Vmesnik AXBR3 za direkten vnos izmerjenih veličin v datoteko na računalniku Bojan Kovaï, AX elektronika, d. o. o., Ljubljana Bojan KOVAČ IzvleÏek: Meritve moramo redno opravljati, ïe hoïemo poznati kakovost svojih izdelkov in jo tudi zagotavljati. îe pa imamo istoïasno brez izgube ïasa možnost vse te meritve še arhivirati, si postopoma gradimo podatkov- no bazo, ki nam pomaga hitro pripraviti informativno primerjalno analizo o kakovosti izdelka, stanju strojev in orodij ter stabilnosti tehnološkega procesa. Nadzor in pravoïasno ukrepanje ob odstopanjih nam lahko prihra- nita visoke nepredvidene stroške zaradi slabe kakovosti izdelkov, zastojev, poškodb orodij in poslediïno izpada proizvodnje, nedoseganje dogovorjenih rokov in reklamacije. Z novim vmesnikom AXBR3 si torej prihranimo ïas in zagotovimo enostaven in zanesljiv vnos podatkov v osebni raïunalnik. KljuÏne besede: merilni vmesnik, neposredni vnos meritev, zagotavljanje kakovosti, brezžiïni vnos meritev, analiza izmerjenih vrednosti, merilni vmesnik USB, kar je z vidika proizvodnje sploh mogoïe. Da bi to postalo vsakdanja praksa, vam v pomoï predlagamo sistem za direktni vnos meritev v raïunalnik brez dodatne izgube ïasa, tudi brezžiïno. Meritve vhodnega materiala Meritve so v proizvodnji polizdelkov in izdelkov kljuïnega pomena v vseh fazah izdelave. Dimenzije, kvaliteta, struktura in zunanji videz vhodnega materiala so pomembni parametri in osnova našega izdelka. îe ti nihajo ali niso v dogovorjenih okvirih, bomo imeli v proizvodnji težave, zastoje, lome orodij in še kaj. îe parametri nihajo od dobave do dobave, ima- mo opravka z dobaviteljem, ki ne obvladuje niti kvalitete niti procesa. Tak dobavitelj je za nas lahko riziïen, saj nam lahko s svojo nestabilno kakovostjo dobavljenega materiala povzroïi zastoje, izpad proizvodnje, slabo kvaliteto konïnih izdelkov (na katerih bo naše ime!) in poslediïno verjetno tudi znatno izgubo tržnega O pomembnosti kontrolnih meritev za kontinuirano kakovost izdelka Kontrolne meritve izdelkov v nepre- stani ïasovni stiski pogosto jemljemo kot nujno zlo in nepotrebno izgubo ïasa, ïeprav ima vsaka izmerjena dimenzija poleg aktualne vrednosti tudi skrito informacijo o stanju oro- dij, strojev in tehnološkega procesa, vendar le v primeru, da so meritve dosledno in redno arhivirane. Arhi- viranje seveda zahteva svoj ïas, ïloveške vire in pripravljenost, da se tako zbrani podatki redno pregle- dujejo, periodiïno izdelajo analize in se glede na trend odstopanj ocenjuje stanje orodij, tehnološkega procesa in kronološko tudi nivo kakovosti samega izdelka vse od zaïetka pro- dukcije. îe znamo tako zbrane poda- tke uporabiti tudi v te namene, smo za kakovost izdelka naredili najveï, deleža. îe želimo razliïne dobave primerjati med seboj, opozarjati na odstopanja ali celo reklamirati posamezne dobave, moramo imeti posamezne meritve dokumentirane, na podlagi teh izdelati analizo in do dobavitelja nastopiti z oprijemljivimi argumenti in merljivimi parametri, ki jih lahko preveri tudi sam. Utopija je priïakovati razumevanje dobavi- telja za naše težave, ïe ne moremo predložiti konkretnih podatkov. Meritve na posameznih fazah tehnološkega procesa Arhiviranje izmerjenih rezultatov in analiza opravljenih meritev na doloïenem vzorcu po posameznih tehnoloških fazah je kazalec kakovo- sti vhodnega materiala, izrabljenosti orodij in nepravilnosti ali motenj v tehnološkem postopku. Z rednim beleženjem meritev na nakljuïnih vzorcih lahko ob zaznavi odstopanj pravoïasno vplivamo na proces, tako da je odklon kakovosti od želene ïim manjši. Z bogatim arhivom me- 492 Ventil 14 /2008/ 5 PROGRAMSKA OPREMA – SPLETNE STRANI ritev na posameznih vzorcih lahko s pomoïjo analize z gotovostjo napo- vemo morebitne okvare orodij, po- veïanje izmeta in priïakovane težave v zvezi s kritiïno dimenzijo. Kot tehnologu v neki proizvodnji nam lahko odkloni doloïenih dimenzij pomenijo obrabljene dele orodij, poškodbe, preveliko zraïnost orodij, preveliko silo, hitrost, neustrezen ali nenatanïen pomik materiala, poškodovana vodila, nenatanïno nastavitev orodja ... Vse to vodi k še hitrejši obrabi, skrajšanju življenjske dobe ali v skrajnem primeru do uniïenja orodij. Cena orodja ni za- nemarljiva in proizvajalec obiïajno zagotavlja izdelavo doloïenega števila polizdelkov z njim, seveda ob primernem vzdrževanju in normalnih pogojih dela. Cena polizdelka seve- da vsebuje tudi delïek amortizacije tega orodja, investicijo v orodje pa morajo pokriti vsi izdelki, ki naj bi bili z njim izdelani. îe je orodje uniïeno že po ïetrtini predvidenega števila polizdelkov, ne bomo s po- lizdelki nikoli pokrili niti investicije v orodje, kaj šele cene materiala ter vloženega dela in energije. Redna skrb in spremljanje parame- trov izdelka, razumevanje vzrokov za odstopanja ter sprotna korekcija ugotovljenih vzrokov so med drugim torej tudi kljuï za izboljšavo teh- noloških postopkov, podaljšanje življenjske dobe orodij, kontinuirano kakovost naših izdelkov, zmanjšanje stroškov in konïno tudi poveïanje dobiïka, ki nam ga izdelek prinaša. Z vidika orodjarja in vzdrževalca oro- dja je veliko enostavneje slediti ka- kovost izdelka in opaziti odsto- panja na stroju in orodju, kjer se neprekinjeno proizvaja isti izdelek. Orodja so trdno vpeta, nastavljena in redne vzorïne meritve zadostujejo za primerno kakovost. Z rednim vzdrževanjem, meritvami in obna- vljanjem lahko dosežemo in tudi presežemo planirano število izdela- nih kosov z istim orodjem. Kadar se na istem stroju izmenjuje veï orodij ali celo vpenjamo isto orodje na razliïne stroje (stiskalnice – štance), se lahko pojavi niz težav, ki jim brez primerne dokumentacije nismo kos. Enak problem imamo, kadar je med posameznimi vpetji nekega orodja dolg ïasovni interval in si vseh poseb- nosti in odstopanj zadnje produkcije seveda ne moremo zapomniti. Tu spoznamo pravo vrednost arhiviranja meritev. S primerjavo rezultatov meri- tev med izdelki v posameznih šaržah lahko hitro ugotovimo, kdaj je orodje optimalno nastavljeno, kdaj delovni režim stroja ustreza orodju, kdaj prehitro prihaja do obrab ali poškodb in kdaj dimenzije neobiïajno nihajo znotraj toleranïnega obmoïja. Nikakor se ne bi smeli zadovoljiti z dimenzijami, ki sicer so v toleranï- nem obmoïju, vendar odstopajo od obiïajnih vrednosti. To je znak, da je prišlo na orodju ali v posa- mezni tehnološki fazi do bistvenih sprememb, ki bodo poslediïno po- vzroïile še veïje spremembe. Brez primerno arhiviranih meritev trenut- no izmerjenih vrednosti nimamo s ïim primerjati, torej tudi odstopanj ne bomo opazili, zato ne bomo iskali vzrokov za odstopanja, brez vzroka pa ne bomo niïesar spreminjali, kar je že v osnovi daleï od gospodarnega ravnanja. Cena investicije v sistem, ki nam pomaga ohranjati orodja in naprave do izteka amortizacijske dobe, je opraviïena že pri enem samem orodju, ïe jo primerjamo s prihrankom pri investicijah v orodja. Zato je pomembno, da meritve redno izvajamo, arhiviramo in analizira- mo. Meritve konÏne kontrole Konïna kontrola kakovosti izdelka je pomembna pri izpolnjevanju obve- znosti do naroïnika, tako koliïins- ko kot tudi kakovostno. Naroïeni izdelek mora ustrezati dogovorje- nim zahtevam kupca, kar dobavitelj obiïajno dokazuje z merilnim poro- ïilom konïne kontrole, iz katerega je mogoïe razbrati, katere (posebno zahtevne) dimenzije smo merili in ka- kšna so morebitna odstopanja. Prav tako je dogovorjeno število vzorcev, na katerih se pri neki izdelani koliïini opravijo in arhivirajo te meritve. V veïini primerov naroïnik zahteva takšno poroïilo pri vsaki dobavi, saj njegova vhodna kontrola primerja priloženo poroïilo z rezultati la- stnih meritev, ki na enaki koliïini vzorcev obiïajno ne odstopajo od proizvajalïevih rezultatov. S pri- loženim merilnim poroïilom pro- izvajalec torej zagotavlja in dokazuje kakovost svojih izdelkov. Redne meritve na predpisanem številu vzorcev zahtevajo doloïen ïas, ki bi ga seveda radi ïim bolj skrajšali, meritve pa izvedli hitro, natanïno in uïinkovito, poleg tega pa jih arhivirali za izdelavo merilnih poroïil, kasnejše primerjalne anali- ze in konïno tudi kot dokaz, da se meritve redno in kvalitetno izvajajo. Vse reklamacije in težave v proizvo- dnji, ki bi jih lahko imel naroïnik zaradi naših domnevno nekakovo- stno izdelanih polizdelkov, lahko s predložitvijo takšnih arhiviranih za- pisov ovržemo. Poleg tega ni nujno, da smo naroïniku edini dobavitelj nekega polizdelka. S primerjavo meritev na zavrnjenih polizdelkih in ob primerno urejenem arhivu lahko dokazujemo, katera dimenzija v naši proizvodnji polizdelka ni bila nikoli sporna. Vse to pa naroïniku pomeni, da smo sposobni spremljati in obdržati kakovost na zahtevani ravni, ker obvladujemo tehnološki proces. V današnjem ïasu, ko izdelke množiïno proizvajajo avtomatske montažne linije, kjer so dimenzije izdelkov najveïkrat kritiïne že blizu roba toleranïnih obmoïij, lahko postanemo in ostanemo naroïnikov strateški partner. Arhiviranje kontrolnih meritev brez izgube Ïasa Beleženje izmerjenih rezultatov Od vseh naštetih aktivnosti je naj- manj priljubljeno prav beleženje in arhiviranje meritev. Obiïajno delavec izmeri pomembne parametre izdelka. îe so ti znotraj toleranïnega obmoï- ja, proizvodnja teïe lepo naprej. îe bi si isti delavec vse izmerjene vrednosti zapisal na papir in kasneje vnesel v obrazec na raïunalniku, bi bile te vrednosti lahko arhivirane. Mirno pa lahko trdimo, da je zapisovanje in kasnejši vnos vrednosti meritev v raïunalnik zamudno, neproduk- tivno in razmeroma drago opravilo. 493 Ventil 14 /2008/ 5 PROGRAMSKA OPREMA – SPLETNE STRANI Delodajalec se seveda želi izogniti neproduktivnemu delu in izgubi ïasa svojih zaposlenih pri roïnem vnašanju izmerjenih parametrov, zato se (dokler ni težav) zadovolji le z obïasno kontrolo neposredno na stroju, ki spet ni niti zabeležena niti arhivirana. Delavci se na drugi strani tudi želijo izogniti zapisovanju in kasnejšemu vnašanju meritev v raïunalnik, v ïe- mer ne vidijo niti smisla niti kakšne koristi. Poleg tega tudi njim meritve predstavljajo le nujno zlo in izgubo ïasa, vïasih pa zaradi ïasovne stiske celo opušïajo še tiste najnujnejše meritve na zahtevanem odstotku vzorcev. V takšnih primerih se glede trenutne kakovosti izdelkov obe stra- ni zadovoljita le z opisnimi ocenami, kot so: DOBRO, MALCE SLABŠE, KOT PONAVADI. S takšnimi ocenami seveda ne mo- remo primerjati kakovosti trenut- ne proizvodnje s proizvodnjo pred na primer pol leta, ko je bila ta rekordna, število zavrnjenih pošiljk pa zanemarljivo. Zato je meritve nujno potrebno redno beležiti in arhivirati. Merjenje z direktnim vnosom v raÏunalnik Vnos meritev neposredno v merilno poroïilo, tabelo ali datoteko z be- sedilom je lahko nemoteï, poteka soïasno z meritvami in za redno arhi- viranje ne zahteva dodatnega ïasa in dela. Poleg tega lahko izmerjene vrednosti tiskamo direktno na papir, ki ga (konïna kontrola) priložimo naroïenim izdelkom. Veïina proizvajalcev merilne opre- me ima na svojih izdelkih možnost prenosa izmerjenih rezultatov preko podatkovnih kablov in razliïnih vmesnikov direktno v datoteke v obliki obiïajnega besedila ali tabe- le. Žal so komunikacijski protokoli med vmesniki in merilno opremo nestandardizirani, zato je pripo- roïljiva uporaba merilne opreme istega proizvajalca, saj se s tem izo- gnemo nakupu razliïnih vmesnikov in razliïne programske opreme za zajem, arhiviranje, analizo in izde- lavo poroïil, ki bi podpirala njihov izhodni format. Merilni vmesnik AXBR 3 Ker se merilni opremi razliïnih pro- izvajalcev težko izognemo, vam v pomoï ponujamo vmesnik AX BR3, ki je univerzalen, majhen in po- polnoma prilagodljiv. Z njim v ce- loti odpravimo izgubo ïasa zaradi roïnega vnašanja meritev v poroïila, omogoïimo redno arhiviranje ter s tem prihranimo ïas. Možnost brez- žiïnega prenosa prinaša še veïjo svobodo pri gibanju in manipulira- nju z merilno opremo, znižuje pa tudi redne stroške, ki jih imamo s priklju- ïnimi kabli zaradi neprestanega gi- banja in prepogibanja med izvajanjem meritev. Tudi ta strošek ni zanemarljiv. Z novim vmesnikom smo želeli: • odpraviti množico razliïnih vme- snikov, prikljuïnih kablov, vtiïnic in vezalnih shem, ki je potrebna za direktni vnos meritev, in namesto razliïnih kabelskih povezav in ustreznih prikljuïnih vtiïnic na vmesniku uporabniku ponuditi en sam vmesnik z zanesljivo VF- komunikacijo, ki bo sposobna brezžiïno prenesti informacije iz poljubnih perifernih naprav v osebni raïunalnik za arhivi- ranje ali obdelavo, ob tem pa na raïunalniku obdržati obstojeïo programsko opremo; • ponuditi vmesnik, ki razliïne naïine komunikacij in protokolov pretvori v obliko, ki je prilago- jena uporabnikovi programski opremi in potrebam ter ponuja možnost, da aktualne vrednosti z vse merilne opreme beležimo avtomatsko in s tem odpravimo zamudno roïno vnašanje meritev, ki je istoïasno še nezanesljivo, napake pri vnosu pa lahko kas- neje bistveno vplivajo na rezultate analiz; • namesto klasiïnih serijskih vrat RS232 omogoïiti prenos po- datkov po vodilu USB in napravo prek tega vodila tudi napajati. Poleg dveh vhodov za prikljuïitev meril s klasiïnim podatkovnim ka- blom imamo še tretjega, VF-vhod na frekvenci 433 MHz, na katerega lahko preko radiofrekvenïne po- vezave prikljuïimo tok podatkov s katerekoli merilne naprave. Ko- munikacijski protokol in izhodno obliko podatkovnega toka vmesnika lahko v celoti prilagodimo vašim potrebam. Prek VF-vhoda imamo torej možnost informacijo iz razliïnih virov informacij sprejemati, prikazati in arhivirati tudi brezžiïno, kar je zelo pomembno! Prednosti, ki jih ima brez- žiÏni VF-prenos pred kabelskim • Obmoïje, na katerem lahko op- ravljamo in zajemamo meritve, preprosto razširimo od (s podatkov- nim kablom) omejenega metra in pol na velikost proizvodne hale. • Popolnoma odpravimo redne izdatke za nakup nadomestnih podatkovnih kablov, ki se pogosto kvarijo. Ti pri VF-prenosu niso veï potrebni. • Za komunikacijo med vmesni- kom in oddajno enoto imamo na voljo 14 kanalov, po katerih lahko soïasno teïe komunikacija. To pomeni, da lahko istoïasno v is- tem prostoru deluje veï sistemov sprejemnik-oddajnik, vendar se med sabo ne motijo. • Isti vmesnik lahko komunicira z veï oddajniki, vendar ob pomo- ïi raïunalnika, ki s pošiljanjem ukazov preklaplja vmesnik med želenimi kanali v ustreznem za- poredju. S tem je uporabniku po- nujena možnost zajema podatkov iz bolj kompleksnih merilnih sistemov. Tako lahko 3-kanalni vmesnik razširimo na 16 kanalov. • Isti vmesnik lahko sprejema spo- roïila iz neomejenega števila oddajnikov, ki komunicirajo na istem kanalu, ïe sami poskrbimo, Slika 1. Sprednja stran vmesnika s podatkovnima vhodoma in LED-in- dikacijo aktivnega vhoda 494 Ventil 14 /2008/ 5 PROGRAMSKA OPREMA – SPLETNE STRANI da poteka predajanje sporoïil drugo za drugim in ne soïasno. Doseg brezžiïnega VF-prenosa po- datkov je v veliki meri odvisen od zasiïenosti frekvenïnega pasu v pro- storu, kjer se uporablja, in morebitnih drugih motenj ali harmonikov okrog frekvence 433 Mhz. Komunikacija med oddajnikom in sprejemnikom v našem sistemu je prav zaradi tega dvosmerna, zato po oddaji dobimo tudi potrditev uspešnega sprejema prenesene informacije. Tudi ïe je v njej spremenjen en sam bit, sprejem- nik zahteva ponovitev prenosa. Na oddajni strani se povratna informacija o uspešnem ali neuspešnem prenosu odraža v obliki piska. Tudi ïe smo izven dosega, bo po prvi neuspeli zvezi poskušal oddajnik samodejno še dvakrat odposlati isto sporoïilo. S tem zagotavljamo zanesljiv pre- nos informacije ali vsaj obvestilo o neuspešnem prenosu, ki pa je lahko uspešen že naslednji trenutek. Opis vmesnika Vmesnik je mogoïe prikljuïiti na namizni raïunalnik ali prenosnik preko priloženega podatkovnega kabla USB. Na zadnji strani vme- snika se nahajajo vtiïnica USB – B za prikljuïitev na vodilo USB, avdiovtiïnica 3,5 mm (MONO) za prikljuïitev stopalke, s katero lahko prožimo meritve, dve LED-diodi za prikaz toka podatkov na vodilu USB; rdeïa – proti PC-ju, zelena – proti vmesniku, tipka reset in 2-milimetr- ska puša antene za sprejem podatkov iz naših oddajnikov na 433 MHz. îe ne uporabljate RF-povezave, antene ni potrebno prikljuïiti. Na sprednji strani vmesnika sta dve vtiïnici za prikljuïitev podatkov- nih kablov in prikaz trenutno izbrane- ga vhoda z LED-diodami. Komunika- cija z raïunalnikom poteka po vodilu USB s hitrostjo do 115200 baudov, obliko niza pa prilagodimo glede na potrebe vaše obstojeïe programske opreme. Standardno lahko shranjuje- te podatke tudi z našim priloženim programom v obliki tekstovne in/ali tabele v formatu Excel. Slika 2. Zadnja stran vmesnika s pri- kljuÏki The AXBR3 measuring interface for the quick and easy transfer of measurements directly to your PC Abstract: Measurements need to be made on a regular basis if we want to ensure the quality of our products. If there is an option to archive these measurements without loss of additional time, we can build a database, which is the basis of a comparison analysis of product quality, the state of the manufacturing machines and tools, and the stability of the manufacturing process. Supervision and appropriate action in the case of deviations can avoid unexpected costs due to low product quality, delays in production, tool damage and, as a result of this lack of production, unachieved plans and reclamations. With a help of the AXBR3 interface we save a lot of time and ensure data input to a PC. Keywords: measuring interface, immediately measuring data acquisition, quality control, wireless measurements transfer, measuring data analysis, Slika 3. Videz uporabniškega vmes- nika za arhiviranje sprejetih rezul- tatov meritev v okolju Windows na osebnem raÏunalniku PREDSTAVI SVOJ POTENCIAL! Gospodarsko razstavišče Ljubljana (Hala A in A2), sreda 26. in četrtek 27. november 2008 495 Ventil 14 /2008/ 5 PROGRAMSKA OPREMA – SPLETNE STRANI