Feinmechanikunternehmen hebt Qualitätskontrolle auf die nächste Stufe

9. Juni 2023

Ray Harris mit der neuen LK AlteraC 10.7.7 CMM im neuen Prüfraum im Werk von CNC Consultants in Havant. Aufgrund der begrenzten Bauhöhe reduzierte LK Metrology die Höhe des Geräts während des Baus in Castle Donington.

Ein Großteil des Umsatzes des Zulieferers CNC Consultants stammt aus der Formel 1, obwohl die den Teams auferlegte Kostendeckelung in den letzten Jahren zu einem gewissen Rückgang geführt hat, was zu einer stärkeren Konzentration auf Arbeiten in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und dem allgemeinen Maschinenbau geführt hat. Der Inhaber Ray Harris hat in der Vergangenheit hauptsächlich Vorrichtungen und Formen für die Formel-1-Teams bearbeitet. Diese sagten ihm, dass er seine Komponentenprüfverfahren und Qualitätsberichte verbessern müsse, um in die Lieferung von Teilen für Rennwagen einzusteigen.

Der britische Hersteller von Koordinatenmessgeräten (KMG) LK Metrology war ein Nutznießer dieser Gespräche, denn Herr Harris bestellte eines der AlteraC 10.7.7 KMG des Unternehmens. Während des Baus in der Fabrik in Castle Donington wurde die Maschine in der Höhe um etwa 100 mm reduziert, damit sie durch den Eingang der neuesten Produktionsstätte von CNC Consultants in Havant passt und bequem in einem neuen Qualitätsraum untergebracht werden kann, der gerade hinzugefügt wird. Als Teil des Geschäfts wurde eine einzige Lizenz der Software PolyWorks Inspector geliefert, die zwischen dem KMG und einem Gelenkarm ausgetauscht werden kann, der 2020 gekauft wurde, als Herr Harris an einem früheren Standort in Portsmouth arbeitete.

Er sagte: "LK scheint eines der bestgehüteten Geheimnisse der Messtechnikbranche zu sein. Ich war vorher noch nicht auf sie gestoßen, aber unser lokaler Kalibrierungsbetrieb und Lieferant von Prüfgeräten Mech Metrology & Power Tools stellte mich ihnen vor. Obwohl LK ein großes Unternehmen ist, das in diesem Jahr sein 60-jähriges Bestehen feiert, mit einer Fabrik in Derbyshire und einem weltweiten Kundenstamm, hat es den Charakter eines Kleinunternehmens. Ich hatte den Eindruck, dass ich gute Unterstützung und Rückendeckung erhalten würde, was bisher auch der Fall war. Darüber hinaus ist das KMG gut gebaut und die mitgelieferte Software ist einfach zu bedienen, auch auf dem tragbaren Arm.

Die Umstellung auf die KMG-Messtechnik brachte sofort zusätzliche F1-Arbeiten mit sich, hauptsächlich prismatische Bearbeitungen auf drei 5-Achsen-Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren von Hermle, von denen zwei mit automatischen Palettenlager- und -ausgabesystemen für den automatisierten 24/7-Betrieb ausgestattet sind. Die hergestellten Teile sind typischerweise für Hydraulikverteiler sowie für die vorderen und hinteren Kotflügel und den Boden des Rennwagens. Es wird viel Titan verarbeitet, außerdem Edelstahl, Aluminium und einige technische Kunststoffe. Im Gegensatz zu Vorrichtungen, bei denen die Toleranzen relativ offen sind, weisen die neuesten Teile Zeichnungstoleranzen von bis zu 25 µm auf, was mit dem tragbaren Arm unmöglich zu überprüfen ist. Das KMG hingegen ist in der Lage, Merkmale zu messen, die um eine Größenordnung kleiner sind, so dass es die Prüfaufgaben problemlos bewältigen kann.

Nahaufnahmen von Ray Harris, der ein verkleinertes Rennwagenrad für Windkanaltests inspiziert.

Während der Programmierung in PolyWorks wählt Herr Harris einfach die Merkmale und Profile aus, die er prüfen möchte. Die Software ordnet dann automatisch die Punkte für die effizienteste Prüfroutine an, einschließlich aller Achsbewegungen, Kopfdrehungen und Kollisionsvermeidungsstrategien. Er beschreibt die Software als besonders benutzerfreundlich und ideal für jemanden, der neu im Umgang mit CNC-KMGs ist. Die Datenerfassung erfolgt sowohl durch das Antasten diskreter Punkte als auch durch taktiles Scannen mit einem Renishaw SP25M Messtaster. Im Vergleich zur ausschließlichen taktilen Abtastung werden in kürzerer Zeit wesentlich mehr Daten erzeugt, was eine schnellere Prüfung und damit eine verbesserte Qualitätskontrolle ermöglicht. Darüber hinaus können umfassendere Berichte mit genaueren Informationen über die Genauigkeit von Freiformflächen auf Bauteilen sowie über Abmessungen erstellt werden. Die PolyWorks-Software ist in der Lage, diese Daten flexibel in einer Form darzustellen, die der Kunde bevorzugt und die er leicht verstehen kann.

Der bereits vorhandene Arm wurde mit einem Messtaster und einem Laserscanner geliefert, wird jetzt aber ausschließlich mit dem letzteren Sensor verwendet, um die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen, wenn beispielsweise eine von fünf Werkzeughälften aus einer Charge von 920 Aluminiumformen mit einem komplexen Profil für die Luft- und Raumfahrtindustrie geprüft werden soll. Das KMG hingegen wurde nur mit taktiler Abtastung geliefert, obwohl es für das Laserscanning vorbereitet wurde, um diese Fähigkeit in Zukunft hinzuzufügen.

Bevor er in die Maschine investierte, wurde Herr Harris eingeladen, das Werk in Castle Donington zu besuchen, um eine Vorführung eines Altera 10.7.7 zu sehen, der eine seiner Komponenten prüft. Der Zufall wollte es, dass er auf der nahe gelegenen Rennstrecke von Donington Park ein Rennen fahren sollte, nachdem er Anfang 2022 mit einem GT-Auto in der britischen Langstreckenmeisterschaft wieder in den Sport eingestiegen war. Leider wurde das Rennen in Donington abgesagt. Um sich die 350 Meilen Hin- und Rückfahrt zu ersparen, schickte er ein Wassersystem für ein F1-Auto zusammen mit dem CAD-Modell per Kurier an das Werk und entschied sich, die Vorführung online anzusehen. LK zeigte zwei Möglichkeiten, das Bauteil zu prüfen, zum einen durch Antasten, um es auf dem Granit zu orientieren, und anschließendes Laserscannen, zum anderen mit einem SP25M, um das Teil anzutasten und taktil zu scannen.

Entsprechend beeindruckt von dem letztgenannten Messverfahren entschied er sich für die Investition in das KMG und PolyWorks, dessen Benutzerfreundlichkeit seine Prüfproduktivität erheblich steigert. Dank des hohen Automatisierungsgrads der Software kann die Programmierung je nach Komplexität des Bauteils in nur 10 Minuten erfolgen und kann, anders als bei der Verwendung eines Arms, im Voraus anhand des CAD-Modells vorgenommen werden.

Die Installation des KMG hat eine Reihe von Möglichkeiten eröffnet, da durch die Verfügbarkeit fortschrittlicher Messtechnik neue Aufträge leichter zu gewinnen sind, insbesondere solche mit engen Toleranzen. Darüber hinaus hat Herr Harris jetzt einen Ginetta-GT-Rennwagen gekauft, den er für Veranstaltungen vermietet, und beabsichtigt, mit der Herstellung einer eigenen Reihe von Teilen für diesen Wagen zu beginnen, z. B. Achsschenkel, Lagerträger, Achsverlängerungen und Antriebswellen. Die Möglichkeit, die Qualität der Teile auf dem LK CMM auf einem höheren Niveau zu kontrollieren, als es bisher möglich war, wird auch dieses neue Unternehmen fördern.

Quelle: Metrology News