20 июля 2023 г.
Высокая технологичность поддерживается при литье пластмасс под давлением
Две координатно-измерительные машины (КИМ) с ЧПУ, которые компания Alltrista Plastics использовала круглосуточно в течение более 10 лет на своем заводе в Крайстчерче (Великобритания), стали неэффективными. Точность и повторяемость измерений с помощью контактных триггерных датчиков снижались из-за возраста машин. Программное обеспечение иногда давало сбой, что чревато физическим столкновением, повреждением датчика и, возможно, даже проверяемого компонента. Поскольку со временем изготавливаемые пластмассовые медицинские детали и узлы становились все более сложными, в цикле контроля часто требовался угловой щуп, поэтому оператору приходилось выбирать из полудюжины предустановленных конфигураций датчиков, устанавливать один из них вручную и калибровать его. Кроме того, оператору приходилось перебирать различные программы на экране компьютера, чтобы определить и загрузить нужную.
Весь этот процесс был оптимизирован и автоматизирован благодаря установке двух новых КИМ Altera S 10.7.6, изготовленных компанией LK Metrology в Касл Донингтоне (Великобритания). В комплект поставки также вошло программное обеспечение CAMIO для 3-осевого сканирования и создания отчетов, а также сканирующий датчик Renishaw SP25M и моторизованная индексирующая головка PH10M. По сути, это два датчика в одном, позволяющие выполнять тактильное сканирование по непрерывной траектории, а также контактное сканирование отдельных точек. В сочетании с матричной плитой Renishaw, обеспечивающей точное размещение деталей для контроля, эта система позволила значительно повысить производительность метрологического оборудования, облегчив закрепление образцов, ускорив измерительные циклы и практически исключив вмешательство человека и связанный с этим риск ошибок. Дооснастить старые КИМ функцией сканирования было невозможно, так как затраты были бы непомерно высоки, а машины в любом случае устаревали.
Менеджер по качеству компании Alltrista Питер Макоса сказал: "Я несколько лет работал с КИМ LK, когда работал на авиакосмическом предприятии, которое стандартизировало их использование. Когда компания Alltrista решила модернизировать свою комнату качества, мы обратились к четырем потенциальным поставщикам машин, включая прежнего поставщика. Ответ компании LK был, безусловно, наиболее полным.
"Компания провела демонстрацию в режиме онлайн одной из наших деталей и еще одно испытание, когда мы посетили Касл Донингтон. Это была единственная компания, которая инициировала комплексное обследование на месте на нашем заводе для проверки возможности установки станка".
"На основании проведенных измерений и с учетом того, что машины LK выше наших предыдущих КИМ, производитель предложил уменьшить высоту моделей Altera S во время их сборки, чтобы они удобно размещались в наших дверных проемах и в нашей переоборудованной комнате контроля.
"В конечном итоге выбор в пользу этого поставщика был сделан благодаря выгодной цене оборудования, компетентным инженерам, работавшим с нами на протяжении всего процесса продажи, а также репутации компании, обеспечивающей хорошее послепродажное обслуживание".
Крайстчерч - одно из пяти производственных предприятий Alltrista, примечательное тем, что это первое предприятие в составе холдинга Jadex, полностью работающее на возобновляемой энергии. Компания, аккредитованная по стандарту ISO13485, специализируется на литье пластмасс под давлением для производства таких устройств, как системы доставки лекарств, и упаковки, например, блистеров для контактных линз, для медицинской, фармацевтической и нутрицевтической промышленности. Машины для литья под давлением размещены в основном в одной чистой комнате класса 7 и двух чистых комнатах класса 8. Доля медицинских изделий в обороте, а также разнообразие и объемы производства растут: за последнее десятилетие она увеличилась с 30 до 50% от общего объема производства и продолжает расти. Другая тенденция - все более жесткие допуски на чертежи вновь разрабатываемых изделий и более строгие требования GD&T (geometric dimensioning and tolerancing).
В основе производства всех изделий на заводе в Крайстчерче лежит строгий процесс валидации. Как правило, в начале нового производства выполняется 30 пробных партий, содержащих, скажем, по 15 компонентов, при этом заказчики требуют, чтобы производительность процесса составляла не менее Cpk 1,33, а зачастую 1,67 или 2 (шесть сигм). Допуски на пластмассовые изделия обычно достаточно открыты и находятся в диапазоне от 50 до 100 мкм, однако любая неточность измерения нежелательна, так как она будет занимать часть диапазона допуска. Еще более важным для валидации является высокий уровень повторяемости.
Кроме того, компании Alltrista требовалось получить больше данных для лучшего понимания некоторых особенностей формовочных изделий, таких как плоскостность уплотнительных поверхностей, профили свободной формы и фаски. Использование сканирующего датчика Renishaw позволило получить на порядок больше информации для передачи в производственный отдел с целью точной настройки инструмента и производства. Кроме того, заказчики получают гораздо более насыщенные отчеты, позволяющие более детально ознакомиться с производством, выполняемым по их заказу. Кроме того, оформление отчетов стало гораздо удобнее, поскольку прежние открытые таблицы Excel были заменены на закрытые PDF-файлы, созданные в CAMIO. Они включают в себя цветовое сравнение детали с CAD, показывающее соответствие изделия, со всеми сопутствующими данными, логотипом Alltrista, датой и временем.
Когда КИМ были установлены, LK написал основные программы для контроля деталей четырех основных заказчиков Alltrista, а также разработал экранную панель ПК, чтобы весь процесс управлялся через меню. На первом экране отображается иконка каждого заказчика, при нажатии на которую можно увидеть все детали, которые отливаются под давлением для этой компании. При нажатии на соответствующую пиктограмму программа автоматически отправляется на КИМ, где оператор вводит свое имя, указывает, какой отчет о контроле требуется - стандартный или по первому изделию, и нажимает кнопку "Пуск".
Однако перед запуском программы массив компонентов должен быть размещен в известном положении на гранитном столе. Чтобы облегчить и ускорить эту процедуру, компания LK поставила в комплекте с каждым Altera S 10.7.6 матричную плиту Renishaw. Без дополнительной оплаты в граните были просверлены отверстия под анкерные болты с нестандартными центрами, что позволило закрепить пластины снизу, избегая выступающих над поверхностью стола крепежных скоб. В приборную панель, наряду с соответствующей программой контроля, включается SOP (стандартная операционная процедура), показывающая оператору точное расположение пронумерованной сетки отверстий на матричной плите, которые должна занимать партия закрепляемых образцов.
Никто никогда не скажет, что человеческий фактор можно полностью исключить, но эта система правильного и точного позиционирования компонентов в сочетании с системой CAMIO компании LK для запуска программ, контроля ЧПУ и автоматического формирования отчетов очень близка к устранению всех возможных ошибок. Используя новый процесс контроля качества с марта 2022 года, г-н Макоса называет его "безошибочным".
Контроллеры Altera S и программное обеспечение CAMIO были поставлены с расчетом на ввод данных от датчика лазерного сканирования в будущем, если компания Alltrista решит, что растущая сложность ее пластиковых устройств требует такой модернизации. Однако на данный момент тактильное сканирование и контактное зондирование, в том числе с помощью многоконтактного щупа для доступа к нижней поверхности компонентов без замены датчика, обеспечивают достаточные возможности и производительность.
Нажмите ЗДЕСЬ для получения дополнительной информации