Genaue Inspektion von Teilen mit Schwerpunkt auf der Bewertung der geometrischen Abmessungen kritischer Merkmale
Forschung: Jaroslav Miklušák - MECASYS, Matúš Madleňák - MECASYS Technologie, Pavol Gužík - MECASYS Konstruktion, Dominik Zilka - MECASYS CAM-Programm
Zusammenfassung
Ein führender internationaler Hersteller von Kunststoffkomponenten für die Automobilindustrie mit Produktionsstätten in 22 Ländern wandte sich an MECASYS, um den Bedarf an einer genauen und zuverlässigen Kontrolle der Maßhaltigkeit seiner Produkte zu decken. Die größte Herausforderung bestand darin, Messvorrichtungen zu entwerfen und zu entwickeln, die wiederholbare Messungen der wichtigsten geometrischen Parameter ermöglichen, ohne die laufende Serienproduktion zu unterbrechen.
Ziel des Projekts war es, eine genaue Inspektion der Teile zu gewährleisten, wobei der Schwerpunkt auf der Bewertung der geometrischen Abmessungen kritischer Merkmale lag, um so die Qualität des Ergebnisses zu verbessern und Fertigungsschwankungen zu minimieren.
MECASYS lieferte hochpräzise Messvorrichtungen, die die Effizienz der Inspektion verbesserten, das Fehlerrisiko verringerten und außerdem die technologische Kompetenz des Unternehmens bei der Bewältigung anspruchsvoller Projekte für die Automobilbranche bestätigten.
Beschreibung des Problems
Der Kunde hatte immer wieder Probleme mit der Qualität der Teile, die durch den Mangel an präziser Maßkontrolle bei früheren Lieferanten verursacht wurden. Diese Ungenauigkeiten führten zu Produktionsverzögerungen und Komplikationen bei der Fahrzeugmontage. Man wandte sich an MECASYS, um spezielle Messvorrichtungen zu entwickeln, die garantiert produktionstauglich und genau waren und sich dennoch leicht in bestehende Prüfprozesse integrieren ließen.
Eine der wichtigsten technischen Anforderungen bestand darin, das tatsächliche Einspannen der Teile zu simulieren, so wie sie in die Karosserie eingebaut werden würden. Die Vorrichtungen basierten daher auf genauen 3D-Daten der Karosserie und wurden durch Modelle der angrenzenden Teile ergänzt, um die Positionierung, den Zuschnitt und die geometrischen Einschränkungen zu überprüfen. Um eine fehlerfreie Handhabung der Teile zu gewährleisten, wurde ein spezieller Klemmmechanismus in das Design integriert, der ein sicheres und wiederholbares Einsetzen und Entfernen der Teile ohne Beschädigung der Referenzpunkte ermöglicht.
Jede Vorrichtung wurde so konzipiert, dass sie die Messung mehrerer Kontrollpunkte mit Hilfe von Durchbiegungsmessern ermöglicht und gleichzeitig vollständig mit Koordinatenmessgeräten (KMGs) kompatibel ist, einschließlich des Zugriffs auf vordefinierte Messpositionen.
MECASYS setzte die Produktion in einer kontrollierten Umgebung um und nutzte die CMM-Technologie auch während der Produktionsphasen. Alle Vorrichtungen wurden auf HEXAGON METROLOGY-Maschinen geprüft und das Design in einer 3D-Umgebung verifiziert, wodurch eine hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit gewährleistet werden konnte.
Die daraus resultierenden Vorrichtungen reduzierten die Ausfallzeiten während der Montage erheblich, machten zusätzliche Inspektionen überflüssig und sorgten für einen reibungslosen Anlauf der Serienproduktion.
Lösung
Die Umsetzung des Projekts begann mit einem gründlichen Entwurf der mechanischen Konstruktion der Messvorrichtungen in der Software SolidWorks, wo die mechanischen Eigenschaften simuliert und die Form der Strukturelemente optimiert wurden. Nachdem der Kunde das vorgeschlagene Design genehmigt hatte, wurde die vorbereitete Dokumentation in die Produktionsphase überführt - CNC-Bearbeitung auf mehrachsigen Bearbeitungszentren des eigenen Maschinenparks von MECASYS, die eine hochpräzise Bearbeitung komplexer Geometrien ermöglichen.
Die einzelnen Komponenten der vorgeschlagenen Messvorrichtungen wurden zu der endgültigen Messvorrichtung zusammengesetzt und die Vorrichtung wurde anschließend einer Ausgangsprüfung unterzogen, einschließlich einer CMM-Messung und einer Wiederholbarkeitsanalyse (MSA), die bestätigte, dass die erforderliche Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit bei der Verwendung dieses Messgeräts erreicht wurde. Durch die Verwendung eines modularen Konstruktionskonzepts konnte die Inspektionslösung flexibel an verschiedene Arten von Teilen angepasst werden, was den gesamten Prozess der Qualitätsprüfung beschleunigte.
Der technologische Kontext der Lösung:
Die von MECASYS entwickelte Lösung entspricht auch den allgemeinen Trends in der Automobilindustrie, wo genaue und flexible Messsysteme eine Schlüsselrolle bei der Digitalisierung und Automatisierung der Produktion spielen.
Der Automobilsektor steht unter dem ständigen Druck, die Qualität zu verbessern, die Produktionskosten zu senken und die Zykluszeiten zu verkürzen. Flexible und skalierbare Messlösungen sind heute unerlässlich, um wettbewerbsfähig zu bleiben und schnell auf Produktänderungen oder gesetzliche Anforderungen reagieren zu können.
Wettbewerbsvorteil:
MECASYS bietet Lösungen, die die Grenzen traditioneller Ansätze durch modulare Designkonzepte, fortschrittliche 3D-Technologien und die Automatisierung von Prüfprozessen überwinden. Messvorrichtungen in einer modularen Architektur können leicht erweitert oder angepasst werden, wodurch die Investitionskosten minimiert und Ausfallzeiten bei der Änderung von Produktionsprogrammen vermieden werden.
Testen und Validieren:
Jede Messvorrichtung wurde auf hochmodernen CMM Global S Koordinatenmessgeräten von HEXAGON METROLOGY getestet. Die Überprüfung jeder Komponente und der gesamten Vorrichtung gewährleistete eine hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messungen unter Einhaltung der strengsten internationalen Standards.
Der Einsatz der KMG-Technologie ermöglicht automatisierte Messungen in fünf Achsen sowie kontinuierliche Profiloberflächenmessungen. Diese Prozesse eliminieren menschliche Fehler und ermöglichen eine detaillierte Inspektion selbst komplexer Geometrien - ohne dass spezielle Vorrichtungen erforderlich sind.
Ergebnisse und Vorteile
Durch den Einsatz der von MECASYS entwickelten Messvorrichtungen erzielte der Kunde eine deutliche Verbesserung der Qualität und Stabilität des Produktionsprozesses. Dank der präzisionsgefertigten und modular aufgebauten Vorrichtungen konnten alle Maßanforderungen innerhalb von Toleranzen von 0,01 mm erfüllt und gleichzeitig die internen Prozesse optimiert werden.
Die wichtigsten Vorteile sind:
1. Genauigkeit innerhalb von 0,01 mm: alle geometrischen Parameter wurden stabil erreicht, ohne dass zusätzliche Korrekturen erforderlich waren.
2. Wiederholbarkeit der Messungen: Dank der CMM-Inspektion und der MSA-Analyse wurde die Fähigkeit der Formulierungen bestätigt, in der Serienproduktion konsistente Ergebnisse zu liefern.
3. Fehlerreduzierung: Genaue Messung und validierte Teileinspannung eliminieren Maßabweichungen bei der Ausgabe.
4. schneller Einsatz: Digitales Design und Verifizierung in einer 3D-Umgebung ermöglichten eine reibungslose Implementierung ohne Produktionsausfallzeiten.
5) Einsparungen bei den Inspektionskosten: Durch kontinuierliche CMM-Messungen und gemeinsame Dokumentation entfällt die Notwendigkeit einer wiederholten Inspektion durch den Kunden.
6. Bereitschaft für zukünftige Entwicklungen: Die modulare Architektur der Vorrichtungen ermöglicht eine flexible Anpassung, wenn sich Produkte oder Kontrollpunkte ändern.
Diese Ergebnisse haben nicht nur die Zuverlässigkeit des Produktionsprozesses gestärkt, sondern auch das Vertrauen des Kunden in die technischen Lösungen von MECASYS.
Fazit
Das Projekt für einen Kunden aus der Automobilindustrie unterstrich die Fähigkeiten von MECASYS bei der Entwicklung und Herstellung von Präzisionsmessvorrichtungen. Zu Beginn des Projekts lag der Schwerpunkt auf der detaillierten 3D-Modellierung und der digitalen Validierung von Konzepten mit Hilfe der SolidWorks Software, wodurch das Design der Vorrichtungen vor der endgültigen Produktion optimiert werden konnte. In dieser Phase entfiel die Notwendigkeit, physische Prototypen herzustellen, und potenzielle Fehler konnten bereits in einem frühen Stadium erkannt und beseitigt werden.
Dank der modularen Elemente und der präzisen Verarbeitung der Messvorrichtungen erzielte der Kunde gleichbleibende Qualität und Effizienz. Die Kontrolle der Abweichungen mit Hilfe der KMG-Technologie sorgte für hohe Zuverlässigkeit und minimierte Fertigungsfehler.
Die von MECASYS entwickelten Messvorrichtungen ermöglichen ein präzises Einspannen und Prüfen von Kunststoffteilen mit minimalen Abweichungen. Ihr robustes Design und ihre Kompatibilität mit Koordinatenmessmaschinen haben die Produktionsprozesse erheblich verbessert.
Die anschließende Produktion auf mehrachsigen CNC-Maschinen und die gründliche Qualitätskontrolle durch Koordinatenmessgeräte (KMG) stellten die Genauigkeit und Konsistenz der Ergebnisse sicher. Für jede Messvorrichtung wurde ein CMM-Ausgabebericht und eine MSA-Analyse erstellt, die dem Kunden die erforderliche Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Produktion garantierten. Diese Maßnahmen trugen dazu bei, Fehler zu reduzieren, die Inspektionsprozesse zu beschleunigen und die Zuverlässigkeit der Produkte zu erhöhen.
Mit diesem Projekt hat MECASYS nicht nur die spezifischen Anforderungen des Kunden erfüllt, sondern auch seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, maßgeschneiderte Lösungen zu liefern, die strenge Qualitätsstandards erfüllen. Dies unterstützte das Wachstum und die Wettbewerbsfähigkeit des Kunden auf dem Markt. Vor dem Hintergrund der aktuellen Trends in der Automobilindustrie, wo der Schwerpunkt auf Digitalisierung, Automatisierung und Flexibilität liegt, stellen die Lösungen von MECASYS einen strategischen Vorteil für die zukünftige Entwicklung und den Erfolg auf dem globalen Markt dar.
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