25 мая 2023 года
Портативный манипулятор с двухметровым вылетом вдвое сокращает время на осмотр крупных деталей
Основанная в 2011 году компания GT Tooling(www.gttoolingltd.co.uk), занимающаяся производством инструментов и субподрядной обработкой, потратила один год на использование обычного ручного метрологического оборудования для измерения деталей, которые она фрезеровала и точила, прежде чем инвестировать в 3D-артикулятор - 6-осевую модель с вылетом 1,2 метра. Три года спустя, когда компания переехала из Питерсфилда на более крупный завод в Фарехеме, она инвестировала в обрабатывающий центр с ходами 1 651 x 762 x 762 мм, что означало, что большие призматические детали, производимые компанией, должны были проверяться за две операции.
Хотя процедура была удовлетворительной, она занимала много времени и была сопряжена с риском внесения ошибок из-за необходимости перемещения манипулятора. Поэтому в мае 2022 года у компании LK Metrology, Касл Донингтон(www.LKmetrology.com), была приобретена портативная рука FREEDOM Classis Scan с радиусом действия два метра. Компания GT Tooling была представлена этому британскому производителю координатно-измерительных машин (КИМ) соседней компанией Mech Metrology & Power Tools, которая калибрует контрольно-измерительное оборудование производителя инструментов и поставляет ему обычные метрологические инструменты, такие как верньеры и микрометры.
Грег Симмондс, совладелец и директор компании GT Tooling, прокомментировал: "Мы рассматривали КИМ с ручным управлением и КИМ с ЧПУ. Однако повторяемость измерений на первых была недостаточно хорошей, а вторые не обеспечивали достаточной гибкости в использовании. Ни один из этих типов не имел возможности составления отчетов, которые соответствовали бы нашим стандартам или стандартам наших клиентов. Мы также считали, что программируемые КИМ лучше подходят для серийного производства, в то время как мы обрабатываем в основном единичные и небольшие партии.
"Поэтому мы решили остановиться на технологии портативных манипуляторов, но вместо того, чтобы вернуться к прежнему поставщику, мы выбрали компанию LK. Мы хотели воспользоваться послепродажным обслуживанием, которым они славятся, и нам также понравилось программное обеспечение для составления отчетов PolyWorks Inspector, поставляемое в стандартной комплектации с манипуляторами LK FREEDOM, которое особенно просто в использовании. Просто вытянув необходимые размеры и нажав кнопку, можно свободно манипулировать отчетами в различных, легко усваиваемых форматах в соответствии с предпочтениями каждого клиента".
Фирма точного машиностроения с самого начала имеет сертификат управления качеством ISO 9001 и очень серьезно относится к контролю и измерениям, не в последнюю очередь потому, что в межсезонье она принимает активное участие в поставках командам Формулы-1. В этот период на автоспорт приходится значительная часть пропускной способности завода, в основном на изготовление шаблонов, оснастки, приспособлений и алюминиевого мягкого инструмента для производства композитных деталей гоночных автомобилей. Другие обслуживаемые отрасли включают аэрокосмическую, автомобильную, пищевую промышленность и производство напитков, а из инструментальной стали изготавливаются резиновые и литьевые формы для множества отраслей. Также обрабатывается нержавеющая сталь, экзотические сплавы, медь и ее сплавы, углеродное волокно и инженерные пластмассы.
Райан Ливс, который одновременно работает инженером по продажам и инспектором в GT Tooling, объяснил: "Мы с Грегом стали свидетелями часовой презентации по манипулятору FREEDOM, проведенной инженерами LK в Касл Донингтоне. Она проходила в режиме онлайн во время пандемии. Демонстрация, включавшая использование программного обеспечения PolyWorks, была проведена на осмотре одной из наших деталей, которую забрали во время предыдущей встречи в Фарехеме. Она показала, насколько просто использовать оборудование, и я почувствовал уверенность в том, что, несмотря на то, что у меня нет формального образования в области метрологии, я смогу быстро внедрить новую систему контроля".
КИМ по своей природе способна измерять допуски примерно в 10 раз меньше, чем шарнирный манипулятор, поскольку обратная связь по положению осуществляется по линейным шкалам, а не по абсолютным угловым энкодерам в поворотных шарнирах. Тем не менее, манипулятор FREEDOM обеспечивает точные результаты, когда GT Tooling измеряет размеры в соответствии с общими чертежными допусками ± 0,1 мм. Если необходимо проверить более жесткие характеристики, г-н Ливс использует традиционную метрологию, например, измерительные приборы для отверстий и пальцев.
Он подтвердил, что весь процесс контроля качества с использованием манипулятора, включающий выравнивание, проверку и составление отчетов, стал более быстрым и гибким, чем раньше, благодаря улучшенному удобству использования оборудования LK. Скорость важна, поскольку некоторые срочные работы для F1 требуют 24-часового оборота. Подготовка внутреннего отчета обычно занимает от 15 до 20 минут, а для подготовки полного отчета FAIR (отчет об инспекции первого изделия) требуется около часа. Причина, по которой раньше на это требовалось больше времени, заключалась в том, что элемент подготовки отчета в соответствии со спецификацией GT Tooling занимал больше времени. По-настоящему значительная экономия достигается при проверке крупных деталей, для которых ранее требовалось две установки манипулятора. В таких случаях время проверки сокращается вдвое, так как г-н Ливс, по сути, выполняет работу дважды.
Главное преимущество новой процедуры контроля качества заключается в том, что итоговая документация теперь представляет собой именно то, что хочет видеть заказчик, без включения ненужного содержания и последующей необходимости интерпретации. В частности, отчетность по GD&T (геометрическим размерам и допускам), которая ранее была трудоемким занятием, стала намного удобнее в использовании с PolyWorks. Рука используется почти исключительно на специальном инспекционном столе для проверки компонентов, но иногда она устанавливается на стол обрабатывающего центра для проверки точности детали перед извлечением ее из приспособления или перед дальнейшей резкой металла.
В ходе обсуждений перед покупкой стало ясно, что лазерное сканирование в качестве дополнения к контактному зондированию дискретных точек принесет GT Tooling значительную пользу. Это позволило бы собирать гораздо более полные данные о поверхностях свободной формы за долю времени и, следовательно, предоставлять более полные отчеты и избежать риска пропуска ошибок обработки. Именно по этой причине компания LK поставила 7-осевой манипулятор FREEDOM, а не 6-осевую модель, вместе с соответствующим программным обеспечением, поскольку дополнительная степень свободы необходима для обеспечения возможности лазерного сканирования, когда дополнительные инвестиции могут быть оправданы.
Еще одним преимуществом лазерного сканирования будет проверка хрупких и деформируемых компонентов, включая резиновые детали, такие как уплотнители дверей автомобиля, без опасения повредить или деформировать их в процессе работы. Еще одним преимуществом станет возможность реинжиниринга устаревших компонентов, например, для старинных автомобилей, для которых не существует данных или чертежей. Можно будет не только использовать эти возможности для деталей, обрабатываемых собственными силами, с возможностью привлечения новых клиентов, но и продавать услуги по проверке другим производителям на условиях субподряда при наличии свободных мощностей.
В заключение г-н Симмондс сказал: "До сих пор мы составляли отчеты об инспекции примерно для 40 процентов наших обработанных деталей, поскольку не каждый конечный пользователь требует их. Теперь, когда процесс стал намного быстрее и проще с помощью манипулятора LK, мы намерены увеличить это число более чем в два раза, поскольку это хорошо отражается на предоставляемых нами услугах, дает клиентам уверенность и может привести к дополнительному бизнесу".
"Я хотел бы официально заявить, что программное обеспечение PolyWorks оказалось даже лучше, чем мы ожидали, а телефонные консультации компании превосходны, как и консультации LK. Это очень важно для нас, поскольку мы часто должны предоставлять быстрые услуги, особенно для Формулы-1, и мы не можем позволить себе, чтобы в случае возникновения проблем наша функция инспекции не работала долгое время".
Источник: Фабрикант