For larger workpieces where sheer size creates an accessibility problem, horizontal arm coordinate measuring machines (CMMs) remain a staple for manufacturers requiring accurate dimensional data. Mr. Kacha Panyaroj, Sales Manager – CMM & Vision at Hexagon Manufacturing Intelligence, explains why this technology is the go-to for many industries.


Horizontal arm coordinate measurement machines (CMMs) are most traditionally associated with use in the field of automotive body-in-white. However, the numerous unique advantages of such systems mean they are widely used across a variety of sectors where other measurement solutions struggle to compete. Like bridge and gantry CMMs, horizontal arm CMMs provide accurate and relevant data both in the control room and on the assembly line. So what makes this class of machine different and what applications are they suited to?


Typically, the key differentiator is the size of the workpieces being measured. The ability to measure large parts on a bridge CMM is limited by the size of the measurement volume, and the structure of the machine itself can also cause accessibility issues. In contrast, the ease of access that horizontal arm machines provide makes them ideal for measuring very long or tall workpieces. Often, manufacturers find that a horizontal arm CMM offers better cost to volume ratio than a bridge CMM capable of accommodating the same size parts. They also have a significantly smaller footprint and require less ceiling height than a bridge CMM with the equivalent working volume.


The advantages of horizontal arm CMMs are particularly apparent when inspecting sheet metal parts in the car industry, but manufacturers of other large-sized components such as those found in the aerospace, shipbuilding, defence, appliance, machinery and railway industries also benefit from these highly-adaptable machines.


Unlike some gantry-type CMMs, horizontal arm machines with an integral plate do not require specialist foundation systems. This makes installation quicker and less expensive, while it is also comparatively easy to relocate a horizontal arm system. In the automotive industry, horizontal arm CMMs are installed in a number of departments to meet the different dimensional data requirements throughout the product lifecycle. 


Horizontal arm CMMs are frequently used to optimise the process, increase data production and reduce the measurement time required in the prototype construction and dimensional validation phases of vehicle development. Many manufacturers are today increasing their data requirements during prototyping, with considerable quantities of very accurate data now offering the potential to improve time to market, a key priority for this competitive industry. 


Horizontal arm CMMs can also be integrated as a component within an automated production line such as an automotive body-in-white setup. Their robust mechanical frame is suitable for shop-floor operations, while the open structure permits direct access to the workpiece and significantly improves the ease of loading and unloading.


In performance terms, horizontal arm CMMs can make a direct contribution to reducing measuring cycle times. This is essential to keeping the production process under control in real time. Horizontal arm CMMs can be equipped with fixed or indexable measurement heads and continuous wrists that allow fast and accurate measurement, even in hard-to-reach places such as underneath a car chassis and inside an assembled car body. The two arms can be equipped with touch-trigger probes as well as optical sensors. The option for tactile and optical scanning makes the inspection process within the production line quicker and more efficient. 


Horizontal arm CMMs are extremely modular and easy to configure, combining the flexibility and programmability of a CMM with the speed and intuitive use of traditional measuring gauges. The flexibility of the machines allows the inspection of several components within a single measurement cell. Horizontal arm CMMs also offer several configuration types to suit a range of factory setups. Some have integrated worktables, while others use a remote worktable or a movable fixture. Dual-arm configurations are also available, doubling the inspection area and potential inspection speed.


Sophisticated technologies proven over many years of service allow horizontal CMMs to work with maximum accuracy even in environments with sudden temperature changes. They operate efficiently under the same environment conditions as the production process, so there is no need for any adaptations to the workshop. This reliability, alongside the unique flexibility, performance and ease of installation and operation, make horizontal arm CMMs an attractive proposition for any manufacturer inspecting larger workpieces in a production environment.

สำหรับชิ้นงานขนาดใหญ่ที่มักมีปัญหาในเรื่องขนาดการเข้าถึงการตรวจวัดของเครื่องมือวัดชนิดอื่นๆ เครื่อง horizontal arm coordinate measuring machines (CMMs) จึงยังมีความสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตที่ต้องการข้อมูลการตรวจวัดที่แม่นยำสูง คุณคชา ปํญญาโรจน์ ผู้จัดการฝ่ายขาย กลุ่มผลิตภัณฑ์ CMM & Vision ณ Hexagon Manufacturing Intelligence ได้ขยายความว่าทำไมเทคโนโลยีนี้ยังเติบโตต่อเนื่องในหลายๆอุตสาหกรรม​​


เครื่อง  Horizontal arm coordinate measurement machines (CMMs) ถูกนำใช้ในการตรวจวัดชิ้นส่วนโครงสร้างยานยนต์เป็นหลัก อย่างไรก็ตามด้วยจุดเด่นหลักที่ได้เปรียบและเป็นเอกลักษณ์ของระบบนี้ทำให้มันได้รับความนิยมและมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในหลายๆภาคส่วนซึ่งยังต้องแข่งขันกับโซลูชั่นการตรวจวัดของเครื่องประเภทอื่นๆด้วยอย่างเช่น เครื่อง CMMs ประเภท bridge และประเภท gantry โดยเครื่อง horizontal arm CMMs จะให้ข้อมูลการตรวจวัดที่ถูกต้องแม่นยำตรงกันทั้งในการตรวจวัดบนห้องควบคุม และการตรวจวัดในสายการประกอบ ดังนั้นอะไรที่ทำให้เครื่องจักรในกลุ่มนี้มีความแตกต่างและมันเหมาะสมที่จะใช้งานในลักษณะการตรวจวัดแบบใด?​


โดยปกติแล้วข้อแตกต่างในการเลือกใช้งานนั้นคือขนาดของชิ้นงานที่นำมาตรวจวัด ความสามารถในการตรวจวัดชิ้นงานขนาดใหญ่ของเครื่อง CMM ประเภท Bridge ถูกจำกัดไปด้วยขนาดปริมาตรในการตรวจวัด และด้วยโครงสร้างของเครื่องจักรเองก็ยังมีส่วนที่ทำให้เกิดปัญหาในการเข้าถึงชิ้นงานได้ ในทางตรงกันข้ามเครื่องจักรประเภท Horizontal arm นั้นง่ายในการเข้าถึงชิ้นงานได้เป็นอย่างดี ซึ่งเหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีขนาดยาวหรือสูงมาก บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตพบว่าเครื่อง horizontal arm CMM มีอัตราส่วนต้นทุนต่อขนาดปริมาตรในการตรวจวัดที่คุ้มค่ากว่าเครื่อง Bridge CMM ในการตรวจวัดชิ้นงานที่ขนาดเท่ากัน อีกทั้งยังใช้พื้นที่ใช้สอยน้อยกว่า และต้องการความสูงของเพดานน้อยกว่าเครื่อง Bridge CMM เพื่อทำการตรวจวัดที่ปริมาตรเท่าๆกัน​


ด้วยข้อดีของเครื่อง horizontal arm CMMs นอกจากจะนำมาใช้ในการตรวจวัดชิ้นงานโลหะแผ่นในอุตสาหกรรมผลิตรถยนต์แล้ว ยังถูกพบว่าผู้ผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น อุตสาหกรรมเครื่องบิน ต่อเรือ ผลิตอาวุธ เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องจักรกล และรถไฟ ยังนำเอาเครื่องรุ่นนี้มาพัฒนาเพื่อปรับใช้ในอุตสาหกรรมของตนได้อีกด้วย​


ซึ่งแตกต่างจากเครื่อง CMMs ประเภท gantry นั่นคือเครื่องประเภท horizontal arm กับ integral plate จะไม่ต้องการ specialist foundation systems ซึ่งทำให้การติดตั้งเป็นไปอย่างรวดเร็วกว่าและราคาถูกกว่าในขณะเดียวกันยังสามารถเคลื่อนย้ายระบบได้อย่างง่ายดาย ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เครื่อง horizontal arm CMMs จึงมักจะถูกติดตั้งในแผนกต่างๆเพื่อตอบสนองความต้องการในการตรวจวัดที่ต่อเนื่องตลอดทั้งวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์​


บ่อยครั้งที่เครื่อง Horizontal arm CMMs มักถูกนำมาใช้ในการหาค่าที่เหมาะสมในกระบวนการผลิต เพื่อเพิ่มผลผลิต และลดเวลาในการตรวจวัดที่จำเป็นในการตรวจสอบโครงสร้างชิ้นงานต้นแบบ และขั้นตอนตรวจสอบขนาดในแต่ละมิติเพื่อการพัฒนายานยนต์ ผู้ผลิตจำนวนมากในปัจจุบันมีความต้องการรายละเอียดข้อมูลเพิ่มมากขึ้นในระหว่างการผลิตชิ้นงานต้นแบบ ด้วยการได้รับข้อมูลที่ถูกต้องแม่นยำจำนวนมากขึ้นซึ่งแสดงให้เห็นถึงการบริหารเวลาให้เกิดประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการแข่งขันทางด้านอุตสาหกรรมในปัจจุบัน​


เครื่อง Horizontal arm CMMs ยังสามารถติดตั้งร่วมกับสายการผลิตอัตโนมัติได้เป็นอย่างดี เช่นการติดตั้งในสายการประกอบโครงสร้างรถยนต์ ระบบแขนกลของเครื่องวัดนี้เหมาะสำหรับการทำงานในโรงงานเป็นอย่างมาก ในขณะที่โครงสร้างที่เป็นอิสระทำให้สามารถเข้าไปตรวจวัดได้โดยตรง และช่วยเพิ่มความสะดวกในการทำงานและขนถ่ายชิ้นงานไปยังส่วนอื่นๆต่อไป​


ในแง่ของประสิทธิภาพการทำงาน เครื่อง horizontal arm CMMs สามารถทำงานได้โดยตรงซึ่งจะช่วยลดระยะเวลาการทำงานในแต่ละรอบได้ดี ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากในการควบคุมการผลิตภายใต้สภาวะการทำงานแบบเรียลไทม์ เครื่อง horizontal arm CMMs สามารถติดตั้งแบบถาวรหรือแบบเคลื่อนย้ายได้และแขนกลที่เคลื่อนที่ได้อย่างต่อเนื่องช่วยให้การตรวจวัดทำได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ถึงแม้จะอยู่ในตำแหน่งที่ยากต่อการเข้าถึงก็ตาม ตัวอย่างเช่น ช่วงล่างตัวถังรถยนต์  และองค์ประกอบภายในรถยนต์ แขนทั้ง 2 ข้างสามารถติดตั้งได้ทั้งหัวโพรบแบบสัมผัสและแบบไม่สัมผัสชิ้นงาน ซึ่งฟังก์ชั่นเหล่านี้ทำให้การตรวจวัดเป็นไปอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น​


เครื่อง horizontal arm CMMs เพียบพร้อมด้วยคุณสมบัติต่างๆที่ง่ายต่อการใช้งาน มีความยืดหยุ่นในการทำงานได้อย่างหลากหลาย และมีโปรแกรมการทำงานของ CMMs ที่สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและแม้จะใช้งานร่วมกับเกจวัดแบบเดิมก็ตาม ความยืดหยุ่นและหลากหลายในการทำงานของเครื่องวัดช่วยให้สามารถตรวจวัดส่วนประกอบชิ้นงานต่างๆได้อย่างครอบคลุมในการตรวจวัดแค่ครั้งเดียว เครื่อง horizontal arm CMMs ยังสามารถกำหนดค่าต่างๆให้เหมาะสมเพื่อการติดตั้งในแต่ละโรงงานผลิตได้  บางครั้งยังสามารถติดตั้งและทำงานร่วมกับโต๊ะวางชิ้นงานได้ ในขณะที่บางแห่งใช้งานร่วมกับโต๊ะและชุดจับงานแบบเคลื่อนที่ได้เช่นกัน นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดค่าการทำงานแบบ Dual-Arm เพื่อเพิ่มพื้นที่และความรวดเร็วในการทำงานเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า​


ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่ได้รับการพิสูจน์มาแล้วในช่วงหลายปีที่ผ่านมาในการใช้เครื่อง Horizontal arm CMMs ที่สามารถทำงานได้อย่างแม่นยำสูงสุดแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน เครื่องนี้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะเดียวกันกับในสายการผลิตอื่นๆ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีการปรับปรุงสายการผลิตในโรงงานแต่อย่างใด ด้วยความแม่นยำที่เชื่อถือได้ที่มาพร้อมกับความยืดหยุ่นในการทำงานที่หลากหลาย มีประสิทธิภาพ และง่ายต่อการติดตั้งและใช้งานทำให้เครื่อง Horizontal arm CMMs ได้รับความสนใจอย่างมากกับผู้ผลิตที่ต้องการตรวจวัดชิ้นงานขนาดใหญ่ที่สภาวะแวดล้อมภายในโรงงานเดียวกัน​

The Advantages of Horizontal Arm Coordinate Measuring Machines​​

The Advantages of Horizontal Arm Coordinate Measuring Machines​​​

Source: MEGA Tech Magazine, Nov-Dec 2017

© 2018 Advance Industry Media Plus Co., Ltd. All Rights Reserved.​​

Advance Industry Media Plus Co., Ltd.
1104/339 Pattanakarn Road Suanluang, Suanluang, Bangkok, 10250 Thailand

Tel. +66 2136 1406-7

Fax. +66 2187 2899​

Ms. Khemruji Pruankaewmanee

Tel: +66 2 136 1406-7

Reader voices






megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching