Produksjon av sveisede rammer med høy presisjon for produksjonslinjer
Forskning Jaroslav Miklušák - MECASYS, Matúš Madleňák - MECASYS Technology, Pavol Gužík - MECASYS Design, Dominik Zilka - MECASYS CAM Program
Sammendrag
Vi utformer og bruker teknologiske prosesser basert på kombinasjonen av varmebehandling og 5-akset CNC-fresing i produksjonen av presisjonsbærende rammer for høyhastighetsmaskinlinjer.
Vi sørger for at kritiske dimensjonstoleranser opprettholdes med et maksimalt avvik på 0,01 mm på en lengde på 930 mm.
De nødvendige toleransene (f.eks. koaksialitet opp til 0,015 mm, vinkelretthet opp til 0,01 mm, parallellitet opp til 0,012 mm) er nødvendige for å oppnå høy kvalitet og pålitelighet for kundens sluttprodukt. Støtterammene er den grunnleggende strukturelle plattformen som de andre funksjonelle elementene i maskinen senere monteres på.
Ved å planlegge og optimalisere alle prosesstrinn nøye har MECASYS sørget for at hver eneste prosess bidrar til å oppnå høy presisjon og repeterbarhet. Ved å følge en velprøvd prosess garanterer vi jevn kvalitet på hver eneste del som produseres.
Beskrivelse av problemet
En sveitsisk produsent av pakkemaskiner henvendte seg til oss med et behov for å produsere en sveiset ramme med høy presisjon for produksjonslinjer som produserer emballasje til farmasøytiske produkter og næringsmidler, med svært små dimensjonstoleranser. Han hadde tidligere samarbeidet med en rekke leverandører over hele Europa, men hadde gjentatte ganger støtt på problemer - de var ikke i stand til å sikre nøyaktigheten på kritiske dimensjoner, noe som førte til forsinkelser i produksjonen og komplikasjoner i monteringen av det endelige utstyret.
Etter å ha mottatt den tekniske dokumentasjonen analyserte vi oppdraget grundig og utarbeidet et forslag til produksjonsløsning. Kunden verifiserte deretter våre tekniske og produksjonsmessige muligheter, inkludert tilgjengelig teknologi, måleutstyr (CMM) og interne kvalitetsprosedyrer. Etter en vellykket validering av vår kompetanse fikk vi en bestilling på produksjon av et testeksemplar.
Det var klart fra starten av at prosjektet krevde en usedvanlig presis tilnærming - ikke bare på grunn av de strenge toleransene (f.eks. vinkelretthet innenfor 0,01 mm, konsentrisitet innenfor 0,015 mm, parallellitet innenfor 0,012 mm), men også på grunn av samspillet mellom disse kravene. Hvert teknologisk trinn måtte planlegges nøye for å eliminere risikoen for unøyaktigheter.
Løsning
I forprosjektfasen, før implementeringen startet, analyserte MECASYS grundig kundens spesifikke krav og de innsendte dokumentene. Samtidig ble kundens skjulte forventninger grundig identifisert.
Ved å analysere den eksisterende situasjonen, kundens dokumenter og oppfatning av forventningene deres, optimaliserte MECASYS de teknologiske prosedyrene og prosessene for realisering av bærende rammer for høyhastighetslinjer for å oppnå det fastsatte målet - høyere effektivitet, produktivitet og kvalitet i produksjonen, ikke bare med hensyn til sikkerhet og kostnadsbesparelser, men også ved å ta hensyn til andre viktige aspekter.
Basert på analysen av kritiske punkter utarbeidet MECASYS-teamet flere scenarier for produksjonsprosessen, som ble evaluert med tanke på teknologiske risikoer og deres innvirkning på den resulterende nøyaktigheten. I denne prosessen har vi brukt MECASYS Labs' erfaring fra deltakelse i globale prosjekter for produksjon av kritiske komponenter for ulike industrisegmenter, for eksempel farmasøytisk industri, romfart og bygg- og anleggsbransjen.
Et av de viktigste problemene som måtte håndteres, var deformasjonen av strukturen etter sveising og de indre spenningene i bærerammen før sponbearbeiding.
I tillegg til selve produksjonsprosessen utformet vi også stadier for å verifisere den faktiske konstruksjonen med de nødvendige dimensjonene og toleransene for disse. Disse verifikasjonsfasene på CMM-måleutstyr ble inkludert i produksjonsprosessen, og vi etablerte identiske justeringer på 5-AX CNC-fresemaskiner og for CMM-målinger på HEXAGON METROLOGY Global S-series maskiner.
Løpende verifisering og konsultasjon av de ansvarlige teamene sørget for at kvalitetsmålene og dimensjonsparametrene ble overholdt.
Etter å ha planlagt og optimalisert de teknologiske, produksjons- og måleoperasjonene, gikk vi videre til realiseringen av prototypen. Under realiseringen fulgte vi systematisk de foreslåtte trinnene, spesielt de foreskrevne teknologiske justeringene mellom hver operasjon - varmebehandling, overflatebehandling før maskinering, kontinuerlig dimensjonsverifisering og endelige overflatebehandlingsprosesser for å oppnå produktets endelige tilstand.
I MECASYS har vi designet og implementert en teknologisk prosess med sveising, varmebehandling, 5-AX CNC-maskinering og verifisering av funksjonelle dimensjoner for å oppnå den nødvendige nøyaktigheten på 0,01 mm med endelig overflatebehandling. En del av prosessen var også validering av de oppnådde parameterne sammen med kunden, noe som fant sted før eksport av det ferdige produktet.
Etter åtte uker med systematisk arbeid og utvikling overleverte vi den ferdige prototypen til kunden, som oppfylte alle kriteriene uten behov for ytterligere modifikasjoner. Eksporten omfattet også utveksling og deling av kvalitetsinformasjon med kunden, særlig sertifikater for verifisering av dimensjoner, varmebehandling, materialbruk og overholdelse av foreskrevne prosesser.
Resultater og fordeler
Ved å bruke den foreslåtte prosedyren og en systematisk metodisk tilnærming oppnådde vi:
1. Oppfyller kundens kriterier for nøyaktigheten til den sveisede støtterammen for høyhastighetslinjen, spesielt vinkelrettheten innen 0,01 mm, koaksialiteten innen 0,015 mm og parallelliteten innen 0,012 mm.
2. Verifisering av påliteligheten til hele produksjonsprosessen med garantert repeterbarhet av resultatene i fremtiden.
3. eliminering av produksjonsstans og forsinkelser under montering hos kunden.
4. Reduser kostnadene for den første kvalitetsverifiseringen av en kritisk komponent ved å utveksle og dele kvalitetsdata fra CMM-målinger kontinuerlig.
Konklusjon
Et prosjekt for produksjon av en sveiset ramme med høy presisjon for en sveitsisk kunde har bekreftet MECASYS' teknologiske modenhet og prosessmodenhet. Den vellykkede gjennomføringen av et krevende oppdrag - inkludert overholdelse av toleranser i mikrometerområdet og omfattende produksjonsvalidering - viser at selv ekstremt strenge tekniske krav kan oppfylles med en høy grad av repeterbarhet.
Basert på en nøyaktig dokumentert og verifisert prosedyre kan vi sikre gjentatt produksjon uten behov for et nytt oppsett. Kunden er dermed sikret jevn kvalitet ved fremtidige bestillinger.
Vår tilnærming basert på detaljert analyse, intern utvikling av teknologiscenarioer, presisjonsproduksjon og kontrollert CMM-verifisering gjorde det mulig for kunden å få en komponent som:
- betydelig redusert risiko under installasjonen,
- eliminerte merkostnaden for den første kontrollen,
- sikret pålitelig drift av høyytelseslinjene.
Denne erfaringen har også ført oss fremover når det gjelder å forene og optimalisere teknologiske prosesser for krevende og kritiske bruksområder.
MECASYS er klar til å overføre denne erfaringen til andre prosjekter der presisjon, stabilitet og pålitelighet er avgjørende faktorer.
Dine behov, vår ekspertise
Leter du etter en partner som kan håndtere den høye presisjonen på 0,01 mm i produksjonen av grunnleggende maskinrammer på opptil 400 kg og 1000 mm i størrelse?
MECASYS designer og leverer de maskinene du trenger - pålitelig, fleksibelt og i samsvar med de krevende kravene i din produksjon.
Ingen del av denne publikasjonen kan reproduseres i noen form eller på noen måte, verken elektronisk, mekanisk, ved fotokopiering, opptak, skanning eller på annen måte, eller lagres i et gjenfinningssystem, uten skriftlig tillatelse fra rettighetshaveren. Forespørsel om tillatelse må rettes til MECASYS s.r.o., Oravská Polhora 1117, 029 47 Oravská Polhora, Slovakia.
Alle rettigheter forbeholdes, inkludert retten til å gjengi hele eller deler av publikasjonen i enhver form. Enkelte elementer i denne publikasjonen kan være brukt under lisens fra tredjeparter og kan være underlagt andre bruksbegrensninger.
Referanser
AAH Plastics
AAH Plastics henvendte seg til oss med et behov for å utvikle, designe og implementere en monteringsenhet direkte i en sprøytestøpemaskin for å automatisere monteringen av metallhylser i en plastdel.
Eurostyle Systems France
Eurostyle Systems henvendte seg til oss med et behov for å utvikle og designe en kontrollarmatur for å sikre produksjonsprosessen basert på kundens krav og spesifikasjoner.
Air International Thermal
Air International Thermal henvendte seg til oss med et krav om å utvikle, designe og implementere en anordning for forvarming av viftepropellen i et klimaanlegg for motorkjøretøyer på det punktet der aksen til den elektriske motoren presses.
Jasplastik
Jasplastik henvendte seg til oss med et krav om å lage en enhet for sammenføyning av to PVC-deler ved hjelp av ultralyd.
Magna Slovteca
Magna Slovteca henvendte seg til oss med et behov for å designe og produsere vibrasjonsjigger for deres egen interne utvikling og stabilitetstesting av bakspeil.
ITW Automotive
ITW Automotive henvendte seg til oss med et behov for å utvikle og konstruere en enhet for å måle og evaluere bevegelseskreftene til monterte komponenter. Denne automatiseringen vil gjøre produksjonsprosessen raskere og sikre repeterbarhet.
Novares
Novares henvendte seg til oss med et behov for å utvikle og konstruere et komplett sett med inspeksjonsjigger for å sikre produksjonsprosessen basert på kundens krav og spesifikasjoner.
SAS Automotive
SAS Automotive henvendte seg til oss med et behov for å utvikle, designe og implementere en skjæremaskin i en eksisterende linje for automatisk skjæring av dashbordfester i plast for et VW-, AUDI- og Porsche-prosjekt.
Thermoplastik
Thermoplastik henvendte seg til oss med et behov for å designe og produsere avrivningsjigger for deres egen interne utvikling og testing av plaststøpegods.
UPT
UPT henvendte seg til oss med et krav om å lage en elektrisk tavle for et passiveringslinjeprosjekt. Sentralens rolle vil være å forsyne varmeelementene og regulere dem med hensyn til temperatur og væskenivå.
Eurostyle Systems - Slovakia
Eurostyle Systems henvendte seg til oss med et behov for å utvikle og designe en målearmatur som kunne effektivisere og automatisere produksjonen.
Inalfa Roof Systems
Inalfa Roof Systems Slovakia henvendte seg til oss med et behov for å utvikle og konstruere en enhet som ved hjelp av et skanningssystem kunne kontrollere bruken av de riktige kjemiske formuleringene for spesifikke deler og tilhørende arbeidsflyter.
Nanogate
Nanogate henvendte seg til oss med et behov for å utvikle og designe en målefikstur som kunne hjelpe dem med å produsere de nødvendige komponentene mer effektivt.
RAMA BOHEMIA
RAMA BOHEMIA henvendte seg til oss med et behov for å utvikle og konstruere en engangsinnretning som skulle brukes til å lime dobbeltsidig teip på en PVC-del. Med dette utstyret kunne de oppnå repeterbar nøyaktighet og høyere kvalitet på tapeadhesjonen.