在全球抗擊新冠肺炎疫情 (COVID-19) 的戰(zhàn)斗中，爭分奪秒地快速分發(fā)新冠病毒檢測試劑盒是制勝的關(guān)鍵。為實(shí)現(xiàn)塑料試劑盒零部件的大規(guī)模生產(chǎn)，測量環(huán)節(jié)絕不能成為掣肘整個(gè)生產(chǎn)流程的瓶頸。受客戶委托，Verus Metrology Partners公司開發(fā)出可提升測量效率的新型解決方案，實(shí)現(xiàn)了測量速度與生產(chǎn)速度同步。
背景
Verus Metrology Partners是一家領(lǐng)先的定制化“交鑰匙”測量解決方案供應(yīng)商。該公司專注于針對復(fù)雜塑料零部件提供幾何尺寸測量解決方案，業(yè)務(wù)范圍覆蓋各個(gè)行業(yè)，特別是醫(yī)療技術(shù)、制藥和FMCG（快速消費(fèi)品）行業(yè)。
該公司提供全套測量服務(wù)，包括夾具設(shè)計(jì)與制造、校驗(yàn)、驗(yàn)證與編程、Moldflow（模內(nèi)流動(dòng)性）分析、安裝，以及售后服務(wù)。他們以非凡的創(chuàng)新精神享譽(yù)國際，擅長通過集成化測量解決方案大幅提升測量機(jī)器的工作效率。
挑戰(zhàn)
在全球抗疫戰(zhàn)斗如火如荼之時(shí)，一家來自美國的醫(yī)用級包裝容器制造商SiO2 Materials Science (SiO2) 公司找到Verus Metrology Partners。這家美國公司正在批量生產(chǎn)COVID-19檢測試劑盒的各個(gè)零部件，希望Verus能夠幫助他們提升測量效率，因?yàn)檫@對于確保生產(chǎn)效率至關(guān)重要。
SiO2是一家專注于先進(jìn)材料科學(xué)的公司，亦具有深厚的化學(xué)與工程學(xué)背景。該公司致力于運(yùn)用專有的先進(jìn)材料科學(xué)專業(yè)知識，研發(fā)變革性的創(chuàng)新解決方案。他們的產(chǎn)品兼具玻璃和塑料兩種材質(zhì)，而且完美做到了揚(yáng)長避短，在業(yè)內(nèi)頗具口碑。
SiO2委托Verus Metrology Partners提供一種高速批量測量解決方案，用于測量兩個(gè)形狀迥異的試劑盒零部件：試劑瓶與瓶蓋。除了測量要求之外，實(shí)時(shí)記錄測量數(shù)據(jù)也是一項(xiàng)關(guān)鍵要求。
Verus Metrology Partners首席運(yùn)營官M(fèi)ichael Nugent說道：“針對這個(gè)項(xiàng)目，無論從哪方面來講，時(shí)間都很關(guān)鍵。我們不僅必須在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出測量解決方案，還要確保這個(gè)方案能夠高速、精確地測量零部件的關(guān)鍵尺寸，同時(shí)保證測量結(jié)果具有高度重復(fù)性。”
他繼續(xù)道：“為應(yīng)對疫情，全球各地都實(shí)施了嚴(yán)格的保持社交距離以及國內(nèi)和國際旅行限制措施，這些都給我們帶來了不小的挑戰(zhàn)。因此我們需要開發(fā)一套切實(shí)可用的解決方案，不僅要充分發(fā)揮現(xiàn)有的現(xiàn)場測量設(shè)備的能力，而且要對這些設(shè)備進(jìn)行改造，讓它們在“交鑰匙”測量系統(tǒng)中超高效地運(yùn)行。”
解決方案
SiO2最近購買了一臺雷尼紹Equator 300比對儀，但尚未將其集成到測量環(huán)節(jié)中。Verus Metrology Partners發(fā)現(xiàn)這臺Equator比對儀能夠完美滿足其測量解決方案的各項(xiàng)要求。
Michael說道：“我們的研發(fā)部門已經(jīng)對雷尼紹Equator比對儀進(jìn)行了各項(xiàng)測試，十分清楚它的所有功能，尤其是快速工件檢測能力。”
Equator 300比對儀由可編程的比對儀主機(jī)、控制器、測頭和應(yīng)用軟件等部件組成，適用于對大中批量工件進(jìn)行精確測量。
Michael繼續(xù)道：“Equator 300比對儀的工作空間是我們開發(fā)測量解決方案的出發(fā)點(diǎn)，最終的解決方案必須放到這個(gè)直徑為300 mm、高度為150 mm的工作空間內(nèi)。現(xiàn)在我們已知Equator比對儀能夠非常快速地執(zhí)行檢測程序，那么接下來需要解決的挑戰(zhàn)就是：如何充分發(fā)揮比對儀的能力？如果逐一檢測每個(gè)零部件，即使采用上下料系統(tǒng)，這個(gè)過程也非常慢而且工作量巨大。考慮到待測的兩種零部件的尺寸都相對較小，我們早早就決定采用多工位夾具，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為這種夾具不僅切實(shí)可行，而且有助于實(shí)現(xiàn)提高測量速度的目標(biāo)。”
Verus Metrology Partners為每種零部件分別設(shè)計(jì)并制造了一款定制型八工位夾具，所用的材質(zhì)為硬質(zhì)陽極氧化鋁和醫(yī)用級塑料。這種夾具能夠以高度重復(fù)性將試劑瓶和瓶蓋固定在Equator比對儀工作空間內(nèi)的固定位置，以便直接進(jìn)行測量。
Michael表示：“在這個(gè)項(xiàng)目中，夾具的作用很關(guān)鍵。它不僅要確保Equator比對儀能夠測量每個(gè)零部件的所有關(guān)鍵尺寸 — 這兩種零部件分別有兩個(gè)和五個(gè)關(guān)鍵尺寸，而且要確保夾持力不會(huì)導(dǎo)致零部件變形。也就是說，夾具既要有助于確保測量過程的可靠性和重復(fù)性，同時(shí)又不能破壞被測零部件的幾何形狀或完整性，不論是試劑瓶還是瓶蓋。”
利用在Equator比對儀控制器上運(yùn)行的雷尼紹MODUS比對測量軟件，Verus結(jié)合這兩款定制夾具開發(fā)了試劑盒零部件的測量程序。
比對儀的所有測量數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)與QC-CALC統(tǒng)計(jì)制程控制軟件共享。這些數(shù)據(jù)可以打印和存儲(chǔ)在本地，而“合格/不合格”信息將立即以圖形方式顯示給機(jī)器操作員。
結(jié)果
通過在Equator 300比對儀中集成定制型多工位夾具，Verus Metrolgy Partners成功地大幅縮短了SiO2Materials Science的COVID-19檢測試劑盒零部件的批次放行時(shí)間。編程完成之后，只需按下按鈕，Equator比對儀便開始執(zhí)行檢測程序。操作員只需要將試劑瓶或瓶蓋裝入相應(yīng)的夾具中，并設(shè)定好檢測程序，然后Equator比對儀就會(huì)一次自動(dòng)檢測8個(gè)零部件。
Michael說道：“現(xiàn)在，我們的重心逐漸轉(zhuǎn)向：如何確保所有生產(chǎn)人員都在真正能夠?yàn)楣驹鲋档膷徫簧习l(fā)光發(fā)熱。利用Equator比對儀這樣的自動(dòng)化高速比對測量系統(tǒng)，再搭配多工位零件檢測程序，操作員可以最大限度縮短檢測時(shí)間，同時(shí)增加有效生產(chǎn)時(shí)間。這樣不僅有助于提高生產(chǎn)能力和效率，而且可實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)率最大化。”
“客戶向我們尋求夾具與測量解決方案時(shí)，通常都會(huì)希望我們的方案能做到長達(dá)20年的產(chǎn)品生命周期。我們可以很自信地說，我們的解決方案的生命周期常常都會(huì)超出客戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)壽命。但是，針對這個(gè)項(xiàng)目，我們卻衷心希望它的生命周期越短越好，因?yàn)樗腥硕计谂沃咔槟茉缛战Y(jié)束！”