaarheid van de meetpunten

Een eenvoudige controle op de werkvloer vraagt een ander instrument dan een eindcontrole in een meetkamer.

Schuifmaten

De schuifmaat behoort tot de meest gebruikte meetinstrumenten binnen de metaalindustrie.

Met één instrument kunnen verschillende metingen worden uitgevoerd:

• buitenmaten
• binnenmaten
• dieptematen
• trapmetingen

Schuifmaten zijn verkrijgbaar als:

• analoge uitvoering
• digitale uitvoering
• uitvoering met klok

Ze combineren snelheid met een hoge nauwkeurigheid en worden daarom dagelijks gebruikt tijdens productie.

Micrometers

Wanneer een hogere nauwkeurigheid vereist is, wordt meestal gekozen voor een micrometer.

Afhankelijk van de uitvoering kunnen verschillende metingen worden verricht:

• buitendiameter
• binnendiameter
• diepte
• wanddikte
• schroefdraad
• speciale toepassingen

Micrometers bieden een hogere nauwkeurigheid dan een schuifmaat en worden veel toegepast bij precisiewerk.

Meetklokken

Meetklokken maken uiterst kleine afwijkingen zichtbaar.

Ze worden gebruikt voor:

• rondloopcontrole
• uitlijning
• vlakheid
• slingering
• centrering
• machine-uitlijning

Door hun hoge gevoeligheid zijn ze onmisbaar bij machineopstellingen en kwaliteitscontrole.

Hoogtemeters

Voor nauwkeurige hoogtemetingen op een granieten meetplaat worden hoogtemeters gebruikt.

Hiermee kunnen onder meer worden bepaald:

• hoogtes
• centerlijnen
• steekmaten
• markeringen

Digitale modellen verhogen de snelheid en beperken de kans op afleesfouten.

Binnenmeetinstrumenten

Boringen vragen een andere meetmethode dan buitenmaten.

Daarvoor worden onder andere gebruikt:

• binnenmicrometers
• driepunts-binnenmeters
• telescopische binnenmeters
• meetklokken voor boringen

Deze instrumenten maken nauwkeurige controle van inwendige diameters mogelijk.

Dieptemeters

Boringen, sleuven en uitsparingen moeten vaak zeer nauwkeurig op diepte worden gecontroleerd.

Hiervoor worden analoge en digitale dieptemeters gebruikt.

Draadmaten

Schroefdraad wordt gecontroleerd met speciale draadkalibers.

Hiermee kan snel worden vastgesteld of een binnendraad of buitendraad binnen de vereiste toleranties valt.

Radiusmeters en voelermaatjes

Ook kleine details vragen een nauwkeurige controle. Radiusmeters controleren afrondingen. Voelermaatjes meten kleine spelingen en tussenruimtes, bijvoorbeeld tijdens machineonderhoud of montage.

Kalibers en meetpennen

Voor seriewerk worden vaak kalibers gebruikt. Ze geven onmiddellijk aan of een onderdeel binnen de toegelaten toleranties valt. Daardoor verlopen productiecontroles bijzonder snel.

Granieten meetplaten

Een nauwkeurige meting begint met een stabiele referentie. Granieten meetplaten bieden een uiterst vlak oppervlak waarop betrouwbare metingen kunnen worden uitgevoerd. Ze vormen de basis van vrijwel iedere professionele meetkamer.

Oppervlakteruwheid meten

Niet alleen afmetingen bepalen de kwaliteit van een onderdeel. Ook de oppervlakteafwerking speelt een belangrijke rol.

Een te ruwe of te gladde oppervlakte kan invloed hebben op:

• afdichtingen
• lagers
• glijvlakken
• hydraulische componenten
• slijtage
• smering

Met speciale ruwheidsmeters wordt gecontroleerd of de vereiste oppervlaktekwaliteit is bereikt.

Hardheidsmetingen

Voor warmtebehandelde onderdelen is hardheid vaak een cruciale eigenschap. Met hardheidsmeters wordt gecontroleerd of een materiaal de gewenste hardheid bezit.

Dit is belangrijk voor onder andere:

• gereedschappen
• tandwielen
• assen
• machineonderdelen
• matrijzen

Optische meetsystemen

Niet alle onderdelen kunnen efficiënt met contactmeetinstrumenten worden gecontroleerd. Daarom winnen optische meetsystemen steeds meer aan belang. Met behulp van camera's, lenzen en geavanceerde software worden afmetingen contactloos gemeten.

Deze systemen zijn bijzonder geschikt voor:

• kleine precisieonderdelen
• complexe contouren
• dun plaatmateriaal
• kunststof onderdelen
• seriewerk

Ze combineren een hoge snelheid met een uitstekende nauwkeurigheid.

Profielprojectoren

Profielprojectoren vergroten een onderdeel optisch zodat contouren en afmetingen eenvoudig gecontroleerd kunnen worden.

Ze worden veel gebruikt voor:

• stansdelen
• draaiwerk
• frezen
• profielmetingen
• gereedschapscontrole

Coördinatenmeetmachines (CMM)

Voor uiterst nauwkeurige metingen wordt gebruikgemaakt van coördinatenmeetmachines. Deze meten automatisch duizenden punten op een werkstuk. Daarmee kunnen complexe geometrieën volledig worden gecontroleerd.

CMM-systemen worden toegepast voor:

• eerste stukcontrole
• eindcontrole
• complexe onderdelen
• matrijzen
• luchtvaart
• automotive
• precisiecomponenten

Digitale meetinstrumenten

Digitale meetinstrumenten zijn tegenwoordig de standaard binnen veel productiebedrijven. Naast een duidelijke uitlezing beschikken ze over tal van extra functies.

Veel voorkomende mogelijkheden zijn:

• omschakelen tussen millimeter en inch
• nulinstelling op iedere positie
• absolute en relatieve metingen
• automatische gegevensoverdracht
• aansluiting op kwaliteitssoftware
• koppeling met SPC-systemen

Daardoor verlopen metingen sneller en wordt de kans op menselijke fouten kleiner.

Draadloze meetgegevens via Bluetooth en USB

Steeds meer meetinstrumenten kunnen meetgegevens rechtstreeks doorsturen naar een computer, tablet of kwaliteitssoftware. Dat gebeurt via een USB-kabel, een draadloze zender of Bluetooth. Hierdoor hoeven operators meetwaarden niet langer handmatig over te schrijven. De meetresultaten worden automatisch geregistreerd in meetrapporten, SPC-software of kwaliteitsdossiers.

Dat biedt belangrijke voordelen:

• minder overschrijffouten
• snellere kwaliteitscontrole
• automatische registratie
• volledige traceerbaarheid
• efficiënte rapportering
• minder administratie
• betere procescontrole
• tijdswinst

Voor bedrijven met seriewerk of hoge kwaliteitseisen betekent dit een aanzienlijke efficiëntiewinst.

Metrologie binnen Industrie 4.0

Steeds meer productiebedrijven digitaliseren hun kwaliteitscontrole. Meetinstrumenten worden gekoppeld aan kwaliteitssoftware, ERP-systemen en productiedatabases.

Meetgegevens worden automatisch opgeslagen en gekoppeld aan:

• productienummer
• operator
• machine
• productiebatch
• tijdstip
• werkorder

Daardoor ontstaat een volledig digitaal kwaliteitsdossier. Ook trends worden sneller zichtbaar. Wanneer afmetingen langzaam beginnen af te wijken, kan tijdig worden ingegrepen voordat producten buiten tolerantie vallen. Dat vermindert afkeur en verhoogt de procesbetrouwbaarheid.

Het belang van kalibratie

Zelfs het beste meetinstrument blijft alleen betrouwbaar wanneer het regelmatig wordt gecontroleerd.

Door slijtage, temperatuurverschillen of intensief gebruik kan de nauwkeurigheid afnemen.

Daarom worden meetinstrumenten periodiek gekalibreerd.

Kalibratie bevestigt dat een instrument nog steeds correct meet binnen de toegestane toleranties.

Voor bedrijven die werken volgens kwaliteitsnormen is dit vaak een vast onderdeel van het kwaliteitsbeleid.

Correct omgaan met meetinstrumenten

De levensduur en nauwkeurigheid van meetinstrumenten hangen sterk af van het gebruik. Enkele eenvoudige richtlijnen maken een groot verschil:

• bewaar meetinstrumenten schoon en droog
• voorkom schokken of vallen
• reinig de meetvlakken regelmatig
• meet nooit op vuile werkstukken
• bescherm instrumenten tegen stof en vocht
• bewaar ze in de originele opbergkoffer
• laat instrumenten regelmatig kalibreren

Een goed onderhouden meetinstrument blijft jarenlang betrouwbaar.

Metrologie in verschillende sectoren

Metrologie wordt toegepast in vrijwel iedere industriële omgeving.

Onder meer in:

• algemene metaalbewerking
• precisieverspaning
• machinebouw
• constructie
• onderhoud
• matrijzenbouw
• automotive
• luchtvaart
• voedingsindustrie
• energie
• productiebedrijven

Overal waar onderdelen nauwkeurig moeten passen, speelt metrologie een sleutelrol.

Waarom investeren in kwalitatieve meetinstrumenten?

Een meetinstrument bepaalt rechtstreeks de betrouwbaarheid van uw kwaliteitscontrole. Wanneer metingen niet correct zijn, heeft dat gevolgen voor het volledige productieproces.

Een kwalitatief meetinstrument zorgt voor:

• betrouwbare meetresultaten
• langere levensduur
• hogere nauwkeurigheid
• minder afkeur
• minder herbewerkingen
• hogere productiviteit
• lagere totale productiekosten

Daardoor verdient een kwalitatieve meetoplossing zichzelf vaak snel terug.

De juiste meetoplossing voor iedere toepassing

Iedere productieomgeving stelt andere eisen aan meten en controleren. De juiste oplossing hangt af van de gewenste nauwkeurigheid, de toleranties, de productieomgeving en de manier waarop kwaliteitscontrole wordt georganiseerd.

Of het nu gaat om een eenvoudige schuifmaat voor dagelijkse controles, een digitale micrometer met draadloze gegevensoverdracht, een hoogtemeter voor precisiewerk of een geavanceerde coördinatenmeetmachine voor complexe onderdelen, een doordachte meetstrategie vormt de basis van een betrouwbaar productieproces.

Door te investeren in kwalitatieve meetinstrumenten en een goed georganiseerde kwaliteitscontrole verhoog je niet alleen de nauwkeurigheid van jouw producten, maar ook de efficiëntie, leverbetrouwbaarheid en klanttevredenheid.

Wil je een meetinstrument kopen of advies over de juiste meetoplossing voor uw toepassing? Neem vrijblijvend contact met ons op voor een voorstel op maat via sales@NVvanmaele.be.